閱讀 2607 次 連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)控制

連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)控制

唐咸遠(yuǎn)  鄧志恒

(1.廣西大學(xué)土木建筑工程系，廣西南寧541002;2．廣西工學(xué)院土木建筑工程系，廣西柳州545006)

    連續(xù)剛構(gòu)橋是主梁和墩臺(tái)整體相連的組合體系橋梁。由于橋墩與主梁是剛性連接，具有跨越能力大、伸縮縫少、行車平順舒適、無(wú)需大型支座、便于懸臂施工、抗震性能好等特點(diǎn)，特別適合于跨越深谷、大河、急流的橋梁和城市立交橋。連續(xù)剛構(gòu)橋一般采用分節(jié)段懸臂施工技術(shù)，為超靜定結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)的最終形成需經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間復(fù)雜的施工過(guò)程以及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，同時(shí)還受墩臺(tái)的不均勻沉降、混凝土材料的收縮徐變、溫度變化、預(yù)應(yīng)力損失等因素的影響，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力，造成橋梁施工過(guò)程中存在的問題較多。如何有效地提高該類橋梁的施工質(zhì)量、保證施工的安全及工程進(jìn)度，是連續(xù)鋼構(gòu)橋施工中的一個(gè)不得不面對(duì)的技術(shù)問題。本文以某連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔�，重點(diǎn)介紹并討論連續(xù)剛構(gòu)橋的施工關(guān)鍵技術(shù)控制的特點(diǎn)及要點(diǎn)。

1.工程概況

    某跨河大橋主橋?yàn)?/span>42m+2×70m+42m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，橋面總寬15.0m。主梁為C50單箱單室箱形截面，為縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。箱梁頂板寬15.m，底板寬8m，腹板厚度為0.5 m，采用掛籃懸臂法施工，邊跨靠交界墩長(zhǎng)6.0m段采用滿堂式支架現(xiàn)澆。箱梁支點(diǎn)根部梁高4.5m，跨中梁高2.0 m。中、邊跨合龍段梁長(zhǎng)2m．邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)5.9m。合龍方案為先合龍邊跨再合龍次中跨。

    主跨橋墩采用雙柱實(shí)體墩，雙排鉆孔灌注樁承臺(tái)基礎(chǔ)，墩梁固結(jié)。其他橋墩采用雙柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋墩采用C40混凝土，承臺(tái)及灌注樁基礎(chǔ)為C30混凝土。施工時(shí)水深約7～9m(見圖1)。

圖1全橋概況(cm)

2.鉆孔樁施工關(guān)鍵技術(shù)控制

    對(duì)于鉆孔灌注樁施工，主要的控制指標(biāo)為成孔后的孔底標(biāo)高、孔徑、孔位和沉淀層厚度，只有確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求值后才能灌注混凝土。有關(guān)的鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制在橋梁施工方面的文獻(xiàn)介紹較多，此處不再贅述。本文重點(diǎn)說(shuō)明的是連續(xù)剛構(gòu)橋是主梁和墩臺(tái)整體相連的，對(duì)基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)的沉降十分敏感，對(duì)此方面的要求較高。如果基礎(chǔ)出現(xiàn)過(guò)大的不均勻沉降，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力的重新分布，危及橋梁的正常使用。因此，在鉆孔灌注樁施工中，如果樁位的地層或巖質(zhì)有變化時(shí)，樁底標(biāo)高要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，必要時(shí)可作施工補(bǔ)鉆，提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位變更設(shè)計(jì)。

3.承臺(tái)大體積混凝土施工控制

    該橋主墩承臺(tái)設(shè)計(jì)的混凝土體積為242m³，為大體積混凝土。大體積混凝土由于截面尺寸較大，在混凝土硬化期間水泥水化過(guò)程中所釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮，以及受基礎(chǔ)的約束條件的共同作用，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的危害。

    承臺(tái)大體積混凝土施工控制主要采取以下降低溫差措施。

    (1)為了降低水化熱，選用低水化熱水泥，粒徑較大的碎石，骨料在拌和前應(yīng)防止陽(yáng)光直射并灑水降溫。

    (2)采用水平分二層澆筑混凝土，每澆筑一層要求間歇在一周以上再澆筑第二層。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)該嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行。

    (3)在每層混凝土中設(shè)置冷卻管，安裝時(shí)注意管道暢通、接頭可靠不漏水，按設(shè)計(jì)要求控制好進(jìn)出水流及冷卻水溫度。

    并定期進(jìn)行溫度檢測(cè)。

4.主橋箱梁懸臂施工控制

    設(shè)計(jì)主梁為單箱單室箱形截面，采用懸臂施工方法。施工時(shí)小型構(gòu)件及模板采用安裝在承臺(tái)上的塔吊吊運(yùn)，混凝土采用泵送混凝土。主橋箱梁懸臂施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)主要有：(1)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，主梁“T構(gòu)”的0號(hào)梁段混凝土在墩頂立模澆筑，1號(hào)-9號(hào)梁掛籃懸臂對(duì)稱澆筑施工。相鄰梁段(含墩頂最后一次澆筑的混凝土與0號(hào)梁段最先澆筑的混凝土)兩次澆筑的齡期差在任何情況下均不得大于25d，也不得小于24h。施工時(shí)施工單位如果根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，為了適應(yīng)掛籃的起步長(zhǎng)度要求可以提出0號(hào)及l號(hào)梁段混凝土在墩頂立模澆筑，但需經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位同意。

    (2)對(duì)掛籃、0—1號(hào)梁段支架結(jié)構(gòu)均要進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、局部及整體穩(wěn)定性計(jì)算，并上報(bào)監(jiān)理審查批準(zhǔn)。在進(jìn)行懸臂塊件澆筑時(shí)混凝土必須從懸臂端往己澆塊件方向澆筑，并應(yīng)隨時(shí)調(diào)整標(biāo)高，保證掛籃端部與己澆筑塊件端部高差不變，避免新舊混凝土接縫面出現(xiàn)縫。

    (3)0號(hào)段可分二次澆筑，為保證墩身與箱梁整體性，墩身應(yīng)預(yù)留2—3m高，箱梁段底板一起澆筑。底板與腹板連接處混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，不能漏漿，以免影響混凝土質(zhì)量和外觀。

    (4)應(yīng)嚴(yán)格保證箱梁混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度，在澆筑新梁段混凝土之前應(yīng)將舊混凝土面鑿毛潔凈，以保證新舊混凝土的整體性，并注意混凝土的養(yǎng)護(hù)。底板頂面混凝土在初凝前抹平，頂板混凝土在初凝前橫向拉毛。

    (5)各個(gè)“T”懸臂施工階段，工作內(nèi)容和要求應(yīng)符合箱梁施工程序。移動(dòng)、拆除階段，均要求保持對(duì)稱、平衡施工。為防止混凝土裂縫和棱角碰損，必須嚴(yán)格控制拆模時(shí)間。

    (6)嚴(yán)格控制各梁段斷面尺寸。梁高、梁寬、橋面寬度，其誤差應(yīng)滿足施工規(guī)范要求，細(xì)部尺寸誤差不得大于該細(xì)部尺寸的±l％。立模標(biāo)高的確定：箱梁懸臂施工中，各節(jié)段的立模標(biāo)高可以根據(jù)計(jì)算確定，但前提是要求計(jì)算的數(shù)據(jù)來(lái)源必須準(zhǔn)確。影響立模標(biāo)高的因素主要有掛籃彈性變形、預(yù)應(yīng)力張拉、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化、溫度、二期恒載和活載。因此應(yīng)該綜合考慮，各有側(cè)重。

    (7)施工高程的控制：必須保證梁的理論軸線高程的施工精度，及時(shí)準(zhǔn)確地控制和調(diào)整施工過(guò)程中發(fā)生的偏差值。進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)，宜選擇在早晨太陽(yáng)沒有出來(lái)之前進(jìn)行，其他時(shí)間測(cè)量要考慮修正，并要求在沒有陽(yáng)光直照的情況下進(jìn)行測(cè)量。

    (8)由于施工監(jiān)控測(cè)量的精度要求較高，測(cè)量所需的儀器應(yīng)該采用高精度的測(cè)量?jī)x器，最好采用電子水準(zhǔn)儀或高精度的全站儀進(jìn)行測(cè)量。在施工過(guò)程中，應(yīng)定期或不定期對(duì)測(cè)量的控制點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢查復(fù)測(cè)，以保證測(cè)量的精確度及計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5.合龍段施工控制重點(diǎn)

    為了保證合龍時(shí)的精度及橋梁質(zhì)量，在全橋各T構(gòu)最后一節(jié)段張拉完成后，應(yīng)對(duì)全橋的箱梁頂面標(biāo)高及軸線進(jìn)行聯(lián)測(cè)，并連續(xù)觀測(cè)氣溫變化及梁體相對(duì)標(biāo)高變化和軸線偏移量，觀測(cè)合龍段在溫度影響下的梁體長(zhǎng)度變化。

    邊跨合龍段施工質(zhì)量控制要點(diǎn)按如下步驟進(jìn)行：

    (1)選擇氣溫接近計(jì)算合龍溫度的條件時(shí)安裝合龍段的剛性連接件。

    (2)加平衡重(等于合龍段自重和吊架自重)的計(jì)算要合理。   

    (3)選擇較接近計(jì)算合龍溫度條件下澆筑合龍段混凝土，且邊澆筑合龍段混凝土邊分級(jí)拆除平衡重，使其在保持不變荷載下施工合龍段。

    (4)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)程序張拉，待合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到90％時(shí)開始張拉各合龍段的底板束。張拉時(shí)按先長(zhǎng)束后短束的順序張拉以策安全。

    兩中跨合龍段施工基本與邊跨合龍段相同，安裝中跨合龍梁段吊架及剛性連接件，臨時(shí)張拉要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，在合龍段兩端加平衡重后，立模澆筑中跨合龍段，并逐級(jí)撤去平衡重。待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％后，將全部中跨鋼束張拉至設(shè)計(jì)值，并對(duì)管道進(jìn)行壓漿后拆除支架及模板。

6.預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉

    預(yù)應(yīng)力施工工序是目前橋梁施工中較易出問題的部分，因此對(duì)本橋預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的施工質(zhì)量進(jìn)行了重點(diǎn)監(jiān)控，其中包括預(yù)應(yīng)力材料、錨具、下料、位置尺寸、張拉壓漿以及張拉設(shè)備標(biāo)定核準(zhǔn)等，對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉及其孔道壓漿全過(guò)程控制，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)場(chǎng)審查其是否符合設(shè)計(jì)要求。由于橋梁采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉必須嚴(yán)格控制。

    (1)錨具進(jìn)貨后必須進(jìn)行仔細(xì)檢查，檢查有無(wú)損傷，嚴(yán)禁使用不合格錨頭及夾片。錨頭平面必須與鋼束管道垂直，錨孔中心要對(duì)準(zhǔn)管道中心。

    (2)縱向預(yù)應(yīng)力束均采用兩端對(duì)稱張拉，在橫橋向亦應(yīng)對(duì)稱張拉，但允許張拉順序有先后。橫向預(yù)應(yīng)力鋼束采用一端張拉，張拉端左右交替設(shè)置；豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋均在箱梁頂面張拉。

    (3)采用雙控張拉，以應(yīng)力控制為主，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力及步驟進(jìn)行。張拉時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)設(shè)標(biāo)志，以便測(cè)定各鋼束的伸長(zhǎng)量。預(yù)應(yīng)力束張拉到設(shè)計(jì)噸位后，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量。實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量與理論誤差值不得大于±6％。若發(fā)現(xiàn)伸長(zhǎng)量異常，應(yīng)查明原因，并采取措施后才能再?gòu)埨��?/span>

    (4)預(yù)應(yīng)力鋼束和精軋螺紋鋼筋張拉完畢，要求施工人員要保護(hù)好，嚴(yán)禁撞擊螺紋鋼筋、鋼絞線和錨頭，多余長(zhǎng)度應(yīng)用砂輪切割機(jī)切割，禁止用電、氣焊切割。

    (5)頂板備用管道于梁懸臂施工時(shí)，隨著梁段的接長(zhǎng)，當(dāng)某一管道堵塞報(bào)廢時(shí)，可根據(jù)該預(yù)應(yīng)力鋼束的錨固位置臨時(shí)決定其平、豎、彎的幾何要素，但必須征得監(jiān)理及設(shè)計(jì)代表同意。當(dāng)箱梁懸臂施工結(jié)束后應(yīng)將多余的頂板備用管道壓漿封固。底板備用管道在邊、中跨合龍后，當(dāng)某一管道堵塞報(bào)廢時(shí)使用，多余的備用管道兩端封口，作為后期備用：

    (6)管道壓漿采用真空壓漿工藝，要求壓漿密實(shí)．壓漿前用壓縮空氣或壓力水清除管道內(nèi)雜質(zhì)，嚴(yán)格下(上接第189頁(yè))  控制水泥砂漿的水灰比及配合比，不得加入各種氯鹽，可摻人減水劑及膨脹劑，但必須由試驗(yàn)確定。

7.結(jié)束語(yǔ)   

    在該橋施工的二年多時(shí)間里，由于施工質(zhì)量控制到位，與業(yè)主、監(jiān)理單位配合較好，使橋梁的施工進(jìn)度、質(zhì)量、費(fèi)用及安全得到了較好的控制。竣工驗(yàn)收的各項(xiàng)全面檢測(cè)結(jié)果表明，大橋的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量良好，構(gòu)造中心位置準(zhǔn)確，總體質(zhì)量?jī)?yōu)良，取得了良好的控制效果。

參考文獻(xiàn)

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(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)