唐家渡涪江双线特大桥连续刚构0号段施工

尹智勇

达成扩能改造工程唐家渡涪江双线特大桥主桥为一联四跨预应力连续刚构梁,跨径组合为(44+2×80+44)m,单箱单室结构,0号梁段长12 m,两端悬挑长度3 m,墩顶根部梁高6.6 m。底板厚度120 cm,腹板厚度72 cm,顶板厚度42 cm。顶板设2%的横坡,底板水平设置。0号梁段混凝土强度为C55,设计达到359 m3。主墩高20 m,枯水期时有3个主墩位于水中,0号段外形结构见图1。

按照常规施工方法,连续刚构铁路桥0号段采用一次立模灌注成型,考虑该桥 0号段梁高、混凝土量大、结构复杂,而且 0号段是悬臂灌注施工的中心梁段,纵、横、竖向预应力管道与普通钢筋密集,纵横交错,施工难度大,为了减轻托架负荷和保证混凝土浇筑质量,0号段竖向分两次灌注。

1 施工工艺流程

准备工作→托架安装→方木拼装三角架→铺设底模→外侧模安装→绑扎钢筋→第一次内模安装→安装堵头模→灌注第一次混凝土→绑扎钢筋→安装内模、洞口模→安装堵头模→灌注第二次混凝土→混凝土养生→张拉压浆→拆除托架。

2 施工准备

测量人员根据埋设的桥梁控制导线点及高程点进行0号块的放线,并负责复核测量成果及放线的精度,测量人员根据0号梁段情况导引测量控制点,以备校核墩身位置。

测量工程师用全站仪根据设计图纸在已浇筑好的主墩顶面上放出桥梁的纵轴线及桥墩两片肋上的梁段横轴线,用红油漆进行标注。施工技术人员放出0号梁段的细部尺寸线、各托架中线等。

用精密水准仪在墩顶截面四方放出0号梁段的标高,并进行抄平,保证箱梁线形、预拱等符合设计要求。

3 托架施工

3.1 结构设计

根据墩身宽度、箱梁底宽度和0号块悬出长度,以及施工操作空间需要,平台平面尺寸为13 m×10.5 m,附着墩身高度为2.5 m,为三角形桁架式托架。每片托架分别由40a工字钢与双肢槽钢[20b组成,双肢之间设置节点连接。每边悬出段由11片托架组成,相互间由水平支撑连接成整体。托架安装后进行预压以消除非弹性变形,测定弹性变形,为悬浇施工立模标高提供依据。

3.2 托架预埋件制安

首先由测量队放样定出预埋件位置,加固墩身施工脚手架作为安装工作平台,用塔吊起吊、人工辅助安装,安装过程中,采用倒链使预埋件调至预定位置后焊接固定,为保证托架顺利安装,在墩身模板安装到位后,通过连接槽钢将托架预埋件与模板焊接固定,以保证其平面位置准确,上下垂直成线。为保证结构安全,预埋件在安装时,通过钢板将墩身两侧预埋件对拉。

3.3 托架安装

托架和分配梁比较长和重,采用在地面制作加工成整片,托架上弦长13.0 m,重约 887 kg,分配梁长10.5 m,重约 381 kg。通过栈桥和塔吊进行水平及垂直运输到墩上进行组装。在托架上弦安装后再组装牛腿和焊接缀板、连接板、加劲肋等辅助件。

托架加工制作时,材质、焊接高度、质量一定要符合设计要求,加工拼装成型后,专人对几何尺寸、焊接质量进行检查,合格后运至墩旁。

墩身施工完成后要及时检查托架预埋件的安装偏差,并据此调整托架缝隙大小。

4 模板施工

4.1 模板设计

模板分为底模、侧模、内模及端模。分别做如下设计：

底模：0号段箱梁底模,采用大块的厚3 cm的胶合模板,底模设置需考虑桥的纵向坡度。安装时首先在托架顶面铺设22号工字钢分配梁,在分配梁下方安装拆除模板用的槽钢及钢楔块,在分配梁上铺设底模板。

外模：采用墩身模板改制。用6 mm厚的钢面板,外模板支架用[12槽钢组焊成桁架结构,将墩身模板的背楞改焊在模板桁架的肢上。外侧模落于底板水平托架上,并用木楔调整侧模高度,外侧模安装后用穿心拉杆与内侧模对拉固定。

隔墙模板及内侧模：考虑0号块内梁体截面变化大,模板通用性差,内模就位后,与外侧模用穿心拉杆相连、加固,同时在可行的位置设置自撑体系。

洞孔模板在隔墙上有1个120 cm×120 cm的人孔,洞孔模板用组合钢模拼装,用满堂钢管支架支撑。

端头模板：端头模板是保证0号块端部及预应力管道成型要求的关键,端模架利用∠75 mm×5 mm角钢加工制作成钢结构骨架,用螺栓与内外模连接固定,板面使用3 mm的钢板,以便拆模。

4.2 模板安装

安装前,检查托架顶面平整度、落梁槽钢及底模横梁就位情况,铺设脚手板围栏及安全网防护设施。外侧模利用墩身塔吊分段整体吊装到位,吊装顺序为先远后近,先外后内,外侧模就位后利用倒链将其与墩梁连接钢筋固定,以增强其稳定性,对称于桥轴线的两侧外侧模到位后,及时用拉杆将上下端连接固定为整体。圆弧底模与墩身之间通过在墩身顶面设φ 20的拉杆固定,使其与墩身密贴,防止墩梁混凝土交接处产生错台。

4.3 模板的拆除

0号段混凝土浇筑完毕,混凝土强度达到70%设计强度时,即可拆除内模及墩顶部位的外侧模,当0号段预应力束张拉压浆完成后,即可拆除底模,底模通过割除铁凳子使其脱模。

5 钢筋施工

对图纸复核后绘出加工图,加工时同一类型的钢筋按先长后短的原则下料,钢筋用弯曲机加工后与大样图核对,并据各钢筋所在部位的具体情况对细部尺寸和形状做适当调整。

0号块钢筋分两次绑扎：1)安放底板钢筋和竖向预应力管道、预应力钢束等,布置腹板和隔板钢筋。2)安放箱梁腹板上部钢筋及全部顶板钢筋,纵横向预应力管道及钢束。

实施时需要注意以下问题：

1)在底板上按照设计间距标化后再进行钢筋绑扎,并设置足够的垫块厚度和密度。2)绑扎腹板竖向预应力筋、底板顶层普通钢筋。同时根据设计要求将纵向预应力管道放置在腹板钢筋内,将腹板钢筋绑扎完成后,进行管道位置的调整及固定。

6 混凝土灌注

1)混凝土灌注顺序：横隔板→底板→腹板→横隔板→腹板四周→顶板。灌注时要前后左右基本对称进行。2)混凝土入模导管安装间距为2.5 m左右,导管底面与混凝土灌注面保持1 m以内。在钢筋密集处断开个别钢筋留作导管入口,待混凝土灌注到此部位时,将钢筋焊接恢复。在钢筋密集处要适当增加导管数量。3)混凝土振捣应根据振捣工艺、钢筋管道密度、振捣部位确定合适的分层厚度才能保证混凝土的振捣质量。0号段钢筋及预应力管道比较密集,灌注混凝土采用插入式振捣器捣固,要求捣固人员必须熟悉钢筋及管道位置,混凝土分层灌注,厚度控制在30 cm～40 cm之间,与底板相连的八字角由于振捣时会引起八字角下部翻浆,致使此处混凝土质量欠佳,易出现麻面、漏筋等施工缺陷,振捣时,特别注意加强振捣。腹板混凝土分层厚度太厚则振捣时间长,而且混凝土气泡不易排出;太薄则振捣频繁,影响施工速度,为此分层振捣厚度为40 cm。4)对捣固人员要认真划分施工区域,明确责任,以防漏捣。振捣腹板混凝土时,振捣人员要从预留“天窗”进入腹板内捣固。“天窗”设在内模和内侧钢筋网片上,每2 m左右设一个,混凝土灌注至“天窗”前封闭。5)混凝土灌注前先将原墩顶混凝土面用水或高压风冲洗干净。木模板用水泡胀,防止其干燥吸水。灌注前在原混凝土面上铺1 cm厚的同标号砂浆,并摊铺均匀平整。灌注底腹板混凝土前,对顶板钢筋顶面要用布或草袋覆盖,以防松散混凝土粘附其上。混凝土倒入储浆盘后,试验人员要检查混凝土的坍落度、和易性,如不合适要通知拌合站及时调整。6)在顶板混凝土浇筑完成后,用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣,确保连接处密实、可靠。7)注意顶板混凝土浇筑中的横坡处理。混凝土灌注结束后,要加强对梁段包括箱梁内侧和外侧的洒水养护。

7 结语

1)唐家渡涪江双线特大桥0号段分两次灌注施工实践证明,施工方案和技术措施是切实可行的,足以保证安全和工程质量,较好的解决了悬臂高空条件下梁体大体积混凝土的施工难题。2)为有效的减少和消除托架的变形,托架所有节点均采用焊接,从而使托架施工0号段安全可靠。经实测整体变形6 mm,主要是底模板与底模桁架之间的缝隙引起的非弹性变形,其值与预留沉落量基本吻合。3)第二次安装模板要牢固地夹在已浇的腹板上,在接缝向上一段距离内,由于部分振捣力被已凝固混凝土所吸收,影响半径较小,因此需加强振捣,否则易出现蜂窝。4)0号段预应力管道纵横交错,结构复杂,而预应力的施工又是连续刚构最关键的一道施工工序,所以在施工中,要采用可信的牢固的措施,保证管道的畅通和位置准确,浇筑混凝土过程中随时检查预应力管道的情况,是否发现变形、扭曲、上浮等现象,做到及时发现及时处理。

[1]黄湘宇.梅村特大桥跨既有京广线膺架过轨施工技术[J].山西建筑,2008,34(15)：301-302.