栗子坪1號大橋整體式大蓋梁施工技術

歐陽龍順

(核工業華南建設工程集團公司,廣東廣州 510000)

栗子坪1號大橋整體式大蓋梁施工技術

歐陽龍順

(核工業華南建設工程集團公司,廣東廣州 510000)

栗子坪1號大橋整體式大蓋梁工程其大跨度預應力混凝土連接剛構梁曲線和高墩非常復雜,大蓋梁的線性和內力與施工技術緊密相連。通過對工程情況、計劃安排以及施工準備等進行有效分析,結合相關理論計算和相應的實踐進行技術性的探討與總結,并制定科學的施工方案,從而確保了大蓋梁施工取得成功。

栗子坪大橋;整體式大蓋梁;施工技術

1　工程概況及施工方案

(1)栗子坪1號大橋位于石棉縣栗子坪鄉,南婭河沿河谷蜿蜒而行,具有明顯的山區河流特征。橋梁大部分地段所在山坡近直立,坡高約20～30 m，并且橋梁軸線基本處于陡坎坡眉附近,橋墩地形陡峻。墩原設計為左右分離式蓋梁,樁基采用每半幅2根方墩,因此,原設計該3個橋墩中每個橋墩有兩個墩柱處于河流正中,方墩將影響姚河壩電站的正常泄洪,對橋梁結構安全也造成較大影響,因此,設計院對栗子坪1號橋3個橋墩下部結構進行了變更設計。設計變更后采用整體式預應力蓋梁,樁基和橋墩的位置靠近河道兩邊陡峭的巖石上,河道中央不設橋墩。由于該處地形特殊,樁基、橋墩均位于陡峭的巖石上,且樁位附近由于地勢陡峭不能為施工提供操作場地,特別是整體式蓋梁的施工難度更大「1]。

(2)施工方案是對橋下河道的地基進行處理后,建兩個混凝土臨時墩,并用萬能桿件拼裝成兩個高度以蓋梁底為限的支柱,在混凝土方墩上預埋鋼構件,橫橋向用工字鋼和貝雷片組合形成蓋梁的承重面,然后在上面進行鋼筋混凝土施工。由于河底到蓋梁有40 m高,臨時支柱的穩定可通過每隔一定距離在混凝土墩柱預埋鋼構件,橫向通過工字鋼連接使其成為一個整體,這樣通過臨時支柱將蓋梁跨徑由30 m變成10 m，以減少施工難度。此方法,構件較小,可用吊車開到河道下面進行施工,但必須在枯水期施工。這個方案安全性高,費用較低,便于施工操作。

(3)施工流程:搭設鋼管支架→接觸面鑿毛清洗→測量放樣→底模安裝→蓋梁鋼筋綁扎、波紋管設置及穿鋼絞線→側模支立→混凝土澆筑→模板拆除→混凝土養生→張拉、壓漿→支架拆除。

2　施工準備

(1)人員安排(見表1)

表1　人員安排表

(2)在機械配置上,根據現場施工情況,適當增加投入,以滿足施工需求(見表2)。

表2　機械配置表

(3)在材料準備上,該項工程施工所需鋼筋、鋼絞線、錨具等均為甲供,進場后試驗室做好檢驗工作,合格后投入使用;混凝土采用商品混凝土,試驗室提前做好配合比驗證工作,合格后投入使用;側模板采用定型鋼模,為保證該蓋梁的外觀質量,模板根據圖紙尺寸,由專門的模板加工工人到模板改裝現場加工,現場驗收合格后投入使用。模板配備:根據總體工期要求及工程量,底模模板2套,側模模板配備1套「2]。

(4)水電的提供上,生產、生活用水采用自來水,接水管至施工區和生活區。生產用電由項目部邊上的630 kVA變壓器直接架線至施工現場,同時現場配備2臺200 kW的發電機作為備用電源。

(5)在施工技術的準備過程中,首先復核施工圖紙,發現問題及時溝通解決。編制施工、安全技術交底和施工方案,對現場所有負責人、技術員、工班長、操作人員進行逐級交底,將施工要點、注意事項及安全文明施工交代清楚。然后,復核導線點、水準點,必要時進行加密控制;做好測量儀器的檢修和校準工作。最后,試驗室做好相關原材的驗證、檢驗、報批工作。

3　栗子坪整體蓋梁支架方案設計及計算方式

(1)栗子坪1號大橋15#墩蓋梁采用落地支架整體現澆施工。該工程蓋梁施工支架采用Φ426 ×10鋼管作立柱,立柱頂設樁帽布置卸荷砂箱,砂箱上布置4組2I56b作主橫梁,其上布置10排單層貝雷梁作縱向主梁支撐,貝雷梁上布置I25 a分配梁及模板。墩身設牛腿作支架兩端支撐,牛腿采用2I32b組合而成。

(2)栗子坪整體蓋梁支架方案的計算方式是采用定額,在定額中的部分機械、人工及材料根據現場實際情況做部分調整。根據施工單位提供的圖紙,該工程中應用的施工支架的受力模式為空間組合結構,本文采用結構通用有限元軟件MIDAS進行計算。主要計算內容有:在支架荷載作用下,施工支架的撓度和內力情況;在支架荷載作用下,施工支架的穩定性情況。對分配梁截面特性、貝雷梁截面特性、支墩的截面特性、牛腿的截面特性等做了相應的計算分析。

(3)支架自重,對于支墩和貝雷梁的鋼構件,桿件的密度取為7 850 kg/m3。支架荷載,蓋梁傳遞給支架的荷載主要來自蓋梁自重。根據施工單位提供的支架荷載,主要荷載參數有:跨中蓋梁自重739.7 t(長30 m);模板荷載:2 000 N/m2;施工人員及機械荷載:2 500 N/m2;振搗混凝土荷載:2 000 N/m2;風荷載:設計風速取18.6 m/s(10 a 一遇),工作風速取12.8 m/s(6級風)。關于荷載組合系數,考慮兩種荷載組合形式,即標準組合和基本組合。本計算除施工人員、機械及振搗荷載、風荷載視為活載以外,其它荷載如支架自重、現澆段自重荷載、模板荷載等均視為恒載。荷載組合形式:標準組合=∑恒載+∑活載;基本組合=1.2∑恒載+1.4∑活載。以上組合中,標準組合用來評價剛度及穩定性指標,基本組合用來評價結構強度指標。

(4)主要進行以下兩種工況計算:蓋梁現澆支架搭設完成未澆筑混凝土前,蓋梁混凝土澆筑后未達強度前。分配梁計算結果有兩種:撓度結果與內力結果。分配梁模型計算撓度結果:跨中最大撓度約為0.2 mm,撓度與跨度的比值為:

同時還有,支墩計算結果和位移計算結果,支墩的穩定驗算分為整體穩定和局部穩定。牛腿的計算結果分為:牛腿作用荷載結果、內力結果以及牛腿的反力結果,見表3、表4。

表3　牛腿應力結果

表4　牛腿反力結果

4　施工注意事項和安全措施

(1)蓋梁擬采用一次澆筑成型,澆筑時充分考慮墩柱及鋼管支架受力情況,先澆筑兩個墩柱處,然后澆筑鋼管支架頂部,最后合攏。澆搗過程需要考慮到支架均勻受力,且控制澆搗速度,不宜過快,并派專人在模板旁邊守護。鋼筋使用必須有出廠質量證書和試驗報告單。所有鋼筋需抽取試樣做原材力學性能試驗,需要做焊接試驗的還應做焊接試驗。鋼筋綁扎時,在底模及側模上按要求放置保護層墊塊,確保保護層滿足要求。脫模劑必須使用符合要求的同一品種,涂抹必須均勻,厚度一致,以利于拆模。涂刷好后及時進行拼裝、覆蓋,避免沾上灰塵。混凝土到達現場后試驗人員必須檢查和易性和坍落度。運送混凝土須與施工進度相適應,保證混凝土從攪拌到澆注的時間不得超過混凝土的初凝時間。澆筑混凝土期間應設專人檢查模板、鋼筋等穩固情況,當發現有松動、變形、移位時應及時處理「3]。

(2)建立、健全并運行質量保證體系,按照項目部質量計劃開展質量管理工作,橫向展開到各個專業,縱向分布到每個作業點,做到橫向到底,縱向到邊。保證整個項目部的信息全面、及時和準確。每一個參與人員均明確自身職責和質量要求。做好商品混凝土的質量控制,試驗人員不定期對商混站材料進行抽查,進場混凝土做好坍落度試驗「4]。模板在每一次使用前,必須進行認真清理,全面檢查模板表面光潔度,不允許有殘存的混凝土漿,保證模板平整、完好無孔洞,然后噴刷脫膜劑。模板拼縫有明顯的縫隙者,必須采用油膩子批嵌,角縫采用雙面膠帶粘貼。現場的混凝土必須進行坍落度的檢測并記錄,若混凝土有離析現象或坍落度不合格時不得進行澆筑。同時保證夜間施工的照明,并對施工過程中的隱患進行及時處理等等。

5　結語

在整個施工過程中應加強安全管理,及時排除安全隱患,并對相關人員進行專業的培訓,做到文明施工,落實相關的施工方案和要求,從而促使整個施工過程順利進行。

「1] 杜春林.涪陵烏江二橋單索面斜拉橋主梁優化設計「J].世界橋梁,2010，6(13):112-115.

「2] 劉山洪.預應力橋梁張拉技術的發展與應用「J].橋梁施工技術, 2012，6(15):12-25.

「3] 劉德寶.橋梁結構創新方法「J].橋梁建設,2012，6(15):35-45.

「4] 劉東.吊拉組合橋施工工藝研究「J].橋梁建設,2010，6(11):15-18.

U445

B

1009-7716(2015)12-0104-03

2015-07-20

歐陽龍順(1983-),男,湖南長沙人,工程師,從事路橋施工管理工作。