三岔河特大桥上部构造预应力砼连续刚构的施工难点

2013-06-11肖连勇

交通运输研究 2013年13期

肖连勇

（贵州桥梁建设集团有限公司，贵州贵阳 550001）

1 工程概况

三岔河特大桥位于贵州高原中部，地处清镇市、安顺市平坝县、毕节地区金县交界处，地势起伏变化较大，受构造清浊作用强烈。桥区附近海拔为953.6～1200.7m，相对高差为247.1m。三岔河特大桥采用连续刚构方案，左幅13×30m预应力砼T梁＋（122m＋3×230m＋122m）预应力砼箱梁连续刚构＋6×40m预应力T梁。上部构造为预应力砼T梁、预应力砼箱形梁连续刚构。

2 连续刚构上部构造施工技术方案

三岔河特大桥主桥上部构造采用（122m＋3×230m＋122m）预应力砼箱形梁连续刚构形式，为了有效地利用现有设备和材料，结合过去的施工经验，悬浇挂篮需在墩顶上进行拼装。墩顶0＃段利用预埋在薄壁墩上的牛腿作为支撑，在其上搭设贝雷梁，以工字钢作为分配梁，并在其上搭设钢管支架作为现浇支架。主墩上0＃段施工完成后，在其顶面拼装挂篮，每个T构用挂篮分段对称悬臂浇筑各梁段。现浇段采用万能杆件和贝雷片组拼的梁式支架进行施工。边跨合龙段利用吊架现浇筑施工，采用先合龙边跨，然后合龙中跨的施工方案。施工时根据实际吊架和模板结构重量调整配重，使其满足设计的要求。为便于主桥上部构造施工时人员上下，在各墩均设有施工电梯，施工电梯在主桥合龙后拆除。

3 施工重点

3.1 0＃块施工

3.1.1 支架及模板

箱梁刚构0＃块施工是在薄壁墩上预埋牛腿，用贝雷片作为支撑梁，上铺工字型钢作为分配梁，形成满堂支架平台，在该平台上作钢管满堂式支架，支架上立模现浇梁段混凝土。墩顶现浇段是刚构箱梁悬浇施工的基础和起步段，其结构受力最复杂，且具有混凝土浇筑方量多、重量大、预应力管道最密集的特点。设计安全可靠的模板支架、提高混凝土浇筑质量和预应力管道的安装精度，是墩顶现浇段施工的重点。

底板和翼板的底模及侧墙外模利用大型钢模。侧墙的内模、横墙模板及顶板底模为建筑组合钢模。侧墙的内、外模用拉杆对拉固定间距，利用箱内外的钢管支架调模及固定支顶。底板模板通过木模调整和卸架。翼板、顶板底模通过钢管支架顶托调整和卸架。在混凝土浇筑过程中，如发现钢模变形超过容许误差，必须校正。

3.1.2 钢筋

在钢筋加工配料时，要准确计算钢筋长度，如有弯钩或弯起，应加其长度，并扣除钢筋弯曲成型的延伸长度，同直径同钢号但不同长度的各种钢筋编号（设计编号）应先按顺序填写配料表，再进行加工配料，加工成型的钢筋应按设计图中的编号进行堆放、标识，以防误用、乱用。

3.1.3 混凝土浇筑方案

主桥连续刚构0＃块混凝土方量、重量大。根据结构的形式及高度，0＃块混凝土浇筑不可能一次浇筑完，如果分两次浇筑则施工托架的投入就会过大，最后决定按“底板→腹板→顶板”的顺序分三次浇筑完。两次浇筑混凝土的龄期差不超过20d。在墩身施工时可将其浇筑高度降低20cm，这样能使墩身与0＃块的结合面避开截面突变处。

3.1.4 施工观测

为了随时掌握混凝土浇筑过程中支架的位移情况，需至少设置10个观测点，每隔30min观测一次，并记录观测时间、读数及沉降值，同时通知后台统计对应的混凝土浇筑数量，如发现问题及时处理，并对已浇筑完成的部位进行高程复核。

3.2 悬浇梁段施工

3.2.1 挂篮结构

根据刚构箱梁悬浇节段重量大、施工周期短的特点，挂篮设计以1＃段重量控制，以安全可靠、轻型、挂篮安拆行走及模板升降移动简单方便作为构思重点。本大桥采用已在具有类似桥型、相近跨径的桥上使用过的特制菱形挂篮进行悬浇施工。

挂篮结构分主梁承重和模板两大块，结构示意图见图1。

图1 挂篮结构示意图

3.2.2 挂篮拼装

挂篮在墩上正式拼装前，必须在加工厂内试拼，目的是检查挂篮各部构件及连接件几何尺寸加工精度及焊接质量是否达到设计要求，以确保挂篮的整体结构性能满足设计使用要求。

3.2.3 加载试验

挂篮加载试验的目的是为了检验实际承载能力和安全可靠性，并获得相应荷载下的弹性和非弹性变形，为箱梁悬浇施工控制提供参考数据。试验方法是模拟1＃箱梁（重量最大梁段）的施工实际荷载，采用配重法加载。加载分预加载和正式加载。预加载为一级加载一级卸载，目的是消除主桁结构的非弹性变形，并测得相应的挠度值。观测点设置在挂篮前横梁桁片各下结点（8点）及底篮前横梁上对应箱梁底板的中心线及两外侧（3点），共11点。

3.2.4 挂篮前移

挂篮随箱梁逐段浇筑成型向前移动。在其前方梁段完成预应力张拉并放出轨道位置后即可开始前移。挂篮行走轨道工作步骤见图2。

图2 挂篮行走轨道工作步骤示意图

3.2.5 模板安装调整

在现浇梁段预应力张拉完后即可脱模。先松内外模对拉杆，接着松内外模前后吊杆，再松底篮前后吊（锚）杆，内、外、底模均与箱梁分离。之后底篮、外模及内模滑梁随挂篮前移。待主梁就位后，即进行底篮（底模）就位。

3.2.6 混凝土浇筑

混凝土在拌和站集中拌和，通过输送泵送入模内浇筑施工。在拌和机出料口设一输送泵，对离0＃块较近的梁段，由一台泵直接泵送到位；对离0＃块较远的梁段，即超出上述输送泵的泵送能力范围，在墩顶0＃块设一接力泵，将第一台泵送到0＃块上的混凝土再转送到浇筑梁段。为确保施工过程和结构成形后的结构内力及变形与设计相符，必须尽量保持对称平衡施工，对称梁段的混凝土浇筑过程中不对称重量不得超过一个梁段的底板自重，每对梁段的混凝土最终浇筑量的误差不超过规定吨位。

3.3 合龙段施工

箱梁合龙，即体系转换，是控制全桥受力状况和线形的关键工序，合龙的顺序、温度和工艺都必须严格控制。全桥合龙分两个阶段进行，第一阶段合龙边跨，第二阶段合龙中跨。边跨合龙利用吊架施工，中跨合龙利用挂篮抬浇。施工时根据实际吊架和模板结构重量调整配重，使其满足设计的要求。

3.3.1 中跨合龙段

中跨合龙段施工时，要先拆除一端挂篮，将配重水箱放置在指定位置，将临时支座拆除后，测两端梁顶的相对高差，其值超过允许值时，调整配重量和配重位置，使两者标高差值在允许范围内，再进行合龙段施工。

为防止T构的热胀冷缩对合龙段产生不利影响，按设计的位置和数量焊接型钢，将两边的结构物连结成一个刚性整体。在灌注前，张拉布置在底板与顶板上的临时预应力束。在一天温度最低、温差最小的时间浇筑合龙段混凝土。为保证合龙段质量，将合龙段混凝土标号提高一个等级，并掺放膨胀（铝）粉，避免新旧混凝土间产生裂缝。待本段强度达到设计的85%后，进行预应力束的张拉。

3.3.2 边跨合龙段

边跨直线段支架，采用碗扣式脚手架，现浇直线梁段。拆除挂篮底模，立合龙段支架，将挂篮外模移出作为合龙段外模，内模采用木模，将直线段和边跨梁段用型钢锁定，并张拉合龙段合龙束。浇筑合龙段混凝土，浇筑时间应选在一天中温度较低时间，待混凝土强度达到85%时，张拉合龙段预应力筋，拆除边跨直线段支架。

边跨合龙段在临时支墩上进行，临时支墩采用脚手架搭设，其施工程序如下：拆除挂篮→搭设临时支墩→铺设底模和内模→绑扎钢筋→立外模→浇筑混凝土→张拉并锚固纵向预应力筋→拆除临时固结→安放永久支座→落梁。