大型桥梁框架墩施工技术分析

2020-05-19陈宇

建材与装饰 2020年13期

陈宇

（中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410000）

0 引言

在我国当前铁路、公路桥梁工程中，框架墩的使用范围十分广泛，随着我国高速铁路建设和城市高架桥通道建设飞速发展。我国幅员辽阔，各地区的地形、地貌各不相同，有些地区生态环境脆弱、有些地区可耕地面积少，特别是一二线城市的土地资源紧张，为了保护自然生态环境和充分利用城市里紧张的土地资源，尽量少挖少填，尽可能的不破坏原来的地形、地貌，多架桥梁。

1 工程概况

129-1#框架墩位于某省境内，对应里程DK8+881.95。框架墩采用预应力混凝土横梁，钢筋混凝土桥墩、承台及基础。框架墩横梁跨度为16m，与线路正交，墩上两侧为32+26m 双线简支梁。129-1#框架墩墩高22.5m，横梁长19.8m，跨度为16m，横梁跨中宽3.0m，高2.5m，横梁与墩柱相连接处设置3.0×0.8m 倒角，框架墩结构形式详见图1。

图1 1129-1#框架墩

框架墩横梁及墩柱顶面1.5m 范围内，采用C50 混凝土，墩柱采用C40 混凝土，垫石采用C50 混凝土，墩柱顶1.5m 范围内混凝土和横梁一起浇筑。

预应力筋采用φ15.2mm 高强度低松弛钢绞线（抗拉标准强度fpk=1860MPa，Ep=1.95×105MPa），“M15-15”、“M15-17”型锚具及YCW350 型穿心式千斤顶，横梁钢束采用双端张拉，锚下张拉控制应力为1265MPa。

2 框架墩关键施工技术要点

2.1 支架施工

2.1.1 支架方案

根据现场实际情况，同时为了便于施工，故采用贝雷梁支架方案进行现浇。

贝雷片的结构形式见图2。贝雷片的尺寸：3×1.5m，门式墩墩身两侧各3 道贝雷桁架，每道由8 片贝雷片组成，横梁下方布置12 道贝雷桁架，每道由4 片贝雷片组成，整个支架共使用96 片贝雷片。

2.1.2 搭设现浇支架

搭设现浇支架共分七个步骤，施工流程详见图3。

图2 贝雷梁支架

图3 贝雷梁支架搭设流程

2.1.3 支架预压

采用成捆的钢筋及成卷的钢铰线作为压重块进行预压，每捆（卷）重2t，吊机吊至桥面，预压重量为梁重的1.2 倍共需压重240 捆（卷），预压加载顺序为：加载压重的40%→加载压重的80%→加载压重的100%→卸载压重的100%，前两次加载后静置时间为1d，加载到100%时，按静置2d 考虑，待曲线上的沉降基本平衡稳定后方可卸载。

2.1.4 支架拆除

支架拆除顺序应遵守由上而下、先支的后拆、后支的先拆的原则。并按一步一清原则依次进行，要禁止上下层同时进行拆除工作。整个拆架过程中必须有技术人员跟班指挥与检查，并且设置警戒线。拆除顺序和搭建为逆序施工。

（1）卸落支架。

贝雷桁架采用整体落架法拆除，先把位于砂箱上的泄砂孔盖打开，在此基础上使用泄砂孔进行防砂操作，在拱架的重压之下活塞会助于自然垂落状态，在活塞下降的过程中，支架体系会使得底膜脱落，再结合实际情况合理的将底膜拆除。

（2）拆除H200×200 型钢及方木分配梁。

点外利用落梁空间，人工拆除底模和方木。点内拆除型钢，先用吊车将型钢堆砌在横梁两端，用钢丝绳捆绑悬挂于横梁上，拆除贝雷梁后再用吊车卸落。2 台汽车吊一组抬吊型钢两端，在混凝土横梁与贝雷梁之间进行堆码、捆绑。

（3）拆除贝雷梁。

梁上H200×200 型钢悬吊完毕后拆除贝雷梁，共有贝雷梁18 榀，采用一台50t 汽车吊进行拆除，吊车在框架墩一侧逐榀拆除，每榀需要15min，18 榀共需要270min。

（4）拆除钢立柱。

采用一台50t 汽车吊，先拆除抱箍和与墩身固定的工字钢，最后拆除钢立柱。

2.2 混凝土施工

采用自有拌合站混凝土，泵车泵送。横梁施工时，先浇注横梁底部1.5m 以下的墩身，接下来再从一端向另一端展开浇筑工作。要注意的是，应赶在上一层混凝土初凝之前，完成好下层混凝土的浇筑工作，以此实现混凝土不同层之间的高效融合，提升混凝土浇筑的质量，除此以外，在进行混凝土振捣的过程中，工作人员应明确振动棒的使用方法，并严格依照相关规定展开操作。

插入时要快，拔出时要慢，以免在混凝土中留下空隙，振捣时间不宜过久，太久会出现砂与水泥浆分离，石子下沉，并在混凝土表面形成砂层，影响混凝土质量。当工作人员完成混凝土的振捣工作之后，要在确保其平整的基础上第一时间进行第一次抹面，针对上部表层混凝土则需要开展二次抹面，当混凝土即将初凝之前要进行第二次抹面工作，以此有效避免由于在施工前期出现缺水情况而导致的表面干裂问题，当完成混凝土浇筑之后，覆盖麻袋或用草帘等将混凝土覆盖，经常洒水保持湿润。

2.3 预应力钢筋施工和张拉

预应力张拉施工流程；施工准备→拔出内衬管→穿钢绞线→工作锚具安装→预应力施加→压浆→封锚。

2.3.1 波纹管施工

（1）纵向预应力钢束管道采用φ100 和φ110 金属波纹管。

（2）使用前要严格检查波纹管，如存在变形、开裂等情况，一律不得使用。管道要存放在室内仓库，避免受潮和日晒雨淋。

（3）按设计图纸要求来布置波纹管，并用定位钢筋固定，安放完成后的波纹管要顺直、一定不能出现折角，破裂等情况。

（4）波纹管搭接长度以5d 为准，采用大一号的波纹管套接，两边同时旋紧，并用胶带缠好连接处以防止混凝土浆、杂物漏入，当管道位置与非预应力钢筋发生冲突时，采取以管道为主的原则，适当调整钢筋位置，保证管道位置不偏移。

（5）混凝土浇筑过程中，振捣棒不能碰到管道，以免管道位移。

（6）纵向预应力管道，管道中穿入直径80mm 的PVC 管保持管道顺直，在混凝土浇注过程中，要经常转动PVC 管，以防预应力波纹管漏浆凝固PVC 管。

（7）浇注混凝土之前，要派人检查管道，检查管道上是否有孔洞，管道是否顺直，接头是否连接牢固，管道位置是否有移动。最后采用空压机通风的方法清除管道内杂物，保证管道畅通。

2.3.2 预应力筋的加工及安装

卷扬机穿束可穿纵向长束，先在管道内部穿入钢绳，当从另一端穿出之后将其绑上相应的钢绞线接头，在该基础上采用卷扬机等相应的设备在滑轮的作用下将钢绞线缓缓地引入管道内部。

2.3.3 预应力钢筋的张拉

在使用预应力张拉设备展开预应力张拉工作之前，应先请专业人士对设备展开相应的校定工作，以保证后续工作能够顺利进行，测定油泵线性方程，通过计算千斤顶的张拉力得出压力表读数，千斤顶张拉过程中，以油表读数为主，伸长值为辅。

（1）预应力筋采用千斤顶整体张拉，两端对称进行。

（2）在进行预应力筋张拉时，应同时使用伸长值和应力进行控制，主要是依靠张拉控制应力，而伸长值则作为校核，在实际工作开展的过程中，工作人员应注意，计算伸长量与实际伸长量时间的偏差不可以超过5%，一旦超过，便应第一时间停止张拉操作，待查明原因后再张拉。

（3）预应力筋张拉顺序：浇注完框架墩混凝土后，待混凝土强度达到设计规范值的95%时，弹性模量达到设计规范值的100%且必须保证张拉时梁体混凝土龄期大于5d 时，张拉预应力束N1、N2、N4，待箱梁架设后张拉剩下的预应力钢束N3。

2.4 压浆

行管道压浆，压浆前应清除管道内杂物和积水，压浆应饱满密实。为保证梁体的耐久性，压浆材料采用高性能补偿防腐灌浆剂，管道压浆水泥浆强度等级不低于M50。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。

2.4.1 压浆操作

张拉完成后确定预应力筋无断丝、滑丝现象，然后切除多余钢绞线，并预留3～4cm 封堵锚头，封锚水泥砂浆强度达到10MPa 时即可压浆。压浆时间以张拉完毕不超过48h 控制，同一管道压浆作业要一次完成不得中断。压浆前管道内先清除杂物及积水，压浆时，从最底点的压浆口压入，由最高点的排气孔排气和泌水；压浆缓慢、均匀的进行，不得中断，并将所有最高点的排气孔依次放开和关闭，使孔道内排气畅通。灌浆先注下层管道，然后再注上层管道。

压浆操作程序：①打开进浆孔和排气孔；②用压浆泵将水泥浆从压浆孔中压入；③当另端压浆孔流出的浆和压浆孔压入的浆稠度相同时，关闭排气孔；④逐渐升至0.4MPa 后稳定一定时间（不少于2min）；⑤关闭压浆嘴；⑥填写施工记录并经质量技术管理部人员签认。

注意事项：

（1）预应力钢筋张拉完成后，将已经卡住钢绞线的锚具采用高强度水泥砂浆封闭，待达到一定强度后（一般为10MPa），开始往预应力孔道内压力灌浆（此工序注意孔道内空气尽可能排净），水泥浆达到一定强度后，即可以剪断部分外露的钢绞线，并在锚具位置绑扎钢道筋、安装模板，将锚具包裹在混凝土内。张拉完毕48h 内，要进行压浆。

（2）每个孔道的压浆作业必须一次完成，不得途中停顿。因故障而使压浆作业中断，停顿时间超过20min，则须用清水浆灌入孔道内的水泥浆全部冲去，然后重新压浆

（3）水泥浆从拌制到压入孔道的间隔时间不得超过40min，在这个时间内，应不断地搅拌水泥浆。

（4）压浆操作人员应戴防护眼镜，以免灰浆喷出时射伤眼睛。

（5）压浆过程中出现异常，如管道堵塞，机械故障不能继续压浆时，立即用清水将管道内的水泥浆冲洗干净，并用空压机吹干积水。

（6）旱季施工，尽量选择在夜间气温较低时压浆，压浆时间控制在40min 之内。

（7）封端混凝土静置1-2h 后，带模浇水护养，脱模后仍应继续浇水养护，在常温下一般养护仍不少于7d。

2.4.2 封锚

为提高结构的耐久性，封锚前对新旧混凝土结合面进行凿毛处理并对锚具进行防水处理，并设置封锚钢筋网。利用锚垫板上安装螺孔，拧入带弯钩螺栓，封端钢筋应与之绑扎形成钢筋骨架。纵向预应力封锚混凝土浇筑后，在新旧混凝土接缝处表面满涂聚氨酯防水涂料，防水涂料厚为1.5mm。防水涂料采用防水层的防水涂料，抗拉强度为6.0MPa。