橋梁上部結(jié)構(gòu)支架現(xiàn)澆施工技術(shù)的探討

王偉

摘 要 為確保支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁成橋后線形及內(nèi)力與設(shè)計(jì)要求相符，施工方案選擇是否合理、施工工藝是否規(guī)范極為關(guān)鍵。本文結(jié)合具體工程案例，確定施工方案，并通過有限元模型的建立，對(duì)橋梁施工監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞 橋梁工程；支架現(xiàn)澆混凝土；施工方案

中圖分類號(hào) U4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）08-0053-02

作為預(yù)應(yīng)力橋梁的主要類型之一，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋優(yōu)勢(shì)在于整體性良好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小等，因此在公路橋梁工程施工中得到了大量應(yīng)用。支架現(xiàn)澆施工往往應(yīng)用于結(jié)構(gòu)跨徑及橋梁凈空小，且地勢(shì)較為平坦的路段，目前應(yīng)用最多的就是貝雷梁、大直徑鋼管柱與碗扣鋼管支架配置構(gòu)成的組合支架。但在實(shí)踐中因多種因素的影響，導(dǎo)致大量安全事故頻發(fā)。為此，必須確保施工方案合理、可行，做好質(zhì)量控制工作，只有這樣才能提高橋梁工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

1 工程案例

某橋梁工程全長(zhǎng)為231.16m，主橋?qū)儆谌珙A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁，其跨徑設(shè)置為2個(gè)40m與1個(gè)65m，選取單箱三室截面，14.05m為單箱底寬度，3.5m為兩側(cè)懸臂長(zhǎng)度，21.05m為其全寬。柱式墩、肋板式臺(tái)與鉆孔灌注樁基礎(chǔ)為該橋梁下部結(jié)構(gòu)。因本地區(qū)為平坦地勢(shì)，主橋從引江河支流跨越。此時(shí)，可選取支架現(xiàn)澆混凝土箱梁用于施工。

2 施工方案

根據(jù)該橋梁的特點(diǎn)，可按照?qǐng)D1預(yù)應(yīng)力鋼索布置形式進(jìn)行施工節(jié)段劃分。

根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際情況，可一次性澆注的混凝土梁段為A0、A1、B1、B2，當(dāng)混凝土強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度相符后，需對(duì)全部預(yù)應(yīng)力索進(jìn)行張拉施工，并將支架對(duì)稱拆除。本方案具有施工周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但因施工節(jié)段長(zhǎng)度、重量較大，無法充分張拉預(yù)應(yīng)力索。同時(shí)，因梁體具有較大負(fù)擔(dān)，必須提高支架承載力與穩(wěn)定性。為此，需建立有限元模型。其主要目的就是對(duì)連續(xù)箱梁施工過程及成橋狀態(tài)的準(zhǔn)確模擬。按照具體情況，本文通過有限元程序進(jìn)行全橋模型地建立。具體如下：

1）連續(xù)箱梁施工過程是模擬的主要內(nèi)容，僅對(duì)結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力鋼束荷載等進(jìn)行充分考慮。

2）該模型的重點(diǎn)是對(duì)支架受力情況進(jìn)行準(zhǔn)確模擬。因張拉作業(yè)梁體產(chǎn)生上拱現(xiàn)象時(shí)，箱梁將脫離支架，此時(shí)支架處于不受力狀態(tài)。如梁體不斷向下移動(dòng)，則支架將逐步成為受力狀態(tài)。該模型內(nèi)模擬支架主要是通過受壓彈簧建立的以實(shí)現(xiàn)，其中鋼管軸線線剛度為支架剛度系數(shù)，公式為：

其中，鋼管彈性模量可由E表示；

鋼管截面積可由A表示；

鋼管高度可由l表示。

3）因箱梁橫斷面具有較大剛度，不會(huì)對(duì)支架受力造成極大影響。因此，施工時(shí)只需對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束荷載進(jìn)行模擬即可。本模型節(jié)點(diǎn)數(shù)為105個(gè)，單元共104個(gè)，選取C50混凝土作為梁體，C40混凝土作為橋墩。

3 橋梁上部結(jié)構(gòu)支架現(xiàn)澆施工工藝

3.1 地基處理

選取C20混凝土作為支架基礎(chǔ)，厚度為15cm，在混凝土澆筑施工前應(yīng)先平整場(chǎng)地，如部分路段為軟土地基，可先挖除軟土，再進(jìn)行碎石換填施工。

3.2 支架施工

支架搭設(shè)場(chǎng)地準(zhǔn)備工作結(jié)束后，需及時(shí)進(jìn)行支架搭設(shè)，60×62.5cm為立桿橫縱向間距，且在橋墩兩側(cè)3m內(nèi)橫向加密。

搭設(shè)支架與鋪設(shè)底模作業(yè)完成后，可通過砂包、水袋等材料加載預(yù)壓支架，且在每平方米22kN左右控制預(yù)壓荷載，箱梁底板為加載寬度，一般可進(jìn)行7d預(yù)壓，確保施工質(zhì)量。

3.3 模板安裝

確保以上工序質(zhì)量合格后，即可選取全站儀測(cè)量底模。按照放樣結(jié)果對(duì)底模進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。并選取光面夾板拼裝連續(xù)箱梁內(nèi)外模板，聚乙烯膠布需粘貼到模板間縫位置，木枋加固支撐。隨后安裝底模、側(cè)模及翼板模板，選取的材料為光面木夾板，厚度為2cm。安裝順序?yàn)榈啄?側(cè)模-內(nèi)模。

3.4 安裝支座

在施工立柱、帽梁及支座墊石時(shí)，可根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定留設(shè)螺栓孔。待箱梁底模鋪設(shè)后，需進(jìn)行支座螺栓的準(zhǔn)確安設(shè)，并對(duì)環(huán)氧樹脂混凝土進(jìn)行澆筑，固定螺栓。待其徹底凝結(jié)后即可設(shè)置吊裝支座，并將調(diào)平鋼板放置其上，選用加工-木箱防護(hù)罩封蓋調(diào)平鋼板下方支座，密封時(shí)可選用玻璃膠，隨后進(jìn)行箱梁底模封閉，為避免漿液由孔口流出，可選取玻璃膠密封。

3.5 加工安裝鋼筋

作為箱梁施工進(jìn)度的主要控制要素，鋼筋加工安裝質(zhì)量極為重要。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，下料加工鋼筋材料，為保證骨架準(zhǔn)確無誤，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求加工焊接鋼筋骨架。確保鋼筋質(zhì)量合格后即可向施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送，通過汽車吊提升完成鋪設(shè)作業(yè)的箱梁底模，放出中軸線、邊緣控制點(diǎn)后，綁扎鋼筋，保證無跑位。

3.6 澆筑混凝土

必須按照施工方案設(shè)計(jì)配合比拌制混凝土材料，保證混凝土和易性等相關(guān)因素能夠滿足施工要求，待混凝土運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)之后，檢查其是否存在離析現(xiàn)象，隨后將混凝土泵送至工作面。在確定掛籃的中線以及各項(xiàng)標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致后，方可進(jìn)行混凝土澆筑施工。在澆筑的過程中，由底板至頂板依次施工，盡量減少接縫的出現(xiàn)，提高澆筑梁段的穩(wěn)定性能。頂板混凝土澆筑后，為便于內(nèi)模拆除，可進(jìn)行臨時(shí)人孔設(shè)置，尺寸為80cm×80cm。

3.7 拆模及養(yǎng)生

完成混凝土澆筑作業(yè)后，當(dāng)混凝土強(qiáng)度滿足2.5MPa以后，便可拆除側(cè)模。隨后選取麻袋覆蓋箱梁混凝土，且做好灑水養(yǎng)生工作。普通鋼筋混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)值90%后即可拆除底模、臨時(shí)支架；當(dāng)完成張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線及波紋管壓漿作業(yè)后即可拆除預(yù)應(yīng)力箱梁。

3.8 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉

1）孔道與預(yù)埋。為便于施工，需向橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)埋波紋管和鋼絞線，隨后澆筑混凝土。

2）預(yù)應(yīng)力施工。當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，即可施加預(yù)應(yīng)力。選取千斤頂2端（2臺(tái)）一起對(duì)稱張拉縱向預(yù)應(yīng)力，張拉到初始應(yīng)力之后，一級(jí)一級(jí)加壓到張拉力最大值，選取張拉力與伸長(zhǎng)量雙控作業(yè)。

3.9 壓漿與封錨

結(jié)束張拉作業(yè)24h以內(nèi)，預(yù)應(yīng)力管道即可進(jìn)行壓漿作業(yè)，以此便于預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)梁體混凝土，保證預(yù)應(yīng)力均勻分布，降低錨頭位置預(yù)應(yīng)力峰值。

4 橋梁監(jiān)測(cè)成果分析

4.1 預(yù)拱度設(shè)置

施工預(yù)拱度、成橋預(yù)拱度及附加預(yù)拱度為箱梁預(yù)拱值內(nèi)容?？稍谥锌缈缰形恢迷O(shè)置一個(gè)拋高值，根據(jù)二次拋物線逐步向懸臂底部降低。利用有限元模型，對(duì)預(yù)拱值設(shè)置中各種影響因素下的結(jié)構(gòu)變形值進(jìn)行計(jì)算、探討，并獲取全橋預(yù)拋值線形。

4.2 全橋合龍后線形與內(nèi)力分析

以該橋梁右幅進(jìn)行分析，成橋后對(duì)箱梁實(shí)測(cè)高程、控制高程及設(shè)計(jì)高程進(jìn)行比較，得出實(shí)測(cè)箱梁具有平順的線形，其中最高值為橋梁實(shí)測(cè)高程，相比控制高程多出2.5cm，相比設(shè)計(jì)高程多出6.3cm。邊跨局部位置在設(shè)計(jì)高程值以下，低于1.2cm左右。因連續(xù)箱梁橋成橋后中跨呈現(xiàn)出下?lián)蠣顟B(tài)，且邊跨為上撓狀態(tài)，具體而言，成橋線形有利于通車運(yùn)行后降低中跨箱梁下?lián)锨闆r。通過分析成橋后箱梁各個(gè)截面頂板、底板的設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)力值，兩者偏差在1MPa以內(nèi)，則說明本橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)良好。

5 結(jié)論

綜上所述，隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，橋梁工程建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，為了有效提高施工質(zhì)量，更多新技術(shù)被應(yīng)用于施工建設(shè)。支架澆筑技術(shù)具有施工操作簡(jiǎn)單、移動(dòng)靈活等優(yōu)勢(shì)，在橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，在施工過程中，應(yīng)全面掌握施工技術(shù)要求，確保施工方案的科學(xué)性，為具體施工操作行為提供積極的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

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