关于大跨度连续梁节段支架法施工技术的探讨

2014-10-30田卓伦

中国科技纵横 2014年18期

关键词：挂篮腹板张拉

田卓伦

(中国水利水电第十一工程局有限公司,河南郑州 450001)

关于大跨度连续梁节段支架法施工技术的探讨

田卓伦

(中国水利水电第十一工程局有限公司,河南郑州 450001)

南水北调是国家利国利民的战略性项目之一。本文笔者结合既往实际工作经历与经验,就大跨度连续梁节段支架法施工技术在南水北调中线工程总干渠荥阳段王村镇蒋头村东南处与连霍高速公路斜交工程项目进行相关探讨,以期对以往工作进行相关总结。

南水北调大跨度连续梁节段支架法施工

在地面条件允许的情况下，采用节段支架法进行大跨度连续梁施工与挂篮悬臂浇筑法相比，无需投入挂篮，具有投入少，施工节段少，施工工期短等优点，在城市高架桥跨越线路施工中有很大的应用前景。下文结合实际案例进行详尽分析。

1 工程概况

南水北调总干渠在荥阳市王村镇蒋头村东南(XYD20+848．2)处与连霍高速公路斜交，高速公路轴线与总干渠中心线夹角为24°。设计采用桥梁结构跨越南水北调渠道，桥型选用预应力混凝土连续梁方案，跨径布置为30m+60m+90m+60m+30m，桥梁全长278m。A幅桥宽20．25m，B幅桥宽26m。上部采用变截面预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式墩台，钻孔灌注桩基础。

2 设计变更

受征地拆迁因素影响，桥梁开工比较晚，原设计悬臂挂篮法已无法在合同工期范围完成。根据2012年7月11日专家论证会意见，对原设计悬臂挂篮法设计图纸进行优化设计，可以加快施工进度。优化设计内容：(1)主梁0号块长度由8m调整为12m；(2)主梁节段长度由3．5m和4m分别加长为5m和6m，节段数由原设计的11个减少为7个。

3 具体施工工艺

3.1 地基处理

承台浇筑完成后，拆模后可进行承台基坑回填。基坑回填采取分层回填，每层厚度在20cm内。人工配合机械将土进行摊平，利用18t以上振动压路机进行分层碾压。基础最上层填筑30cm厚碎石土(或三七灰土)。地基夯实后进行整平，保证顶面平整度高差在5cm内，表面浇筑20cmC20砼垫层。

3.2 支架搭设

采用碗口脚手架进行搭设，立杆采用φ48×3．0mm碗扣件式脚手架。底托直接支撑在水平垫层混凝土面上，底托钢板尺寸采用12cm×12cm钢板，钢板厚度0．5cm。底托和顶托长度60cm，可调范围0～30cm，但使用中最长不宜超过30cm。最上层碗扣式脚手架根据实际高度，可将立杆调整为60cm高或90cm高。0号块梁体截面高度大，为确保支架安全，腹板和横隔梁下支架纵横向间距为30cm×30cm；底板部位纵横向间距60cm×60cm，其他节段腹板下支架纵横向间距为60cm×30cm；底板部位纵横向间距60cm×60cm；翼缘板下立杆横桥向间距为60cm～90cm，纵向为60cm，横杆步距全部为0．6m。箱梁底、腹板部位顶托上布置2层方木，底层主分配梁用15cmX15cm方木，纵桥向布置；上层次分配梁采用10cmX10cm方木，横桥向布置，中心间距为20cm。支架横桥向每4排不大于3m设一道剪力撑，纵桥向每5排不大于3m设置一道剪刀撑，剪刀撑倾角控制在45～60°。为确保支架整体稳定性在支架底、顶部设置扫地杆和水平剪刀撑。1#段到7#段采用分节支架法施工。

3.3 支架预压

支架应有足够的强度、刚度及稳定性，支架搭设完成后，需对其进行预压。预压以消除其非弹性变形，测出弹性变形，确定底模预拱度，并检验支架的安全性能。采用砂袋和钢筋按各段设计荷载进行预压。预压重量按箱梁重量的1．2倍。

3.4 模板安装

(1)外模安装；箱梁外模面板采取18mm厚竹胶板，次背楞采用50×100mm方木，竖向布置，纵桥向中心间距0．2m，内外模采用Φ16mm丝杆对拉，主背楞采用Φ48mm，壁厚3．5mm双钢管。对拉丝杆纵桥向间距0．7m，竖向间距0．6m。外模外倾角比较大，混凝土对模板的水平推力很大，依托满堂支架设置斜向杆支撑在主背楞上，纵桥向间距0．6m。(2)内模安装；内模采用50×100mm方木背楞+15mm竹胶板组合，内侧模用对拉螺栓与外侧模拉结。顶模是在内箱底板上依托底层钢筋焊接支承点，用Φ48mmX3．5mm扣件式钢管搭设满堂支架，纵横向间距均为0．9m，步距0．9m。在钢管顶部设置可调节顶托，其上铺设纵桥向150×150mm方木主分配梁，主分配梁上横桥向设置50×100mm方木次分配梁，纵桥向中心间距0．25m，最后铺设15mm竹胶板。横杆直接支撑于两侧的腹板内侧模的横楞上，两侧均用顶托进行调节。

3.5 钢筋及预应力制安

钢筋采用在钢筋加工场进行加工，塔吊吊至现场进行绑扎，外侧模板支立且其稳定性符合要求后进行绑扎箱梁钢筋，钢筋安装顺序按：底板钢筋及底板预应力→腹板钢筋及竖向预应力→支立内模及加固→绑扎顶板钢筋及顶板预应力。

3.6 混凝土浇筑

(1)浇筑前注意事项；节段梁端腹板预应力张拉槽口处钢筋密集，不宜振捣，为防止锚下混凝土不密实，施工中在腹板侧开设振捣孔；箱梁边腹板为斜腹板，振捣棒无法靠近内侧模，易造成混凝土振捣不密实等质量问题；采用高压水枪对仓号内的锯末和其他杂物进行冲洗至底模预留排污孔流出。(2)混凝土浇筑顺序；0段混凝土采用一次整体、连续性浇筑。混凝土浇筑顺序：先浇筑中横梁支座处混凝土→浇注底板→浇筑腹板→浇筑顶板。其他节段混凝土横桥向浇筑顺序：浇注底板→浇筑腹板→浇筑顶板。(3)混凝土浇筑施工工艺；混凝土在浇筑过程中，一次连续浇筑完成，中间不得停歇。混凝土采用水平分层、斜向推进浇筑工艺。混凝土浇注时应用串筒下料，混凝土自由下落高度不超过2m，严防混凝土产生离析。使用使用插入式震动器振捣，混凝土灌筑分层厚度不大于30cm，振动时间20～30s，操作时垂直插入混凝土内，拨出时速度要缓慢，相邻两个插入位置的距离不大于50cm，插入下层混凝土的深度为5～10cm。

3.7 预应力施工

(1)张拉程序；预应力筋张拉顺序是0号块：竖向预应力钢筋→纵向预应力束→横向预应力束；其余节段：纵向预应力束→竖向预应力钢筋→横向预应力束。纵向预应力钢束采取对称同步张拉每个节段的顶、腹板悬臂束；对称同步张拉顶板合拢束，底板合拢束；按先长束，后短束，先边束，后中束，对称间隔张拉。竖向预应力筋的施工应采用“滞后张拉”的方式，竖向预应力粗钢筋采用二次张拉方式，张拉均采用“双控”，即张拉应力为主，伸长量检校。

(2)孔道压浆；1)孔道的准备，压浆前，首先对孔道进行清洁处理。用水冲洗后，使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。2)试抽真空；将灌浆阀、排气阀全都关闭，抽真空阀打开；启动真空泵抽真空，观察真空压力表计数，即管内的真空度，当管内的真空度保持稳定时(压力尽量低为好)，停泵约1min时间，压力能保持不变即可认为孔道能到达并维持真空。3)水泥浆的拌制，①搅拌要求：搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，搅拌好的灰浆要做到全部卸尽。将称量好的水、水泥、压浆剂、倒入搅拌机，搅拌3分钟。②流动性要求：拌和后的初始流动度为10～17s。③泌水性要求：24h自由泌水率0。④初凝时间：≥5小时。4)压浆，①灰浆加到灌浆泵中，在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆体，待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时，关掉灌浆泵，将高压橡胶管此端接到孔道的灌浆管上，扎牢。②关掉灌浆阀，启动真空泵，当真空度达到并维持在-0．06～-0．10MPa时，启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆。当浆体经过空气滤清器时，关掉真空泵及抽气阀，打开排气阀。③观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入之前稠度一样时，关掉排气阀，仍继续灌浆3～5分钟，使管道内保持一个不小于0．5MPa的稳压期，最后关掉灌浆阀，关掉真空压浆机和负压装置，整个真空灌浆完毕。

3.8 合拢段施工

(1)合拢段施工流程；边跨临时锁定→浇注边跨合拢段→张拉边跨合拢钢束→中跨临时锁定→浇注中跨合拢段→解除主墩临时固结，完成全桥体系转换。(2)边跨合拢段施工；边跨合拢段临时锁定是将悬浇段与边跨现浇段通过劲性骨架焊接锁定，减少浇筑边跨合拢段时因温度应力引起的梁段变形，其需要满足的要求即为：锁定骨架支撑力能够抵消梁体温度变形引起的支座或模板体系产生的摩擦阻力，此时梁体不会发生相对变形。(3)中跨合拢段施工；中跨合拢段施工步骤与边跨合拢段施工步骤类似，这里不再累述。但要注意体系转换，本桥根据设计图纸要求，是在中跨合拢段混凝土浇筑、张拉完成后，解除2号、3号主墩两侧的大钢管临时固结，完成全桥体系转换。