引言
連續(xù)剛構(gòu)橋是一種介于連續(xù)梁橋和T型剛構(gòu)橋之間的橋型,這種橋型的橋梁又稱墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。目前連續(xù)剛構(gòu)橋大多用于大跨度的薄壁高墩上,即把高墩看做一種擺動(dòng)支承體系,從而降低墩的內(nèi)力。由于其超越連續(xù)梁橋跨徑的能力,是近年來使用較多的梁式橋。
懸臂施工法是一種常用的橋梁施工方法,目前大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工大多采用懸臂施工法。懸臂施工法可以分為懸臂澆注和懸臂拼裝兩種方法,尤其以懸臂澆注法施工具有更廣泛的適應(yīng)性。
合攏段的施工是懸臂澆筑技術(shù)非常常重要的工序之一。它不僅是梁體體系轉(zhuǎn)換的必由之路,而且因?yàn)槠浠炷翉臐仓綇埨A(yù)應(yīng)力筋,實(shí)現(xiàn)真正”合攏”期間,晝夜溫差的影響、新澆混凝土的早起收縮、徐變等因素,都在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生變形、引起內(nèi)力,所以必須采取合理的措施,確保合攏段混凝土不致因自身的長度的變化造成開裂和壓碎使橋粱順利合攏。鑒于目前文獻(xiàn)合攏段的施工,都是針對(duì)連續(xù)梁而言的,連續(xù)剛構(gòu)有其自身的特點(diǎn)。本文結(jié)合夾江大橋施工實(shí)例,論述懸臂施工中合攏段的施工方案和技術(shù)注意事項(xiàng)。
1.工程概況
衛(wèi)運(yùn)河大橋全長1052米,主橋?yàn)?40+60+40)m雙幅三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu),單項(xiàng)雙室變高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,橋面單幅寬12.5米,箱寬75米,跨中及邊跨端部梁高15米,8、11號(hào)墩(主墩)根部梁高3米。橋梁橋跨體系采用懸臂澆注法施工,懸臂段每節(jié)長度為3-4 米,中跨合攏段長2米,主橋箱梁采用C50混凝土。預(yù)應(yīng)力采用三向預(yù)應(yīng)力體系。0號(hào)塊和1號(hào)塊采用貝雷支架現(xiàn)澆施工。主橋合攏順序?yàn)橄群蠑n邊跨現(xiàn)澆段,再合攏中跨,從而形成一個(gè)連續(xù)剛構(gòu)體系。
2.施工方案
2.1 邊跨現(xiàn)澆段施工
邊跨現(xiàn)澆合攏段施工采用鋼管腳手架搭設(shè)支架進(jìn)行現(xiàn)澆。施工前支架基礎(chǔ)應(yīng)做嚴(yán)格的壓實(shí)處理.首先對(duì)懸澆塊之間的河堤進(jìn)行嚴(yán)格壓實(shí)或換填處理,然后上鋪墊木,搭設(shè)90*908120cm鋼管腳手架支架至設(shè)計(jì)標(biāo)高?,F(xiàn)澆段模版采用d=20mm高強(qiáng)度竹質(zhì)膠合板。澆筑前對(duì)支架進(jìn)行100%重量預(yù)壓。消除塑性變形,預(yù)留彈性變形。確保合攏后線形符合設(shè)計(jì)要求。
2.2 中跨合攏段施工
邊跨合攏后,即可進(jìn)行中跨合攏段的施工。因中跨兩梁段上的掛藍(lán)已非常接近,此時(shí)可利用掛藍(lán)進(jìn)行中跨合攏段施工。
具體施工方法是:合攏前先調(diào)整中線位置和高程,合攏口臨時(shí)鎖定,張拉合攏臨時(shí)鋼束,并按設(shè)計(jì)要求在兩端懸臂用水箱法預(yù)加壓重,在混凝±澆筑過程中逐步撤除。臨時(shí)鎖定設(shè)置有四根剛接桿組成的臨時(shí)勁性支攆,分別位于箱梁頂?shù)装蹇拷拱逄?,鋼接桿按圖紙預(yù)先拼焊好后,在箱梁兩端對(duì)應(yīng)預(yù)埋件上就位焊接,此后張拉七頂板臨時(shí)鋼束和上下底板對(duì)應(yīng)鋼束,形成頂部抗拉的近似鋼性接頭。利用掛藍(lán)底模做中跨合攏段底模,側(cè)模用掛藍(lán)鋼側(cè)模。取出掛藍(lán)內(nèi)模,改用方木骨架外貼膠合板做合壟段內(nèi)模,綁扎合攏段鋼筋及對(duì)接預(yù)應(yīng)力管道,同時(shí)在合攏塊混凝土澆筑前將預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)先穿入。
3.合攏段施工注意事項(xiàng)
3.1 環(huán)境溫度
合攏段再灌注前—周,對(duì)橋梁高程、軸線、橋長進(jìn)行聯(lián)測(cè)并觀測(cè)這一周時(shí)間的氣溫?cái)?shù)據(jù),找出氣溫變化規(guī)律,確定一天中最低溫度時(shí)間,恒溫時(shí)間,升溫時(shí)間,以便在低溫及溫度變化幅度小的時(shí)間內(nèi)灌注混凝土。合攏段混凝土澆筑應(yīng)在監(jiān)理人員、設(shè)計(jì)院規(guī)定的氣溫較低且溫差變化較小的時(shí)間內(nèi)完成,混凝土澆筑完成后氣溫開始回升。
3.2 配重
為使合攏段混凝土澆筑過程中結(jié)構(gòu)體系處于穩(wěn)定狀態(tài),待剛性支撐鎖定后預(yù)先在懸臂端施加配重,使合攏兩端高差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi),每端配重相當(dāng)于合攏段混凝土重量的—半。澆筑混凝土?xí)r,每級(jí)卸下相應(yīng)配重的重量移至0號(hào)段后在卸至橋下。
3.3 混凝土
合攏段混凝土的配合比試驗(yàn)應(yīng)該專項(xiàng)設(shè)計(jì)?;炷凉嘧⑼戤?,終凝后覆蓋養(yǎng)生,達(dá)張力強(qiáng)度后進(jìn)行底板鋼柬張拉,拆除臨時(shí)鋼性接頭,完成全橋合攏。
本橋合攏段使用水灰比小的混凝土,為減少混凝土的收縮變形摻加了混凝土膨脹劑,在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,要求早強(qiáng)。施工時(shí)加強(qiáng)施工管理,加強(qiáng)振搗,混凝土澆筑完應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止發(fā)生裂紋。
3.4 線性控制調(diào)整
橋梁懸臂施工中線性控制非常重要。只有預(yù)拱度設(shè)置合理才能保證—個(gè)跨徑內(nèi)將要合攏的懸臂兩端在同一水平線上,才能使橋梁t部結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷施工、運(yùn)營狀態(tài)反復(fù)發(fā)生向上或向下形式撓度后,保證結(jié)構(gòu)運(yùn)營一段時(shí)間后達(dá)到設(shè)計(jì)所期望的標(biāo)高線形。
線形控制即在懸澆施工階段,根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)計(jì)算和掛藍(lán)試壓結(jié)果提供梁體各截面的最終撓度變化值,設(shè)置施工預(yù)拱度。據(jù)此調(diào)整每塊模板安裝時(shí)的前段標(biāo)高以抵消梁毆施工所產(chǎn)生的一系列撓度,施工完畢達(dá)到設(shè)計(jì)的位置布設(shè)控制點(diǎn)。為了保證主橋懸澆節(jié)段施工中線、高程的準(zhǔn)確,確保全橋線性的平順,0號(hào)塊施工時(shí)在0號(hào)塊頂面中心頂埋鋼板作為水平、高程控制點(diǎn),并與兩岸既有中線、高程點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)閉合。控制點(diǎn)要求穩(wěn)定可靠并全橋皆有此控制點(diǎn)控制以保證控制的一貫性,減少測(cè)量誤差。
墩身變形監(jiān)測(cè)。主墩施工期間在墩身上預(yù)埋觀測(cè)點(diǎn),在主橋箱梁懸澆施工期間要加強(qiáng)墩柱的觀測(cè)工作,委派專人利用高精度觀測(cè)儀器定期對(duì)主墩最不利斷面進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè),同時(shí)檢測(cè)主墩墩頂?shù)奈灰谱兓?,?yán)密注意墩身的變形,防止橋面兩懸澆節(jié)段施工荷載不均勻而造成事故。
承臺(tái)沉降觀測(cè)。承臺(tái)澆筑時(shí)在四角預(yù)埋4個(gè)鋼筋作觀測(cè)點(diǎn),懸澆施工中定期對(duì)四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè),比較前后差值即為承臺(tái)沉降值。
箱梁軸線控制。利用0號(hào)塊中心控制點(diǎn)和邊墩上控制點(diǎn)對(duì)各懸澆節(jié)段的中線進(jìn)行控制。每個(gè)懸澆節(jié)段完成后復(fù)核前面幾個(gè)節(jié)段中心點(diǎn)的位移,復(fù)核無誤后再放出待澆節(jié)段的中線,嚴(yán)密監(jiān)測(cè)各階段中線變化情況。
箱梁高程控制。利用0號(hào)塊中心處水準(zhǔn)點(diǎn)控制懸澆節(jié)段混凝土、模板高程,混凝土澆筑前在每階段端部中線和翼板邊緣設(shè)置高程控制鋼筋樁,鋼筋下部支攆于底模上,頂部露出混凝土面10cm,作為混凝土澆筑時(shí)對(duì)箱梁頂面高程的控制,并在混凝土澆筑后、張拉后對(duì)高程進(jìn)行復(fù)核以驗(yàn)證設(shè)計(jì)預(yù)拱度的設(shè)置。
箱梁預(yù)拱度的設(shè)置。懸澆施工時(shí)梁體線形影響到合攏的精度,應(yīng)對(duì)每個(gè)節(jié)段設(shè)置預(yù)拱度。計(jì)算預(yù)拱度應(yīng)考慮以下因素:掛藍(lán)的變形、箱梁的自重、預(yù)應(yīng)力的大小、施工荷載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、混凝土收縮與徐變、日照與溫度變化。
箱粱懸澆各節(jié)段立模標(biāo)高公式:
Hi=Ho+fi-fy+fg+fz
Hi——待澆箱梁節(jié)毆底板前端點(diǎn)處掛藍(lán)底板模板標(biāo)高(張拉后)。
Ho——該點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高。
fi——本施工段及以后澆筑的各段對(duì)該點(diǎn)撓度影響值。
fy——本施工段頂板縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對(duì)該點(diǎn)的影響值。
fg——掛籃變形對(duì)該施工段的影響值,掛藍(lán)設(shè)計(jì)和加載試壓后得到。
fz——由徐變、收縮、溫度、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、二期荷載、活載等影響產(chǎn)生的撓度計(jì)算值。
按針?biāo)愠龅哪0鍢?biāo)高立模后,分別測(cè)出混凝土灌注前后及張拉后的實(shí)際標(biāo)高(撓度),若有不符??蛇m當(dāng)調(diào)整下一梁段立模標(biāo)高,直至滿意為止。
結(jié)束語
衛(wèi)運(yùn)河大橋在該施工方案的指導(dǎo)下全橋順利合攏并完成體系轉(zhuǎn)變,最終橋梁線形平順,結(jié)構(gòu)合理,受力良好。衛(wèi)運(yùn)河大橋懸臂澆注法的施工工藝為今后特大型預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的懸臂澆注法施工提供了借鑒和參考。
參考文獻(xiàn)
[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 041-2000)人民交通出版社。
[2]倪元增,錢寅泉,彈性薄壁梁橋分析[M]l北京:人民交通出版社,2000。
[3]李建中,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和剛架橋的時(shí)效分析,石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào),1991(4)。