鋼筋混凝土連續(xù)梁橋懸澆施工與質(zhì)量控制研究

李 宏 偉

(山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，山西 太原　030012)

0　引言

在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工實(shí)踐中，部分工程項(xiàng)目由于跨徑較大，橋下凈空及周邊環(huán)境復(fù)雜，不滿足滿堂支架、轉(zhuǎn)體、頂推等施工條件；懸臂澆筑施工法憑借施工效率高、施工空間占用小等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工實(shí)踐中。但由于施工技術(shù)及施工設(shè)備所限，部分懸臂澆筑施工項(xiàng)目存在施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、施工控制不到位等問題，為了提升預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工效率和質(zhì)量，本文以省內(nèi)某四跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁為研究對(duì)象，主要對(duì)節(jié)段合龍、施工流程及控制要點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)研究，以期對(duì)后續(xù)工程施工提供參考和借鑒。

1　工程概況

省內(nèi)該四跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁項(xiàng)目橋型布置形式為40 m+70 m+70 m+40 m，構(gòu)造形式為預(yù)應(yīng)力變截面混凝土連續(xù)箱型梁，主梁全長388.2 m，雙向四車道設(shè)計(jì)，設(shè)置中央分隔帶，橋面凈寬為26.5 m，引橋結(jié)構(gòu)形式為預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁，構(gòu)造形式為簡支轉(zhuǎn)連續(xù)形式。主跨部分箱梁截面形式單箱雙室布置，端部主梁高度為3.8 m，跨中部分主梁高為2.4 m，主梁截面形式按照二次拋物線形式變化，對(duì)應(yīng)變化曲線方程為：H=2.2+0.020 7×X2，主梁底腹板厚度漸變方程為：H=0.27+0.000 598×X2，為了滿足橋面排水需要，設(shè)置橫坡率為2.5%，橫坡通過頂腹板高差形成，主梁底腹板在橫向保持水平。箱梁主梁頂板寬度為12 m，底腹板寬度為6 m，翼緣懸臂段長度為2.8 m，懸臂段端部腹板厚度為60 cm，另一側(cè)厚度為25 cm，側(cè)腹板厚度從65 cm過渡至45 cm。在0號(hào)塊位置設(shè)置厚度為30 mm的橫隔梁，主梁端部相應(yīng)設(shè)置厚度為10 mm的橫隔梁，其余位置不設(shè)置橫隔板。全橋共劃分7段澆筑節(jié)段，對(duì)稱澆筑。橋墩墩頂位置塊體長度為10 m，跨中位置合龍段長度為2 m，邊跨澆筑段長度約為6 m，合龍段長度為2 m。主梁結(jié)構(gòu)受力體系為雙向預(yù)應(yīng)力體系，邊跨和中跨底腹板預(yù)應(yīng)力鋼束選用先長后短布置形式，且保證對(duì)稱張拉。為了保證主梁橫向抗扭剛度及強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，全橋采用縱向、橫向預(yù)應(yīng)力張拉形式，預(yù)應(yīng)力鋼絞線規(guī)格為d=15.2 mm，標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)低松弛率鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼絞線成孔采用塑鋼波紋管。圖1為該預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁總體布置圖。

2　預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)懸臂澆筑及節(jié)段合龍施工技術(shù)

2.1　上部結(jié)構(gòu)懸臂澆筑施工技術(shù)

主梁布置形式為40 m+70 m+70 m+40 m，截面形式為變截面梁，主梁全部采用懸臂澆筑施工，其中施工0號(hào)塊采用懸挑托舉架施工，掛籃選用三角形掛籃，掛籃構(gòu)造如圖2所示。本項(xiàng)目施工流程為：先對(duì)8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)墩的左半幅0號(hào)塊施工，再進(jìn)行右半幅橋墩的0號(hào)塊施工。施工標(biāo)準(zhǔn)為：先保證左半幅順利合龍，再進(jìn)行右半幅澆筑施工。

為了保證懸臂施工質(zhì)量和效率，各節(jié)段澆筑施工應(yīng)按照以下順序進(jìn)行：先按照掛籃，并調(diào)整掛籃底板及側(cè)模板標(biāo)高，標(biāo)高確定后迅速鎖定底模板的吊桿；分節(jié)段安裝普通鋼筋骨架，并確定預(yù)應(yīng)力鋼筋走行，確定波紋管坐標(biāo)，安裝波紋管并固定；安裝內(nèi)部模板頂蓋，再安裝內(nèi)部模板腹板及拉桿結(jié)構(gòu)；安裝頂腹板波紋管，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束，再安裝端部板并進(jìn)行內(nèi)外模板連接；再次確定底部模板、側(cè)向模板及內(nèi)部模板標(biāo)高，確認(rèn)無誤后，緊固螺紋鋼；兩端懸臂對(duì)稱澆筑混凝土，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，張拉預(yù)應(yīng)力，并對(duì)波紋管內(nèi)注漿；掛籃走行下一節(jié)段，重復(fù)上述施工步驟。

2.2　節(jié)段合龍施工技術(shù)

通過綜合分析本工程項(xiàng)目具體情況，制定了以下合龍段施工方案：在9號(hào)墩頂塊施工完畢后，拆除掛籃結(jié)構(gòu)，安裝對(duì)應(yīng)的邊跨及跨中合龍架；合龍架安裝完畢后，開始澆筑邊跨合龍段；在合龍段混凝土凝結(jié)硬化強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，開始張拉合龍段預(yù)應(yīng)力鋼絞線；邊跨合龍段施工完畢后，拆除結(jié)構(gòu)臨時(shí)支座，將結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化為單懸臂靜定結(jié)構(gòu)；承載體系切換完成后，再對(duì)9號(hào)、10號(hào)墩處的中跨部分進(jìn)行合龍施工，并相應(yīng)拆除臨時(shí)支座。

在合龍段施工過程中，為了保證施工質(zhì)量，必須落實(shí)好以下施工要點(diǎn)：第一，現(xiàn)澆階段混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)監(jiān)控3 d，確保橋墩沉降值、混凝土強(qiáng)度滿足要求后方可進(jìn)行邊跨位置的合龍段施工;第二，在邊跨懸臂位置進(jìn)行配重時(shí)，跨中位置應(yīng)在對(duì)應(yīng)位置配重，保證懸臂兩端受力平衡；第三，合龍段在張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線前，必須保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%；第四，在拆除支座過程中，為了防止短時(shí)間內(nèi)荷載增加引起的局部應(yīng)力集中問題，且確保兩跨懸臂端位移相同，必須保證邊跨和主跨位置的支座同時(shí)拆除。此外，在跨中合龍段施工過程中，還應(yīng)做好以下施工控制:第一，由于該四跨連續(xù)梁項(xiàng)目跨徑較大，由于溫差引發(fā)的溫度荷載會(huì)顯著影響合龍段及合龍架的內(nèi)力分布，在夏季施工過程中，為了降低溫度影響，在具體合龍施工階段，應(yīng)做好降溫措施，定期在梁頂灑水降溫。第二，合龍段混凝土澆筑過程中，為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，應(yīng)做好混凝土振搗工作，防止出現(xiàn)混凝土骨料離析或者混凝土泌水問題；澆筑完畢后，應(yīng)做好混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)生，合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)才能開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。第三，主梁跨中底板縱向鋼束的張拉會(huì)產(chǎn)生較大的徑向力，張拉過程盡量做到均勻緩慢，必要時(shí)，進(jìn)行分批張拉，張拉后及時(shí)壓漿。

3　預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁合龍施工質(zhì)量控制

為了保證連續(xù)梁合龍段順利合龍，在合龍施工前3 d進(jìn)行持續(xù)的懸臂標(biāo)高變化觀測(cè)，并詳細(xì)記錄懸臂撓度及合龍段長度隨外界溫度的時(shí)空變化情況，為后續(xù)確定合龍時(shí)機(jī)奠定基礎(chǔ)。為了保證合龍段撓度偏差滿足合龍施工條件，在合龍段混凝土澆筑過程中，應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)臨近合龍段位置的7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)塊的截面撓度變化情況，滿足施工條件后，開始合龍段施工，在合龍澆筑階段，必須全程觀測(cè)撓度變化情況，一旦出現(xiàn)沉降值和撓度值大于10 mm以上，應(yīng)立即停止合龍澆筑。合龍段混凝土澆筑完畢且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，應(yīng)迅速張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，確保合龍段迅速形成承載體系。在預(yù)應(yīng)力張拉過程中，應(yīng)監(jiān)控控制截面應(yīng)力值及節(jié)段預(yù)拱度值。

主梁澆筑全過程中，結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換共計(jì)進(jìn)行三次:第一次轉(zhuǎn)換為：主梁兩幅通過邊跨合龍切換為懸臂靜定結(jié)構(gòu)；第二次轉(zhuǎn)換為：標(biāo)段號(hào)較大側(cè)的懸臂靜定結(jié)構(gòu)通過跨中合龍切換為懸臂超靜定結(jié)構(gòu)；第三次轉(zhuǎn)換為：懸臂超靜定結(jié)構(gòu)和懸臂靜定結(jié)構(gòu)通過跨中合龍切換為四跨連續(xù)梁。為了保證結(jié)構(gòu)體系切換過程中，各控制截面應(yīng)力及撓度滿足施工要求，在拆除邊跨支架及支座的過程中，必須對(duì)中跨懸臂標(biāo)高和控制截面應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)偏差值超過規(guī)劃上限值的情況，必須立即停止施工。

4　結(jié)語

通過對(duì)該四跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁項(xiàng)目的懸臂澆筑施工及質(zhì)量控制研究發(fā)現(xiàn)，在懸臂澆筑工程中，尤其應(yīng)做好懸臂澆筑階段的應(yīng)力、撓度監(jiān)控及合龍段的施工質(zhì)量控制工作，以保證結(jié)構(gòu)體系最終滿足設(shè)計(jì)要求。