山区公路大跨径高墩连续钢构变截面现浇箱梁施工关键技术研究
2023-01-02王特强张振兴
王特强,张振兴
(浙江交工路桥建设有限公司,浙江 杭州 310051)
现阶段,变截面现浇箱梁施工技术在我国公路工程中被广泛应用,在实践操作中不断改进和完善,为公路施工提供强有力的技术支撑和保障,全面提升山区公路施工技术水平,保证交通的畅通和便捷,保证项目施工安全质量,减少施工成本,提高工程施工效率。
1 工程概况
某公路位于温州文成县附近,起点桩号为K70+595,终点桩号K80+203.848,路线全长9.609km。主桥第5-7跨上部构造为变截面预应力混凝土连续刚构(55m+100m+55m),下部构造为空心薄壁墩,桩基础。箱梁截面采用单箱单室直腹板截面;箱梁底板宽6.75m,顶板宽12.05m(16.05m),悬臂长2.65m(3.775m)。箱梁根部断面梁高6.0m,跨中和边跨现浇梁段梁高2.8m。
2 施工工艺流程
0号梁段和边跨现浇段均采用托架法施工浇筑,其他节段浇筑采用挂篮对称悬臂分节段浇筑全截面一次性施工浇筑,中、边跨合龙段采用吊架一次性浇筑。施工时,采用塔吊作为垂直运输工具,人员上下方式采用施工电梯,电梯由具有资质的专业厂家进行安装。
砼浇筑采用平面分层法浇筑,底板以及腹板根部可一次浇筑完成,腹板分层浇筑,分层厚度控制在30~40cm,浇筑方向顺序由低端向高端浇筑,两侧翼缘板,顶板中部,最后浇捣腹板倒角区顶板。其主要施工步骤为:0#块托架及施工浇筑→挂篮拼装→各梁段挂篮悬臂施工→边跨现浇段托架施工→边跨合龙段施工→解除临时支撑边跨托架→中跨合龙段施工。
3 0#梁托架搭设及预压
在薄壁墩施工的最顶节段,需依据0#块托架设计预埋各种预埋件,施工完成且验收合格后进行预压。预压采用预制水泥砼块+碎石包,配重按1.2倍系数结构自重+适当的工作荷载。预压目的主要是检验托架的强度和稳定性;消除托架的非弹性变形即整个基础的沉降变形及各接触部位的变形;测量托架的挠度,为施工设置预拱度提供依据;检验托架的受力稳定情况,确保托架的安全。施工人员需要严格按照支架预压流程:0号块托架搭设→托架预压前验收→布置沉降点并记录初始数据→分级压载并测量记录数据→预压至设计值→卸载并测量记录数据→整理测量结果,确定0#块立模标高,保证每项施工环节符合标准规定。
4 模板的制作与安装
箱梁外模板采用定型钢模,内模板采用桥梁专用竹胶板,为保证整个工程箱梁混凝土表面光洁、色泽统一,竹胶板使用周转次数为2~3次。外模板采用大面积钢模,厚度为6mm,背面采用8#槽钢加固,保证模板刚度。安装后模板的整体、局部强度和刚度应满足安全要求,其允许挠度及变形误差应符合规定,外形尺寸准确,模面平整光洁,装拆操作安全方便。模板内部尺寸允许偏差为0~5mm;轴线偏位允许偏差为±10mm,模面平整度(2m内)允许偏差为3mm。
5 混凝土施工技术
目前,施工工艺中离不开混凝土材料的支持,充分发挥其在项目性能和结构等多个方面发挥至关重要的作用。混凝土配比和施工工艺和整个项目施工质量具有直接关系,需要施工人员给予更多关注和重视。混凝土材料选购过程中,采购工作人员需要尽可能地保证材料品牌的一致性,增强材料之间达到更高的融合度,保证供应商具有良好的资质和信誉,进而有效增强混凝土材料的安全质量。施工人员结合相应比例科学合理地配置水、水泥、碎石、泵送剂,经过试验人员实行相应的试验工作,保证混凝土配置达到最佳的比例,增强材料质量。施工人员对混凝土浇筑结束后,应用高压水枪进行冲洗,全面清除混凝土浇筑施工中存在的杂质,保证混凝土纯度,同时,加强混凝土压实和养护工作,防止混凝土在养护过程中存在相关问题,造成裂缝等现象,降低工程质量,提高混凝土养护工作开展的实效性,进而有效增强混凝土抗裂、耐久性。施工人员对混凝土施工结束后,需要对其采购到养护全过程进行详细准确的记录,为后续工程施工提高有力的参考信息数据。该工程由于0#块现浇段混凝土方量较大,钢筋布置较密,预应力波纹管纵、横、竖三向都有布置,所以对于0#块现浇段混凝土的浇筑和振捣带来一定的不便,为保证0#块现浇段混凝土的浇筑和振捣质量,我项目采取二次浇筑法:第一次浇筑底板、腹板和横隔梁,第二次浇筑翼缘板和顶板。
6 预应力孔道张拉及压浆
根据设计要求,砼强度及刚度同时达到设计要求值的90%,龄期不低于7天后方可张拉。预应力束张拉采用张拉吨位与引伸量双控,所有预应力钢束在初始张拉力达到设计张拉力的10%后开始计入引伸量,实测引伸量与计算引伸量之差在±6%以内。如果引伸量超过允许误差,应停止张拉,查明原因。每束钢绞线断丝不超过1根,同一断面的断丝率不得大于1%,且不允许整根钢绞线拉断。悬浇孔道压浆采用自动化、智能化压浆施工及记录设备,采取真空辅助压浆工艺以提升压浆质量稳定性和施工安全。预应力张拉锚固后,孔道应尽早压浆,且应在48h内完成。压浆完成后,应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理。压浆材料采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液,压浆材料应按规范要求进行进场检验。施工单位应进行压浆浆液试验室试配、生产配合比验证,宜在施工前进行工艺验证,经试配的浆液其各项性能指标均能满足规范要求并将试验成果报送监理人获得批准后方能使用。
7 挂篮施工技术
该工程对结构和质量具有更加严格的要求,根据大桥悬浇梁段设计分段长度、梁段重量、外形尺寸,断面形式和施工荷载等因素,确定采用自锚平衡式菱形挂篮。该挂篮具有节点少、刚度大、变形小、重量轻、施工灵活等优点。本挂篮由主桁系统、行走系统、锚固系统、底篮系统、吊挂系统、平台及防护系统、模板系统等部分组成。采用挂篮能够为施工人员营造更广阔的施工空间,有效减少施工周期。施工人员挂篮作业中,需要先拼装,再预压,进行预压施工过程中,可以在底座加载千斤顶,在底板堆载,加载后稳定30分钟,测量具体变形量。当挂篮应用后需要进行卸载,需要施工人员测量分弹性变形,比较测量和理论值,有效评估挂篮性能。另外,施工人员挂篮操作过程中,悬浇混凝土施工会消耗大量施工材料,需要在浇筑中关注桥梁每段的实际变形现象,做到实时检测,进一步保证悬浇施工顺利有序开展。施工人员严格按照挂篮施工流程,保证每项施工环节符合相应标准和规定。
8 合拢段施工技术
施工人员对合拢段施工大多应用挂篮主梁和底膜平台改制形成的吊架设备开展施工工作,安装钢支撑,保证工程安全质量和稳定性。合拢段施工应用过程,对该施工工艺的精度具有更高要求。因此,施工人员需要先进行边跨合拢施工,解除临时固结,合拢中跨。当钢构挠度变化和项目设计存在不相符的现象,经常容易造成混凝土产生裂缝问题,对工程质量和使用寿命产生严重不良影响。施工人员需要全面遵循刚性锁定原则,在当天温度最低的时间进行施工实践操作,同时,实时检测温度的实际变化情况,当外部温度达到相应界定点的过程中,需要及时停止施工操作,避免盲目追求施工进度,造成项目安全质量问题。该工程施工过程中,合拢段施工过程中,保持14~18℃的温度,若达不到则应在一天中平均温度较低、变化幅度较小时锁定合龙段劲性骨架并浇筑砼。合龙劲性骨架的焊接锁定要求迅速、对称地进行,保证焊缝质。砼浇注完成后,时值气温开始上升为宜。施工中注意振捣和养生质量,以防裂缝发生。同时,施工人员对合龙段砼采用早强微膨胀砼,通过试验掺入适量微膨胀剂,并严格控制用水量,减少砼的收缩影响。砼浇筑一次浇注成型,时间尽量缩短,控制在2~3h内完成,不得多于4h。另外,施工人员加强合拢段砼的养护力度,覆盖密封,保温养护,保持箱梁砼的潮湿,适当降低合龙段以外箱梁顶面由于日照引起的温度差,在跨中合龙段砼合龙束未张拉之前,防止振动和施工车辆行走,不得在跨中范围内堆放重物或行走施工工具。
9 结语
综上所述,本文以具体施工工程为例,项目应用跨径高墩连续钢构变截面现浇箱梁施工技术,详细探讨托架安装和预压、混凝土施工、挂篮施工、合拢段施工等关键技术,希望为相关人员提供参考。