高速公路钢构特大桥施工技术浅析

2013-12-15熊训飞

黑龙江交通科技 2013年7期

熊训飞

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 预应力混凝土连续刚构桥施工质量控制

1.1 工程概况

某高速公路钢构特大桥主跨部分采用65 m+2 ×120 m+65 m 连续刚构，箱梁根部梁高7 m，跨中及边跨梁端处梁高2.5 m，单箱单室结构，全梁长370 m，共分99 段，主梁悬臂浇筑梁段划分长度共分3 m、4 m 二种，最大悬臂浇筑梁段重量为138.3 t。箱梁采用纵向、横向及竖向三向预应力。混凝土标号C50级，采用悬臂浇筑法施工。

1.2 墩顶0#块的施工技术

利用墩顶扇形托架施工墩顶0 号段，完成墩梁连接，并为挂篮悬臂浇筑施工创造条件。

(1)托架构造

托架由桥墩施工时预埋的工字钢牛腿，M 型万能杆件组成，传力于桥墩，上面辅设分配梁、垫梁，并设置工作平台。托架设计时，充分考虑模板、混凝土重量及施工荷载，其强度、下沉量均满足规范要求。

托架结构见连续刚构0 号段托架结构示意图1。

图1 扇形托架结构示意图

(2)托架安装

托架安装采用地面分片拼组，分片吊装方法。托架设计时，根据梁底标高、托架组成，精确计算出墩身预埋工字钢位置，墩身施工时，准确埋置。

(3)托架测试

在工字钢四周加钢筋网片补强。安装时，工字钢上焊接连接板，将万能杆件组与预埋件联结，最后安装联结系杆，安装分配梁及垫梁。按要求对托架进行加载，加载前计算出托架节点受力分配状态，确保加载等效性。

加载采用悬挂水箱注水模拟托架承载方式，共加载二次，每次加载前后都预紧所有螺栓。测量托架变形采用N1005A 高精度水准仪测量，通过测量，测定出托架各节点下沉量，确定托架的弹性变形，并消除其塑性变形，为0 号段施工预留拱度提供可靠依据。

(4)支立0 号段模板及绑扎钢筋

底模分墩内底模及托架上底模两部分，墩内底模支撑在墩内预埋件上，采用木模板。墩内预埋工字钢，并做好横纵梁，施工后不拆除。墩外托架底模采用大块钢模板，铺设后调整托架上垫梁高度，保证底模立模标高同设计要求相附，并预留下沉量。

底模支立完毕后，绑扎底板及腹板钢筋，安装波纹管及竖向预应力筋构件，检查无误后，安装木内模，调整标高及位置后固定，支立侧模，绑扎顶板钢筋，安装波纹管后，浇筑混凝土。

(5)浇筑0 号段混凝土

墩顶0 号段混凝土分层浇筑，按先底板、腹板后顶板一次浇筑完毕，混凝土振捣底板及顶板采用插入式振捣器，底板灌满后封闭。

1.3 挂篮安装施工技术

刚构桥的主要施工设备是挂篮，挂篮的安全性、强度、刚度、易操作性是施工成败的关键，因此挂篮的设计应合理，安装方便，易操作。该工程在0 号段纵向钢绞线张拉完成后，按以下步骤安装挂篮。

测量放样，铺设钢枕，安装滑轨并锚固在竖向预应力粗钢筋上;挂篮主桁架在墩底拼装，利用附墩塔吊分片吊装主桁架稳固支撑后，将后部锚固在竖向预应力筋上，同时安装挂篮其它杆件;安装横梁系及悬吊系;安装底模、侧模，并与悬吊系统连接，并校正底模、侧模;装内模滑道及内模架;挂篮校正、检查。

挂篮测试:为保证施工的安全，挂篮安装完毕后，需对挂篮进行荷载试验，挂篮荷载试验目的主要有:验证挂篮结构的安全性;消除挂篮非弹性变形;为悬浇段立模标高提供依据。

挂篮安装前根据主桁受力情况，在加工场地内用张拉千斤顶进行主桁强度、刚度测试，墩顶拼装完毕后，利用悬挂水箱方式进行加载试验，通过三次加载、卸载，消除挂篮塑性变形，测定出前吊点受力变形曲线，为施工线型控制提供依据，测量方法与托架相同。

1.4 悬臂浇筑施工

挂篮安装测试完毕后，进行悬臂灌筑施工，施工工艺见悬臂浇筑施工工艺流程。

1.4.1 钢筋及预应力管道施工

(1)钢筋的下料、加工

主筋的接头以机械套筒连接为主，两梁段之间的主筋连接设计为绑扎搭接，搭接长度大于30 d，为加强钢筋骨架的稳固性和进一步提高钢筋施工质量，在梁段钢筋绑扎过程中将搭接头焊接在一起。

(2)钢筋的绑扎、安装钢筋采用模内绑扎。其绑扎顺序如下。

绑扎底板、腹板钢筋(包括管道定位筋)——安装底板、腹板纵向波纹管——安装竖向预应力筋及预埋件(锚垫板，泄水管，通气孔挂篮预埋件等)——内模前移就位并校正后开始绑扎顶板底层筋——依次安装顶板底层纵向波纹管、横向波纹管、顶板顶层纵向波纹管——绑扎顶板顶层钢筋——安装预埋件。

(3)预应力管道安装

连续梁体预应力筋为内径90 mm 的金属波纹管成孔。施工过程中正确安装，并在波纹管内插入硬塑料管，保证预应力管道的位置准确和畅通。

波纹管下料:根据每段施工长度下料，波纹管的下料采用砂轮锯切割;波纹管的存放;波纹管接头，端头的处理:波纹管及接头(即连接器)被切割后，用三角锉一步修补，直至波纹管直顺，端头齐平无毛刺。连续梁端模为木模，在拆端模、凿毛端面时，加强对其保护;加密预应力管道的定位筋，以保证管道的位置准确;在灌筑梁段混凝土过程中，纵向波纹管内插硬塑料管，防止堵管;在每一梁段混凝土强度达10 MPa 时，抽出管内胶棒，开始用通孔器疏通全部管道，疏通过程中，发现问题及时处理。

1.4.2 预应力施工

当混凝土强度达到设计强度的90%且混凝土龄期不小于7 d 后，开始进行张拉。

该桥设计为双向预应力混凝土箱形连续梁。纵向和竖向预应力筋分别为钢绞线和精轧螺纹钢筋，张拉千斤顶为YDC－500 型、YDC－150 型、YC－60A 型，管道均为金属波纹管成孔。

1.4.3 预施应力张拉(数控智能张拉)

(1)纵向钢绞线张拉

箱梁纵、横、竖向预应力钢束(筋)采用滞后张拉工艺，即n 号梁段施工完毕，张拉，张拉(n－2)号箱梁梁段横向、竖向预应力钢束(筋);全桥合拢后，张拉剩余节段的所有钢束，张拉时先张拉长束，再张拉短束。

纵向、横向钢绞线张拉程序如下。

初张拉P0(张拉总吨位的10%)→持荷3 min(量测引伸量δ1)→张拉到总张拉吨位P→持荷3 min(量测引伸量δ2)→回油→量测引伸量δ3。

(2)纵向钢绞线张控质量控制

张拉采用张拉力与伸长值双控，以张拉力控制为主，伸长值控制为辅。顶锚后量测两端伸长值，并根据设计要求检查张拉结果是否设计要求，发现异常立即报告监理，分析原因，进行处理。张拉时两端同步进行，锚固时单端先后顶锚，锚固后锚具处钢绞线切割时，预留量大于3 cm。张拉千斤顶及油表要按规范要求及时鉴定，施工用锚具及夹片要逐一进行试验检测，合格后使用。