高墩大跨度连续刚构桥0#块施工技术

2011-08-15张海燕肖子旺

黑龙江交通科技 2011年5期

刘彬，张海燕，肖子旺

(1.中交一公局第五工程有限公司;2.北京市顺政市政设计所;3.东北林业大学土木工程学院)

1 工程概况

窟野河特大桥位于神木县县城西北角，斜跨窟野河，半干旱大陆季风性气候显著。桥面平均高度约75m，全长3455.1m。大桥主桥为6孔和7孔连续梁连续钢构组合梁，结构形式为左线(69+4×130+79.5+39.5+76+4×140+76)m，右线(69+4×130+69+76+4×140+76)m，主墩采用单薄壁空心墩。窟野河大桥跨窟野河部分采用多跨刚构悬浇施工，由于0#块的构造布置及应力分布复杂，易开裂，且部分墩梁施工过程中存在着体系转换，因此0#块施工技术是施工阶段的重难点。

2 总体施工方案

窟野河大桥主墩平均高度在70m左右，故采用墩身预埋托架作为承重结构施工较为合理，托架通过牛腿预埋在墩身上。将0#块施工过程产生的竖向荷载由墩身承担。为降低托架的变形量，混凝土采用两次分层浇筑，第一次浇筑底板、腹板及横隔板，第二次浇筑顶板及翼缘板。三向预应力的张拉采用伸长量和锚下应力双控进行实时监控。

3 0#施工技术方案

3.1 0#支架的设计与施工

(1)第一级悬臂段支架系统

悬臂段支架从下至上按预应力筋锚固牛腿、分配梁Ⅰ、砂筒、分配梁Ⅱ、三角架、贝雷梁、小支架布置。根据贝雷片的理论变形情况，悬臂段三角架采用2排布置，排间距530cm，三角架按400cm×400cm直角三角形加工制作，除用于0#块施工外，尚可用于挂篮加载。贝雷梁采用3排布置，根据现有连接花架情况，排间距取45cm+120cm。贝雷梁安设过程中注意墩侧第一片贝雷片与三角架立杆轴线对齐，以确保三角架立杆弯矩降到最低限度。

(2)顶板支架系统

翼缘板支架从下至上按预应力筋锚固牛腿、分配梁Ⅲ、砂筒、三角架、2道2[22b纵梁、[14b型钢支架、4道2[14b纵梁、翼板倒角支架布置。2[22b纵梁下按4等跨布设5道支撑，中间3道支撑采用3片280cm×280cm三角架，两边支撑由悬臂端贝雷梁加强弦杆构成。[14b型钢支架立杆按横桥向2排、顺桥向5排等跨布置，根据钢结构对杆件自由长度的要求及现场施工需要，横杆间距按150cm每道布置。

箱室内的支架采用满堂脚手架，间距按60×60cm布置，同时与墙壁连接以确保稳固。横隔墙外顶板支架采用在预埋件上焊三角托架，其上搭设脚手架作为支撑。为防止支架整体倾斜，各构件间应相互连接，并与已浇混凝土墙壁连接，支架施工中的焊接，应严格按钢结构规范执行，以减小成局部焊接应力的影响。

(3)牛腿施工

根据主墩墩身分级情况，0#块支架预埋件分别在墩身封顶段进行预埋。

在第22级墩身处预埋牛腿预埋盒12个，在第23级墩身处预埋牛腿预埋盒12个及Ф32精轧螺纹钢筋8根，在墩身封顶段预埋Ф48钢管6根。预埋盒采用3mm钢板焊制，盒内填塞泡沫板，以防压扁。预埋件的标高、位置要求精确，误差不得大于±10mm，并靠紧墩身模板。

待墩身施工完毕后，进行牛腿安装，牛腿安装完毕后进行顶面水平测量，并用不同厚度的薄钢板将牛腿顶面标高调至设计标高误差不得大于1mm。

悬臂段在牛腿标高调好后安装组合分配梁Ⅰ，安装砂筒并将砂筒与分配梁点焊固定(砂筒需等填砂并在试验加压到60t后用卡具卡紧)，安装分配梁Ⅱ后，进行标高检查，调整后安装三角架。三角架加固完毕后安装贝雷梁，贝雷梁采用3排12片贝雷片，贝雷片在地面上组拼，贝雷片安装位置要求准确，以保证片与片间水平联系及安装。贝雷梁两端分别加2排8层加强弦杆供翼板施工使用。

混凝土

3.2 模板安装

由测量人员测出支架标高，放置底模板，用U型顶托调整支模标高，底模依据自重荷载、支架下沉及混凝土收缩徐变对标高修正。标高调整完成后，架设经纬仪调整模板中线，偏差过大时用千斤顶调整，调整完以后临时固定底模位置。

在底模系统安装调整完后，在侧支架上吊装0#段侧模板，模板安装前进行平整度和几何尺寸检测，拉杆设置的间距为1.2m，除翼板上部和底板部位用拉杆拉紧外，在梁高范围内设两道拉杆进行固定侧模。侧模安装好后对模板接缝位置进行检查，确保模板密实不留孔洞，保证混凝土的浇筑质量。利用全占仪对侧模位置进行检测，如果模板的位置和标高不符合要求，要利用千斤顶和倒链进行调整。对0#段的侧模要根据0#段的底板和横隔梁内预应力钢筋锚具位置进行打孔，保证预应力钢筋的位置。

3.3 钢筋安装

因0#块分两次浇筑，且顶板钢筋和管道密布，钢筋也分两次施工。第一次包括底板、腹板、横隔板及Ф32粗钢筋;第二次包括顶板钢筋、纵横向预应力管道及部分锚具。钢筋的垂直运输采用塔吊。

3.4 混凝土浇筑

(1)浇筑次数的确定

考虑0#段梁身高、体积大，混凝土运输条件困难，经反复研究，0#块分两次浇筑。第一次浇筑底板、腹板及横隔板，荷载由支架全部承担;第二次浇筑顶板及翼缘板，悬板部分由外模将荷载传给工字钢横梁再传给支架，顶板部分则由第一次浇筑的混凝土承担。

(2)混凝土浇筑工艺

混凝土采用强制式搅拌机集中拌和，搅拌运输车运输。混凝土的现场振捣严格按照规范进行，要求表面泛浆，不再冒气泡，混凝土不再下沉。施工人员一定边振捣，边观察，防止漏振或过振，技术人员跟班作业。因波纹管较密集，现场要准备三条30振动棒，配合大振动棒的施工，顶板混凝土浇完后，表面及时进行整平、压实、二次收浆及养护处理。

混凝土浇筑要求平衡对称施工，现场实际控制中，偏载不允许超过10m3混凝土。在浇筑过程中应一次连续浇筑完毕，中间不得中断，混凝土分层浇筑，每层宜30～40cm厚。

(3)施工缝的处理

施工缝处理:第一次浇筑注完后，混凝土表面及时进行凿毛处理，凿除浮浆和浮碴至新鲜面。在第二次浇筑前，表面洒适量水和砂浆进行湿润，防止混凝土接合面出现干缩裂缝。

3.5 三预应力施工

(1)竖向预应力筋的布置

主桥竖向预应力钢筋采用Ф32的精扎螺纹钢，设计张拉吨位为540kN，在近支点24.5m范围内每侧腹板按双肢配置，以50cm等间距布置，其余梁段按单肢配置，以50cm等间距布置。0#和1#块内共有竖向预应力钢筋40根和横隔墙内预应力精轧螺纹钢筋30根。竖向预应力钢筋的锚固端按设计焊制定位架，并在混凝土顶面固定定位以保证竖向预应力钢筋的准确。竖向预应力钢筋锚固端和墩身埋入筋有矛盾时，墩身筋应适当移动以保证竖向预应力弹簧筋和锚固板的位置。

(2)纵向预应力筋的布置

主桥纵向预应力钢筋采用15Фj5.24，17Фj15.24钢束，OVM锚固系统，设计张拉吨位分别为2929.5kN，3320.1kN。纵向预应力筋在箱梁根部梁段布设腹板下弯钢束，其余梁段布设顶板束和底板束。其管道采用设计的定位筋定位，管道中穿入小于波纹管内径5mm左右的塑料管来保持管道的顺直，在混凝土浇筑完毕初凝后抽出。

(3)横向预应力筋的布置

主桥横向预应力筋采用4Фj15.24钢绞线，15-4型扁锚，以75cm和70cm的间距布设，一端张拉，交替锚固。单根张拉吨位为195.3kN，其管道在竖向和纵向预应力管道安放完毕后实施。