不對稱斜拉橋壓重混凝土施工工藝

摘要：不對稱的斜拉橋需設(shè)計壓重混凝土進(jìn)行配重。文章以實際工程為例，介紹了壓重混凝土施工工藝，壓重混凝土配合比，壓重混凝土施工。

[作者簡介]王相坤（1986—），男，本科，工程師，主要從事公路、橋梁工程施工及現(xiàn)場工作。

橋梁的造型美觀增加了橋梁的施工難度，又因城市建設(shè)中土地使用存在限制，事故不對稱斜拉橋的增多。壓重混凝土施工直接影響了施工安全、質(zhì)量以及施工進(jìn)度，本文對壓重混凝土施工工藝作了詳細(xì)介紹。

1 工程簡述

該斜拉橋是一座工程規(guī)模大，造型美觀的“義”形獨塔單索面斜拉橋，義陽大橋工程屬于恩陽城區(qū)外環(huán)線建設(shè)工程的一部分，橋梁位于恩陽區(qū)蘆溪河與恩陽河交匯處西側(cè)，橋梁跨越恩陽河。橋梁總長655 m，孔跨布置為3×30 m+4×40 m+（105+140）m+4×40 m，主橋采用獨塔單索面斜拉橋，塔梁墩固結(jié)體系。A0#橋臺～P8#主塔與P9#主跨～A13#橋臺位于蘆溪河與恩陽河交匯處西側(cè)，其中第8～9#墩上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆連續(xù)梁跨越恩陽主河道。主橋立面布置見圖1。

主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，共分為6種類型：0#塊、邊跨現(xiàn)澆段、主跨現(xiàn)澆段、懸臂澆筑段、邊跨合龍段、主跨合龍段。邊跨長度為105 m，主跨長度為140 m，為了平衡，在邊跨現(xiàn)澆段箱室內(nèi)設(shè)壓重混凝土，其中邊跨現(xiàn)澆段長33.9 m，壓重混凝土容重為3.8 t/m3。壓重混凝土段斷面示意圖見圖2。

2 壓重混凝土施工工藝?yán)碚摲治?/p>

義陽大橋邊跨現(xiàn)澆段長33.9 m，通過粗略計算，邊跨現(xiàn)澆混凝土約1 283.2 m3，按26 kN/m3計，重約3 336 t。箱室內(nèi)壓重混凝土容重為38 kN/m3，需配重22 500 kN，重約2 250 t。邊跨現(xiàn)澆段采用螺旋管支架方式施工，螺旋管支架高約45 m，如一次性澆筑壓重混凝土需考慮支架承載能力，增加了施工安全風(fēng)險以及材料的投入。為減少壓重混凝土影響支架的穩(wěn)定，需制定壓重混凝土加載工序，保障支架安全以及減少支架材料投入。

因箱室內(nèi)空間有限以及中箱室調(diào)索的需求，壓重混凝土容重為38 kN/m3，增加了壓重混凝土配合比確定的難度。

3 施工方案

3.1 施工工藝

壓重混凝土施工工藝見圖3。

3.2 施工準(zhǔn)備

3.2.1 壓重混凝土配合比確定

根據(jù)設(shè)計圖紙要求，提前做混凝土配比試驗，配出符合設(shè)計指標(biāo)的混凝土。壓重混凝土主要指標(biāo)參數(shù)為容重，同時混凝土具備無收縮性，對鋼材不會造成腐蝕[1]。

實驗室根據(jù)設(shè)計和實際材料考察，反復(fù)的進(jìn)行試配，根據(jù)試配的數(shù)據(jù)選擇最優(yōu)的配合比，容重為3.88 t/m3，詳見表1。

3.2.2 各箱室壓重混凝土數(shù)量

按設(shè)計要求，邊跨現(xiàn)澆段29.875 m，共壓重22 500 kN，壓重混凝土每1 m 753.1 kN;壓重區(qū)域共橫隔板9道，中箱室厚度45 cm，次箱室厚度37.5 cm，邊箱室厚度30 cm;1～8箱室內(nèi)有效配重長度2.65 m，每1 m 21.83 m3，每排箱室需壓重混凝土57.8 m3。1～8各個箱室壓重混凝土高度見圖4。9箱室內(nèi)有效壓重長度2.95 m，每1 m 21.83 m3，每排箱室需配重64.4 m3。9箱室壓重混凝土高度見圖5。

10箱室內(nèi)有效壓重長度2.45 m，每1 m 21.83 m3，每排箱室需壓重53.5 m3。10箱室壓重混凝土高度見圖6。

3.3 壓重混凝土施工

3.3.1 壓重混凝土加載工序

按設(shè)計文件要求，壓重鐵砂混凝土需在主梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束和橫梁預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后灌注，則現(xiàn)澆段支架需要滿足現(xiàn)澆段自重+壓重混凝土重力的全部或局部梁段范圍的承載安全要求。根據(jù)現(xiàn)澆段支架鋼構(gòu)布置方案，是難以滿足以上要求的。因此，需要改進(jìn)壓重鐵砂混凝土加載工序，以滿足現(xiàn)澆段支架的承載安全要求。

優(yōu)化邊跨現(xiàn)澆段壓重混凝土加載工序：

（1）主跨10#梁段掛籃就位、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、（因中箱室壓重混凝土重索導(dǎo)管處灌入，在安裝斜拉索前將中箱室壓重混凝土提前灌入）斜拉索張拉，邊跨施加10#索剩余箱室全部壓重、11#索所在中箱室全部壓重，其余箱室 1/2 壓重。

（2）主跨11#梁段掛籃就位、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、斜拉索張拉，邊跨施加11#索箱室所在剩余1/2壓重、12#索所在中箱室全部壓重，其余箱室 1/2 壓重。

（3）重復(fù)以上主跨梁段的單懸臂懸澆施工過程，以及壓重施加方式。

（4）主跨17#梁段掛籃就位、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、斜拉索張拉，邊跨施加 17#索所在箱室剩余 1/2 壓重、18#索所在中箱室全部壓重，其余箱室 1/2 壓重。

（5）主跨18#梁段掛籃就位、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、斜拉索張拉，邊跨施加 18#索所在箱室剩余 1/2 壓重、19#索所在箱室全部壓重。

（6）主跨19#梁段掛籃就位、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、斜拉索張拉。

按照此加載工序有效地解決了壓重混凝土自重問題，壓重混凝土由斜拉索受力，減少了支架的受力，大大減少了安全風(fēng)險。在設(shè)計支架時可以解決壓重混凝土自重的問題，減少材料投入。

3.3.2 壓重混凝土澆筑

壓重混凝土施工前將邊箱室人孔進(jìn)行封堵，封堵要牢固，防止爆模流入其他箱室;并鋪設(shè)隔離彩條布與箱室混凝土分開。澆筑順序為先兩邊后中間。壓重混凝土采用拌合站集中拌合，自動計量，混凝土罐車運輸?shù)浆F(xiàn)場，直接入倉澆筑（邊跨現(xiàn)澆段靠中間行駛），插入式振搗器振搗。混凝土罐車運輸過程中按照5 m3/車。防止重量過重對邊跨現(xiàn)澆段以及支架擾動。

箱室清理干凈，做好澆筑準(zhǔn)備，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收同意后進(jìn)行灌注。

壓重混凝土采用混凝土罐車運送至指定箱室直接澆筑，振搗器采用插入式振搗器。混凝土澆筑前先做塌落度試驗，混凝土出站時塌落度控制在100～120 mm，入模時的塌落度宜控制在80～100 mm之間，每攪拌50 m3壓重混凝土檢測一次。入模溫度控制在5～30 ℃，每工作班至少測溫3次，并填寫測溫記錄。

在壓重混凝土的澆注過程中，要保持混凝土澆筑的連續(xù)性。

壓重混凝土施工分層澆筑，分層厚度控制在30 cm，在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完上層混凝土澆筑[1-2]。

澆筑過程中還應(yīng)注意邊跨現(xiàn)澆段、支座以及支架，如有變形、位移、沉陷等現(xiàn)象應(yīng)立即校正并加固。

箱室內(nèi)側(cè)布置振搗點，各點間的間距嚴(yán)格控制在30 cm左右。插入振搗棒時應(yīng)快插慢拔。一般每處振搗時間控制在20～30 s，嚴(yán)禁漏振和超振[3]。

待混凝土澆筑至留好的刻度時，為保證混凝土面平整，用木抹先收一遍，將混凝土面找平;待初凝后，用光面抹再收一遍。

炎熱天氣混凝土澆注應(yīng)避開高溫時段進(jìn)行，盡量選擇當(dāng)日最低溫度進(jìn)行施工，避免模板溫度和模內(nèi)溫度高造成混凝土水分過快散失。

4 結(jié)束語

壓重混凝土施工是不對稱斜拉橋施工的重要工序，尤其是施工工藝的確定直接影響了施工周期以及施工造價。本文的壓重混凝土施工工藝在結(jié)合義陽大橋施工中得到優(yōu)化，并取得良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭福強(qiáng).某1橋梁承臺深基坑開挖的施工技術(shù)[J].四川建材，2014（3）：95.

[2] 李強(qiáng).官地礦選煤廠槽倉基礎(chǔ)大體積混凝土施工實例[J].山西焦煤科技，2014（Z1）： 104-105.

[3] 杜帥鋒.清水混凝土施工技術(shù)研究[D].中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，2014.BA07F014-57FD-49B2-8481-E15B93C53CDA