變截面連續(xù)梁移動支架懸澆施工方法

葛 棟

(中交三航局第三工程有限公司 江蘇 南京 210011)

變截面連續(xù)梁移動支架懸澆施工方法

葛 棟

(中交三航局第三工程有限公司 江蘇 南京 210011)

本文結(jié)合談溝橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用移動支架法進行預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁懸澆施工，其支架體系成本節(jié)約、布置合理、安全可靠，同時闡述了施工工藝特點及控制要點。

變截面連續(xù)箱梁；移動支架；對稱懸澆

1 工程概況

錫溧漕河北接京杭運河蘇南段，南連蕪申運河，是京杭運河的重要次干航道。在長江三角洲高等級航道網(wǎng)布局規(guī)劃方案“兩縱兩橫”中，錫溧漕河為一縱的重要組成部分，規(guī)劃為Ⅲ級航道。

談溝橋位于常州市武進區(qū)禮嘉鎮(zhèn)談溝村，是錫溧漕河(常州段)航道整治工程航道改線段增加的橋梁之一，主橋上部結(jié)構(gòu)采用50m+80m+50m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，橋?qū)?m。主梁為單箱單室變截面、直腹式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，箱梁中支點高度為4.5m，跨中高度為2.2m；箱梁高度距墩中心2m處到跨中合攏段處按二次拋物線變化。

主橋連續(xù)箱梁采用移動支架法施工，除0#塊及邊跨直線段支架現(xiàn)澆外，其余8對梁段均采用移動支架對稱平衡逐段懸澆法施工，箱梁縱向懸澆分段長度為4× 4m+4×4.5m，0#塊長10m,合攏段長度均為2m，邊跨現(xiàn)澆直線段長8.92m。

2 施工控制重點

0#塊采用貝雷架搭設(shè)滿堂支架現(xiàn)澆施工，從而先將箱梁與墩身臨時固結(jié)形成T構(gòu)后繼續(xù)從主墩開始分別向兩側(cè)對稱平衡進行1#～8#節(jié)段的移動支架懸澆施工，并同步進行2個邊跨直線段的滿堂支架現(xiàn)澆施工，然后進行各T構(gòu)按先邊后中的順序進行合攏，最終體系轉(zhuǎn)換后形成連續(xù)梁，因此移動支架懸澆法施工重點是地基處理、支架搭設(shè)和預(yù)壓、混凝土施工質(zhì)量控制、預(yù)應(yīng)力筋張拉，以及施工過程中的沉降變形觀測。

3 施工方法說明

3.1 0#塊及臨時固結(jié)施工

3.1.1 0#塊施工

為避免承臺基坑回填土壓縮導致0#塊支架不均勻沉降，故充分利用貝雷支架的抗剪抗彎特點，采取直接在承臺上搭設(shè) 2層縱、橫向滿堂貝雷支架，并用銷子上下固定，同層相鄰貝雷支架間設(shè)置型鋼剪刀撐，從而使整個貝雷支架連成整體。承臺頂設(shè)置混凝土支墩調(diào)節(jié)支架高度，頂層貝雷支架上放置砂筒支撐縱、橫向25#工字鋼形成0#塊底模勁性骨架，并按照0#塊段混凝土自重1.2倍進行堆載預(yù)壓后再縱向鋪設(shè)10×15cm木方分配梁和竹膠板底模，最后進行模板、鋼筋、波紋管道安裝、以及混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力筋張拉。

3.1.2 墩頂臨時固結(jié)

為確保支座在懸澆施工過程中不受力和抵抗可能產(chǎn)生的最大不平衡力，采取在墩頂設(shè)置臨時固結(jié)。每墩頂支座兩側(cè)對稱設(shè)置C50混凝土臨時支墩，每個支墩內(nèi)臨時錨固Φ32mm精軋螺紋鋼78根，按2根一束布置，下端預(yù)埋在主墩墩身中，上端伸入箱體內(nèi)。臨時支墩與墩頂、梁底混凝土間設(shè) 2層油毛氈隔開，為方便合攏后解除臨時固結(jié)，在臨時支墩頂部設(shè)5cm厚的硫磺砂漿層，并在其中設(shè)置電阻絲。

3.2 1#～8#塊移動支架懸澆施工

3.2.1 施工流程

施工準備→地基處理→支架搭設(shè)→鋪設(shè)縱橫方木→支架預(yù)壓→安裝底、側(cè)模板→綁扎底板、腹板鋼筋→安裝波紋管→安裝芯模板→綁扎頂板鋼筋→混凝土澆筑→養(yǎng)護→拆除模板→預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿→進入下一節(jié)段施工。

3.2.2 地基處理

主橋大部位于較平坦的農(nóng)田內(nèi)，考慮到上部支架搭設(shè)地基要求，首先在支架搭設(shè)范圍內(nèi)用平地機清除表土，再將原地面翻松20cm摻6%石灰碾壓密實，然后填筑40cm厚6%灰土，最后再澆筑厚15cmC25混凝土墊層，并做出2%雙向橫坡，兩側(cè)設(shè)置邊溝排水。

3.2.3 支架搭設(shè)

按照主梁設(shè)計結(jié)構(gòu)斷面尺寸和最不利原則進行驗算支架承載力及穩(wěn)定性，并繪制詳細的碗扣式鋼管支架布置圖后方可進行現(xiàn)場搭設(shè)。

移動支架按塊段長度進行分段搭設(shè)，支架及底模分段線比塊段端面長 50～100cm，以確保相鄰塊段間梁底接縫圓順。梁底支架立桿布置：腹板下縱向@60cm、橫向@30cm；底板下縱向@60cm、橫向@60cm；翼緣板下縱向60cm、橫向60cm；橫桿步距均為 120cm。為加強滿堂支架的整體強度、剛度和穩(wěn)定性，按橋軸線縱橫方向設(shè)置鋼管剪刀撐，且剪刀撐左右上下連通。

頂托上橫向分布10×15cm方木，縱向@60cm；橫向方木上再縱向鋪設(shè)10cm ×15cm的方木，橫向@30cm，方木頂鋪設(shè)1.5cm厚竹膠板底模，方木材質(zhì)均為東北落葉松。

為加快施工進度和縮短周期，施工時先在主墩兩側(cè)對稱搭設(shè)1#～3#塊支架，支架堆載預(yù)壓逐段流水進行，待2#塊張拉壓漿完畢后再拆除1#塊支架，并移動至4#塊處進行搭設(shè)、預(yù)壓，然后待3#塊張拉壓漿完畢后再拆除2#塊支架，并移動至5#塊處進行搭設(shè)，從而形成循環(huán)逐塊流水作業(yè)至8#塊，其中6#、7#塊支架拆除后移動至邊跨直線段和合攏段處進行支架搭設(shè)。

3.2.4 支架堆載預(yù)壓

為了檢驗支架的承載力、消除支架的非彈性變形及地基的沉降量，每塊段支架預(yù)壓均在底模鋪設(shè)前按全截面分級堆載混凝土預(yù)制塊（每塊重約1.8t）進行支架預(yù)壓，預(yù)壓重量按 1.2倍梁段一期恒載重量即每個塊段梁體混凝土自重×1.2。預(yù)壓時每節(jié)段設(shè)定4個觀測點，每天對設(shè)定的觀測點進行觀測2次，當連續(xù)3天日沉降變形值均＜2mm后，即可判定支架相對穩(wěn)定并卸載。

卸載后觀測各測點的標高，計算出各測點的彈性和非彈性變形值，然后重新測定橋梁中心軸線和底模平面位置，并根據(jù)設(shè)計梁底標高、綜合預(yù)拱度按二次拋物線進行分配后測定底模標高。底模標高通過調(diào)節(jié)立桿頂托螺桿進行調(diào)整。

3.2.5 箱梁模板制作及安裝

為保證箱梁的整體美觀和表面質(zhì)量，并有足夠的強度和剛度，箱梁側(cè)模、芯模均采用定型鋼模板，底模采用竹膠板，且竹膠板與方木用釘子固定，模板的接縫用雙面膠條填充密實。

模板安裝順序：底模板→側(cè)模板→綁扎底、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道→芯模板及堵頭模板→綁扎頂板及翼板鋼筋。底模下采用φ20對拉螺桿固定側(cè)模，1m/道；芯模與側(cè)模之間設(shè)置φ16對拉螺桿按縱橫向@60cm梅花形布置進行緊固和支撐；芯模頂板采用鋼管支架支模，支架直接支撐在底板預(yù)埋件上；堵頭模板因有鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道孔眼，模板采用鋼板挖孔，孔眼必須按鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道位置精確定位切割，每個預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔位要編號，以便在下節(jié)段現(xiàn)澆施工中快速準確定位。

3.2.6 鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道施工

近年來，隨著增減掛鉤項目的試點推廣，如何在增減掛鉤實施過程中降低甚至規(guī)避項目潛在風險矛盾，使項目能實現(xiàn)其最大效益，成為了當前決策者和執(zhí)行者面臨的重大挑戰(zhàn)，同時逐漸引起學者們的關(guān)注。相關(guān)研究大都是選擇某一角度分析增減掛鉤在某些特定環(huán)節(jié)中的矛盾沖突，尚缺乏對增減掛項目社會風險的系統(tǒng)全面分析。本研究擬立足于增減掛鉤項目整個過程，運用工作分解結(jié)構(gòu)法（WBS）梳理增減掛鉤項目各個環(huán)節(jié)可能存在的風險因素，并系統(tǒng)性識別增減掛鉤項目可能存在的社會風險點。

每塊段的鋼筋綁扎與預(yù)應(yīng)力管道安裝施工采取同步整體一次性成型，施工順序為：底板鋼筋→腹板鋼筋→頂板鋼筋；預(yù)應(yīng)力管道安裝同步穿插施工。

為保證鋼筋保護層厚度，在鋼筋與模板間布置塑料墊塊，墊塊用預(yù)埋的鐵絲與鋼筋扎牢，梅花狀布置。預(yù)應(yīng)力管道采用塑料波紋管成型，管道按預(yù)應(yīng)力筋坐標直線段和曲線段分別按0.8m和0.3m設(shè)置一道定位鋼筋網(wǎng)片，防止管道移動。錨墊板的安裝與堵頭模板安裝同步進行,安裝時在堵頭模板上施放準確位置，采用螺栓連接模板和錨墊板，確保定位準確和連接牢靠。

3.2.7 混凝土澆筑及養(yǎng)生

每塊段混凝土均采取全斷面一次性澆筑完成，澆注順序：腹板處下料澆筑底板→澆筑腹板→澆筑頂板，腹板混凝土采用斜向分層法進行澆筑。施工時采用 2臺混凝土固定輸送泵分別對同一墩頂上的 2側(cè)對應(yīng)塊件進行對稱、平衡澆筑，且為防止芯模移位，腹板混凝土采取兩側(cè)對稱平衡下料振搗澆筑。混凝土養(yǎng)生采取土工布覆蓋，并安排專人灑水保濕養(yǎng)護。

3.2.8 預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿預(yù)應(yīng)力筋張拉順序嚴格按設(shè)計順序進行，每束筋張拉程序：0→10%σ→100%σ(持荷5min)→回油錨固。預(yù)應(yīng)力筋張拉采取張拉應(yīng)力和伸長值雙控制原則實施，計算伸長量和實測伸長量誤差控制在0～+6%范圍以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后繼續(xù)張拉。

預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，48小時內(nèi)完成孔道壓漿工作，先用空壓機吹凈管道內(nèi)積水，打開全部進漿孔和排氣孔，從一端向另一端壓漿，當出漿濃度與進漿濃度一致時，關(guān)閉出漿閥，繼續(xù)保壓2分鐘后關(guān)閉壓漿閥。

3.3 邊跨直線段施工

邊跨直線段現(xiàn)澆施工采用滿堂碗扣式鋼管支架全斷面一次性澆筑成型。其施工工藝與各塊段施工相同，只是邊跨直線段箱梁模板均采用竹膠板模板，后襯木方成型。整個邊跨直線段施工支架必須在邊跨合攏段施工完畢后才能拆除。

3.4 合攏段施工

本橋連續(xù)梁共有2個邊跨和1個中跨合攏段，按照“先邊后中”的順序進行合攏。合攏段支架、底模施工及預(yù)壓等均與8#塊及邊跨直線段施工時同步完成。

合攏段施工按照“臨時鎖定、低溫澆注”的原則進行，鎖定和混凝土澆注一氣呵成。合攏段混凝土澆注選擇在一天中氣溫最低時段開始，合攏段采用鋼結(jié)構(gòu)勁性骨架臨時鎖定固結(jié)方案，即在箱梁腹板頂、底部各預(yù)埋 2塊鋼板，通過鋼性支撐和張拉部分合攏段預(yù)應(yīng)力筋進行臨時鎖定，使得合攏段兩側(cè)連成整體。

3.4.1 邊跨合攏段施工

臨時鎖定并解除5#、8#過渡墩縱向約束后，立即開始邊跨合攏段混凝土施工，合攏段混凝土采用全斷面一次澆注成型的方法，且由中間向兩邊對稱澆筑混凝土。待合攏段混凝土強度達到設(shè)計要求后進行邊跨合攏段預(yù)應(yīng)力筋補拉及孔道壓漿，并拆除勁性骨架鎖定及施工支架,從而由2個靜定T構(gòu)雙懸臂梁體系轉(zhuǎn)換成兩個∏型單懸臂梁體系(靜定小合攏)。

3.4.2 中跨合攏段施工

中跨合攏段施工在邊跨合攏段施工完成，并拆除邊跨直線段支架后進行，其施工方法與邊跨合攏段相同，且待中跨合攏段混凝土強度達到設(shè)計要求后，解除6#、7#主墩臨時固結(jié)，再進行中跨合攏段預(yù)應(yīng)力筋補拉及孔道壓漿后拆除勁性骨架鎖定及施工支架，從而由 2個∏型單懸臂梁體系轉(zhuǎn)換成三跨超靜定連續(xù)梁體系(超靜定大合攏)。

4 結(jié)論

實踐證明：采用移動支架懸澆法施工的談溝橋主橋預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁中跨合攏段高差在1cm以內(nèi),且梁底曲線線形圓滑，塊段拼縫平順，故該施工方法充分發(fā)揮了滿堂支架現(xiàn)澆法與掛籃懸臂澆筑法的各自優(yōu)點，一方面避免使用掛籃等大型施工機械設(shè)備，另一方面整個支架體系成本節(jié)約、布置合理、安全可靠，且施工操作重復，利于提高工作效率和保證施工質(zhì)量，同時便于在施工中不斷調(diào)整節(jié)段誤差，提高施工精度。

[1]《錫溧漕河(常州段)航道整治工程談溝橋施工圖設(shè)計》

[2]《錫溧漕河(常州段)航道整治工程談溝橋移動支架懸澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)方案》

[3]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)》

[4]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2011)》

TU75

B

1007-6344（2017）02-0205-02

；葛棟，男，（1982—10），工程師，研究方向：施工管理,工作年限：10年，畢業(yè)院校：河海大學。