談山區高墩邊跨現澆直線段施工

曾 鵬 錦

(蓬安縣移民服務中心，四川 南充 637800)

1 工程概況

黃草坪特大橋主橋為90 m+160 m+90 m預應力混凝土剛構箱梁，由左、右幅的兩個單箱單室箱形斷面組成，箱梁頂寬為12.5 m,底寬為7 m,箱梁根部梁高為10 m,跨中梁高為3.5 m，腹板厚度分為0.7 m和0.5 m，底板厚度由中部的0.32 m按1.8次拋物線變化至根部的1.2 m，頂板厚度0.3 m。邊跨、中跨合龍段長均為2.0 m，邊跨現澆段長9.0 m。

2 施工方法的比選

黃草坪特大橋位于侵蝕剝蝕型低山緩坡地貌為主，橋墩位于沖溝及兩側山坡上，自然坡度為15°～25°，總體交通條件較為不便。邊跨現澆段施工工期緊、場地小及施工難度大等特點，為整個大橋的節點控制性工程。針對本項目邊跨現澆段過渡墩較高、現場地勢陡峻、地質條件差及工期緊的特點，選擇對稱平衡配重法作為本項目邊跨現澆段方案。

對稱平衡配重法是在墩身或蓋梁的兩側施工時安裝預埋件或預留孔洞，安裝三角托架，一側托架安裝分配梁并鋪設底模并完成模板系統，綁扎鋼筋等，另一側在混凝土澆筑過程中分階段壓載配重。該工法主要特點是需要在現澆段一側主梁時，另外一側需要用水箱、混凝土塊等進行配重，以使墩身基本不受偏壓，不出現較大彎矩，該方法安全性較高，工期較短。

3 具體設計及實施

3.1 平衡托架設計優化

3.1.1托架優化

常規托架是工廠制作多個單片的三角牛腿托架后現場焊接安裝，其整體性差，三角托架上玄桿與橋墩連接處受拉，混凝土局部拉應力過大，會導致混凝土開裂。現采用整體托架，即墩身兩側托架上玄桿為一根整體桿件，兩側焊接斜桿，該托架整體性強，且不存在上玄桿與橋墩連接問題，混凝土不會出現拉應力。

3.1.2配重優化

現澆梁段通過托架承受，墩身所受彎矩通過托架平衡一側配重平衡。若采用重物堆載配重延長工期，增加費用。經現場勘查，邊墩所處山坡有處水源，現提出采用水箱平衡配重法，該方法施工簡便、材料易取得、分級加載靈活可控、結構安全可靠。

3.2 平衡托架設計

結合現場已有材料將托架安裝在蓋梁上，在蓋梁澆筑時預留4個孔洞及8塊預埋鋼板，均采用Q345鋼材。蓋梁澆筑完成后將10.0 m長整根Ⅰ40b工字鋼穿過預留孔洞，后對焊鏈接成為20 m整根，在蓋梁預埋鋼板和通長工字鋼間焊接Ⅰ32a工字鋼。在已安裝焊接完成的托架上依次安裝落架沙桶、Ⅰ32a工字鋼分配橫梁、[10槽鋼分配縱梁、2 cm竹膠板及鋼側模，見圖1。

3.3 平衡托架計算分析

該托架系統共有4榀托架組成，每榀托架均受到2根分配橫梁的支反力和平衡配重水箱，分配橫梁支反力計算簡圖見圖2。整體托架計算簡圖見圖3。應力及變形檢算結果見圖4，圖5。通過對托架縱梁、斜撐及焊縫計算均滿足相應規范要求。

3.4 方案實施

3.4.1托架安裝

該托架構造簡單、受力明確，為了降低現場焊接難度在工廠制作斜撐時在其兩端焊接鋼板。這樣現場焊接時提高了焊縫長度，焊接更方便，質量更容易得到保證。蓋梁混凝土澆筑后通過預留孔洞穿過Ⅰ40b工字鋼縱梁，在縱梁和蓋梁預埋蓋板之間焊接Ⅰ32a斜撐完成托架牛腿施工。

3.4.2托架預壓

托架安裝完成后設置千斤頂反壓架，利用千斤頂對托架進行分級模擬施壓，以得到托架變形的各類技術參數，指導現澆段施工。同時驗證利用鋼絞線反向施壓做配重的安全可靠。

預壓分為三級，第一級：預壓荷載模擬底板重量，同時需考慮1.2的安全系數；第二級：預壓荷載為模擬澆筑腹板時，底板混凝土和腹板混凝土的重量之和，考慮同樣的安全系數；第三級：預壓荷載為1.2倍底板、腹板和頂板混凝土的總重量。加壓應緩慢進行，每級壓載完成后持荷2 h，觀察焊縫、水箱、承臺錨固螺栓等部件有無異常情況，若有異常情況待查明原因采取相應措施后再進行加載。全部加載完24 h后再卸載，卸載按壓載的反向順序卸載，見圖6。

3.4.3混凝土澆筑

混凝土采用分層對稱澆筑，混凝土澆筑與平衡配重壓載交替進行，混凝土澆筑及平衡配重壓載過程中均要安排專人對托架變形、托架焊縫、水箱、承臺錨固螺栓進行觀察。混凝土澆筑及張拉平衡壓載按如下進行：1)澆筑底板混凝土；2)第一次平衡配重(注水至水位一,此時配重載荷為277.2 kN)；3)澆筑腹板混凝土；4)第二次平衡配重(注水至水位二,此時累計配重載荷為554.4 kN)；5)澆筑頂板混凝土；6)第三次平衡配重(注水至水位三,此時滿載配重為831.6 kN)。配重平衡對稱進行，注水完成后應對水箱整體外觀加強觀察。

4 結語

根據本項目高邊墩施工經驗，為國內同類型工程施工提供了有效參考和借鑒。山區及地質條件復雜的高墩邊跨現澆段采用平衡配重法施工安全可靠、成本低及工期短等優點，具有較高的技術經濟和社會效益。