自锚式悬索桥钢-混凝土结合段施工技术

孙永峡

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

自锚式悬索桥钢-混凝土结合段施工技术

孙永峡

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

根据工程实践经验，介绍自锚式悬索桥钢-混凝土结合段施工工艺及施工控制，主要包含支架搭设、拆除，临时连接，混凝土浇筑，预应力施工等，简要阐述施工中的施工要点及安全管理。

自锚式悬索桥 钢-混凝土结合段 施工

1 工程概况

同济大桥主桥为自锚式悬索桥，跨度布置为(50+140+280+140+50)m，总长660m。上部梁体除锚固梁段采用混凝土箱梁外，其余梁段均为钢箱梁，锚固梁段两岸形式为(50+21)×2m，其相互间通过钢混结合段形成整体。钢箱梁为单箱多室结构，由中间主体箱室及两侧风嘴组成，中心梁高3.5m，设置2.0%双向排水坡，全宽39.0m，见下图1所示。

图1 钢-混凝土结合段示意

南、北侧主缆锚固区(50+21)×2m梁段均采用支架分段浇筑，梁体混凝土采用C50，为预应力混凝土箱梁结构。钢箱梁与混凝土结合段是本桥设计过程中较复杂的结构，为了保证钢箱梁与混凝土之间的可靠联结，在钢混结合面处设置一块60mm厚的钢板，钢板内侧设置剪力钉与自锚跨隔墙结合，并布置有预应力钢束张拉加固，见下图2所示。

2 总体施工方案

满堂支架搭设→底模制安→劲性骨架定位、吊装、单端焊接→钢箱梁调整至设计标高→模板调整→钢筋制安→侧模制安→钢箱梁端劲性骨架焊接→混凝土浇筑、养护→劲性骨架约束解除→预应力张拉。

图2 钢-混凝土结合段剖面

(1)安装底模。在结合段底面钢板下铺装竹胶板，并涂抹润滑剂，保证钢板与竹胶板间能够相互滑动。竹胶板铺装前应预留劲性骨架孔位；

(2)劲性骨架提前定位、焊接于最后一片梁底，或提前吊装置于满堂支架平台相应位置固定，方便锁定；

(3)由螺旋立柱支撑平台设置的千斤顶对钢箱梁高程进行调整，相应打紧满堂支架顶托。然后开始制安钢筋，侧模；

(4)在气温良好的时间段，连续观测合龙口高程及长度变化，绘制高程-温度曲线及长度-温度变化曲线，确定最佳锁定及浇筑时间；

(5)在最佳时间段南、北岸结合段同时锁定劲性骨架(为缩短锁定时间，提前焊接劲性骨架一端)，准备浇筑混凝土。

3 满堂支架搭设

3.1 支架结构形式

立杆横距(横桥向)：腹板下横距0.6m，底板及翼缘板下横距0.9m。立杆纵距(顺桥向)：0.6m。立杆竖向步距：1.2m。

为确保支架的整体稳定性，在架体外侧周边及内部纵、横向每5跨(且不小于3m)应由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度应为5跨。封顶杆及扫地杆位置应全平面设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑设置间距应不大于4.8m。为加强结合段支架与自锚跨Ⅲ节段支架的连接，结合段支架剪刀撑、扫地杆及封顶杆需连入Ⅲ节段支架2跨长度，形成整体。

3.2 支架搭设工艺

地基处理→弹线、立杆定位→放置纵向扫地杆→逐根树立立杆，随即与纵向扫地杆扣牢→安装横向扫地杆，并与立杆或纵向扫地杆扣牢→安装纵、横向水平杆(与各立杆扣牢)→调整高程→加设封顶杆→加设剪刀撑→横向方木放置→纵向方木放置→模板铺装。

3.3 支架搭设要求

(1)钢管规格为φ48×3.5mm，且有产品合格证。钢管及各构配件进场前应进行质量验收，合格后方可使用；

(2)搭设前须确保地基承载力满足计算要求，经检验不合格须进行处理；

(3)根据立杆及横杆的设计组合，应从底部向顶部依次安装立杆、横杆。一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆，再逐层往上安装，同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后，安装剪刀撑，保证支架的稳定性；

(4)横断面每排立杆设左、中、右三个控制点，精确调整顶托标高，然后用拉线内插方法，依次调出每个顶托的标高。顶托伸出量一般控制在20cm以内为宜；

(5)顶托上放置15cm×15cm方木，在其上沿连续梁顺桥向铺设8cm×8cm方木，腹板处间距为20cm，底板处间距30cm，直接承托连续梁底部模板；

(6)底模采用1.5cm厚竹胶板沿纵向依次搭接铺设。侧模沿竖向设置8cm×8cm方木做背肋，顺桥向间距25cm。背肋外侧沿连续梁顺桥向方向设置横楞，间距0.6m；横楞采用双φ48×3.5mm钢管，通过M16对拉螺杆加固，间距0.6m×0.6m。模板表面光洁度、平整度、线条平顺、刚度强度须满足要求；

(7)支架须经专项验收合格后方可投入使用。

3.5 支架拆除要求

结合段预应力张拉完成，压浆结束并达到设计强度，且满足设计文件拆除要求，方可进行拆除。

4 模板施工注意事项

结合段底模利用既有钢箱梁底面板，风嘴周围侧模采用木模；须在钢箱梁底面板下再铺设一层模板，并在其与底面钢板接缝处涂抹润滑剂，保证钢板与竹胶板间能够发生滑动。竹胶板铺装前应空出劲性骨架对应孔位。

5 临时连接施工

(1)临时连接采用劲性骨架；

(2)结合段劲性骨架如图3、4所示。劲性骨架须安装在顶、底板腹板与对应钢箱梁纵隔板的轴线上；

图3 结合段剖面劲性骨架

图4 结合段平面劲性骨架

(3)为方便锁定，劲性骨架提前焊接一端。混凝土浇筑前，再焊接另一端完成钢箱梁与自锚跨的锁定；

(4)劲性骨架锁定应选择在一天内温度最低的时间段进行，且尽量保证未来几天内温度变化缓和；

(5)钢筋绑扎、立模完成，准备浇筑混凝土前，同一时间段锁定南、北岸劲性骨架。完成锁定后，立即浇筑混凝土，南、北岸尽量同步进行、同步结束。

6 混凝土施工

6.1 准备工作

(1)结合段混凝土的浇筑应选择在一天内温度最低的时间段(如夜间或清晨)进行，且尽量保证未来几天内温度变化缓和。尽量避免混凝土冬期施工和夏期施工；

(2)混凝土浇筑前，应对各生产设备、运输机械、泵车、振捣设备进行详细认真检查，防止因机械、设备故障而中断灌注。南、北两岸及时沟通协调，确保状态一致；

(3)浇筑前，应对所有施工人员进行技术交底，详细讲述结合段浇筑各项工作安排和布置，确定人员值班情况，工艺步骤；

(4)结合段施工为高空作业，且平台狭小，施工时必须做好安全防护工作，施工人员佩戴安全防护用品，服从专职安全员的管理。

6.2 混凝土浇筑

(1)南、北两岸结合段浇筑应尽量同时进行，确保钢箱梁中心不会因温度变化而发生偏移；

(2)混凝土采用C50微膨胀混凝土，确保和易性良好，坍落度满足要求，初凝时间不小于5h；

(3)结合段混凝土对称浇筑，控制好浇筑速度。单个结合段方量约250m3，采用天泵浇筑；

(4)结合段顶板及风嘴上、下面开有的圆端形槽孔，可方便混凝土浇筑和振捣。

6.3 混凝土振捣

(1)采用插入式振捣器施工，规格φ50，配备专门的有经验的振捣工人，确保结合段混凝土的密实性；

(2)使用振捣器时注意快插慢拔，振捣当前层时，振捣器应插入下层混凝土5cm～10cm左右，以避免上下层混凝土有分层现象；

(3)振捣时以混凝土密实为原则，禁止振捣棒直下，振捣时间过短及过长，一般为20s，以混凝土表面泛浆、平坦并不再冒气泡为准；

(4)在振捣时，振捣器不宜直接放在钢筋、剪力钉、模板等上，避免钢筋偏位、剪力钉破坏及模板跑位。振捣器更不能触碰波纹管，防止将波纹管振裂和碰弯，应在靠近波纹管的地方慢慢抽插；

(5)锚头垫板处，钢筋和波纹管交错，浇筑空间较小，从浇筑混凝土到振捣都要十分注意，在此处灌注时，混凝土振捣到位，防止漏浆和漏振；

(6)在灌注过程中，间断抽动波纹管内的已穿钢绞线，检查及避免波纹管漏浆堵塞。

6.4 混凝土泵送

在满足泵送工艺要求的前提下，泵送混凝土的坍落度应尽量小，以免混凝土在振捣过程中产生离析和泌水。当卸落高度超过2m时，应开下料口并设置串筒。

混凝土一般宜在搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵，并在初凝前浇筑完毕。停泵时间超过45min，应将管中混凝土清除，并用压力水或其它方法冲洗管内残留的混凝土。

7 安全生产要求

(1)结合段施工为高空、临边作业；施工前，作业人员应认真检查施工环境、施工机械和工具、安全设施，应在各项条件符合安全规定的情况下进行生产；

(2)作业人员进场前，需学习现场的安全规定，提高安全意识；

(3)作业时要穿戴合体并适合作业特点的工作服、工作鞋；

(4)高空作业时，尤其是悬空作业人员必须系好安全带，不可冒险作业；

(5)不得随意拆除临时作业设施，不得已必须拆除时，需得到安全人员的允许，作业结束务必根据实际情况采取安全防范措施。

8 相关注意事项

(1)由于结合段空间小，满堂支架难以预压，应根据自锚跨Ⅲ节段预压经验设置相应预拱值(大致为2cm)；

(2)劲性骨架构件应按照设计要求加工，确保劲性骨架焊缝质量符合设计要求，临时连接牢固可靠；

(3)施工前及时清理混凝土梁、钢箱梁端不必要的堆置物品；

(4)结合段临时锁定及混凝土浇筑应在尽量短的时间内完成；

(5)如条件允许，自锚跨支架应处于脱空状态，自锚跨箱梁可在支座上发生纵向位移；

(6)在浇筑过程中，测量人员及施工人员随时注意模板的变形，观测满堂支架的沉降，确保安全顺利浇筑完毕；

(7)结合段混凝土浇筑完成后应加强保湿养护，混凝土初凝时使用湿润的土工布覆盖，减小日照温差影响，控制箱梁内外温差；

(8)结合段混凝土强度达到设计要求后应及时进行预应力张拉，张拉完后应在48h内压浆。

孙永峡(1982.06-)，男，湖北安陆人，本科，工程师，副经理，主要从事高速公路、市政道路施工技术管理。

■

U445.4

B

2095-1809(2017)03-0072-03