大跨度連續(xù)梁橋加長(zhǎng)節(jié)段支架法施工關(guān)鍵技術(shù)

1、大跨度連續(xù)梁橋加長(zhǎng)節(jié)段支架法施工關(guān)鍵技術(shù)孟慶亮趙新民摘要采用常規(guī)的懸臂掛籃進(jìn)行連續(xù)梁施工，需制作掛籃，節(jié)段長(zhǎng)度考慮到掛籃重量、預(yù)應(yīng)力布置等因素影響，設(shè)計(jì)節(jié)段短，節(jié)段數(shù)多，施工工期比較長(zhǎng)，在地面條件允許的情況下，采用節(jié)段支架法進(jìn)行大跨度連續(xù)梁施工，依托支架進(jìn)行懸臂節(jié)段施工，節(jié)省了掛籃的投入，支架作為周轉(zhuǎn)性材料，可以循環(huán)重復(fù)利用，同時(shí)節(jié)段長(zhǎng)度無(wú)需考慮掛籃重量等因素的影響，節(jié)段可以設(shè)計(jì)的比較長(zhǎng)，節(jié)段數(shù)量減少了，可以有效加快施工進(jìn)度。關(guān)鍵詞大跨度連續(xù)梁加長(zhǎng)節(jié)段支架施工引言在預(yù)應(yīng)力技術(shù)、混凝土垂直運(yùn)輸技術(shù)不發(fā)達(dá)的年代，交通設(shè)施一般采用盤山公路的形式跨越高山峽谷及江河， 隨著施工技術(shù)和施工材料的發(fā)展， 大

2、跨度連續(xù)梁橋大量興建。常見的大跨度連續(xù)梁橋一般是跨越大江大河及高深溝壑，由于施工條件限制，采用掛籃法施工。由于掛籃懸臂法施工所限，掛籃重量影響，在控制單節(jié)重量的前提下，限制了單節(jié)澆筑長(zhǎng)度，而每節(jié)澆筑后到張拉完成的時(shí)間是不能壓縮的，因此，跨度越大、節(jié)數(shù)越多、工期越長(zhǎng)。連霍高速公路南水北調(diào)大橋采取斜橋正做的方案，橋型選用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨徑布置為 30m+60m+90m+60m+30m，橋梁全長(zhǎng) 278m。A 幅橋?qū)?20.25m，B 幅橋?qū)?26m。上部采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁橋型布置圖見圖 1、圖 2。圖1橋梁橋型布置立面圖設(shè)計(jì)上游單幅（

3、 A 幅）箱梁橫斷面采用單箱雙室，下游單幅（ B 幅）橋箱梁橫斷面采用單箱三室， 高度 2.5m5.5m。上、下游主梁均為三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)， 縱向及橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用 s 15.2 低松弛鋼絞線，豎向預(yù)應(yīng)力材料采用 JL32 高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。由于南水北調(diào)中線通水工期要求，希望跨主干渠的連霍高速公路橋能提前完成，及早拆除臨時(shí)改線部分。為此對(duì)原掛籃法懸臂施工方案進(jìn)行優(yōu)化：調(diào)整為 12m；（ 2）主梁節(jié)段長(zhǎng)度由3.5m 和 4m分別加長(zhǎng)為（ 1）主梁 0 號(hào)塊長(zhǎng)度由5m和 6m，節(jié)段數(shù)由原設(shè)計(jì)的8m11 個(gè)減少為7 個(gè)。圖 2橋梁橋型布置平面圖支架施工關(guān)鍵技術(shù)2.1地基處理由于連霍高速路面高于周圍

4、地面， 主跨兩端承臺(tái)在渠坡以下， 因此先開挖承臺(tái)基坑，樁基完成后澆筑承臺(tái)。承臺(tái)澆筑完成后，進(jìn)行承臺(tái)基坑回填。渠坡反濾層以下的基坑要求分層回填壓實(shí)，要求如下：1）采用石灰土按 20cm 分層回填，使用小型機(jī)具碾壓，并經(jīng)碾壓試驗(yàn)確定施工參數(shù)，壓實(shí)度不小于 0.95 。2）土體回填范圍如小邊尺寸大于2m，分層鋪設(shè) TGSG45-45型雙向土工格柵。為滿足支架基礎(chǔ)承載要求，渠道邊坡以上基坑采用素土回填，利用18t 振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行分層碾壓。基礎(chǔ)最上層填筑30cm 厚碎石土作為承重層，表面澆筑20cmC20砼墊層。2.2支架搭設(shè)立桿采用 48 3.0mm 碗扣件式腳手架。經(jīng)計(jì)算確定，0 號(hào)塊梁體腹板和橫隔

5、梁下支架縱橫向間距為30cm 30cm；底板部位縱橫向間距60cm60cm，其他節(jié)段腹板下支架縱橫向間距為60cm 30cm；底板部位縱橫向間距60cm 60cm；翼緣板下立桿橫橋向間距為 60cm 90cm，縱向?yàn)?0cm，橫桿步距全部為0.6m。箱梁底、腹板部位頂托上布置 2 層方木，底層主分配梁用15cm 15cm方木，縱橋向布置；上層次分配梁采用10cm 10cm方木，橫橋向布置，中心間距為20cm。支架橫橋向每4 排不大于3m設(shè)一道剪力撐， 縱橋向每5 排不大于3m設(shè)置一道剪刀撐，剪刀撐傾角控制在45 60。為確保支架整體穩(wěn)定性在支架底、頂部設(shè)置掃地桿和水平剪刀撐。1#段到 7#段采

6、用分節(jié)支架法施工，支架根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度情況采用每端搭設(shè)三段，循環(huán)進(jìn)行施工，見圖3 支架搭設(shè)循環(huán)施工示意圖。圖 3支架施工順序示意圖2.3支架預(yù)壓為消除支架受力后的非彈性變形，驗(yàn)證支架和基礎(chǔ)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，支架搭設(shè)完成后，需對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓以消除其非彈性變形并測(cè)出彈性變形，確定底模預(yù)拱度，并檢驗(yàn)支架的安全性能。采用砂袋和鋼筋按各段設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓重量按箱梁重量的 1.2 倍。堆載預(yù)壓及調(diào)整方法加載前在節(jié)段支架前端底模（距設(shè)計(jì)梁端0.2m）兩邊和軸線上布置3 排觀測(cè)點(diǎn)， 并測(cè)量標(biāo)高。加載順序：按照先底板、后腹板、再翼緣板，順橋向由低處向高處逐段分4級(jí)進(jìn)行加載，加載按照梁重量的50%、80

7、%、100%、120%（卸載時(shí)相反）逐步進(jìn)行。每級(jí)加載 4 小時(shí)后進(jìn)行沉降觀測(cè)，預(yù)壓荷載達(dá)到120%后持荷 24 小時(shí)。在這期間對(duì)底模、支架等處的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)（一天最少2 次），作好詳細(xì)記錄。當(dāng)沉降觀測(cè)結(jié)果趨于穩(wěn)定（沉降差小于 2mm）時(shí)可以開始分級(jí)卸載。加載前和卸載后高程差為非彈性變形，對(duì)此通過(guò)調(diào)整頂托或墊板消除非彈性沉降變形；加載前和加載后的高程差為總變形，總變形與非彈性變形之差為彈性變形，以此設(shè)置預(yù)拱度。數(shù)據(jù)整理及分析將監(jiān)測(cè)各數(shù)據(jù)以表格形式歸納整理，并計(jì)算出沉降量、彈性變形、非彈性變形最終得出模板調(diào)整高程。模板高程調(diào)整：調(diào)整高程 =設(shè)計(jì)高程 - 設(shè)計(jì)預(yù)拱度 +彈性變形其中：彈性變形

8、 =沉降量 - 塑性變形沉降量 =加載前測(cè)點(diǎn)高程- 加載后測(cè)點(diǎn)高程塑性變形 =預(yù)壓前測(cè)點(diǎn)高程- 卸載后測(cè)點(diǎn)高程鋼筋模板安裝箱梁外模面板采取18mm厚竹膠板，內(nèi)模采用15mm厚竹膠板，分別用50100mm方木和雙 48mm3.5mm 扣件式鋼管做次背楞和主背楞。模板采用內(nèi)外撐和對(duì)啦加固。梁底和外側(cè)翼緣板下搭設(shè)滿堂支架。為防止內(nèi)側(cè)模傾斜布置，澆筑混凝土過(guò)程中出現(xiàn)上浮，必須在支架上布置抗浮裝置。在混凝土澆筑完成，等強(qiáng)、拆除內(nèi)模板后立即將滿堂支架支撐鋼筋割除后，用C50聚合物砂漿進(jìn)行封閉。鋼筋采用塔吊吊至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎，外側(cè)模板支立且其穩(wěn)定性符合要求后進(jìn)行箱梁鋼筋安裝，鋼筋安裝順序按：底板鋼筋及預(yù)應(yīng)力束

9、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力束、豎向預(yù)應(yīng)力筋支立內(nèi)模及加固綁扎頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力束。綁扎鋼筋的同時(shí)，要注意波紋管定位鋼筋的安裝。波紋管的固定采用鋼筋定位架，制作成“ #”型與相應(yīng)鋼筋焊接定位，在直線段每隔0.5m 間距設(shè)一個(gè)定位架，曲線段起彎點(diǎn)開始布置，間距0.3m 設(shè)一定位架?；炷翝仓?.1澆筑前準(zhǔn)備工作4.1.1節(jié)段梁端腹板預(yù)應(yīng)力張拉槽口處鋼筋密集，不宜振搗，為防止錨墊板下混凝土不密實(shí)，施工中在腹板側(cè)開設(shè)振搗孔。箱梁邊腹板為斜腹板，振搗棒無(wú)法靠近內(nèi)側(cè)模，易造成混凝土振搗不密實(shí)等質(zhì)量問(wèn)題，施工中采取以下措施解決：（ 1）在內(nèi)側(cè)模距底板倒角1m 處開設(shè)一排振搗孔，振搗孔縱橋向間距0.5m ；（ 2）從梁頂

10、斜腹板部位插入10cm槽鋼為振搗棒提供振搗導(dǎo)向，導(dǎo)向槽鋼縱橋向布置間距0.5m，導(dǎo)向方鋼每根長(zhǎng)度4m，靠上部2m范圍內(nèi)間距0.3m 鉆孔，以便內(nèi)插鋼筋固定在梁面鋼筋上。采用高壓水槍對(duì)倉(cāng)號(hào)內(nèi)的鋸末和其他雜物進(jìn)行沖洗至底模預(yù)留排污孔流出。4.2混凝土澆筑順序段混凝土連續(xù)澆筑?；炷翝仓樞颍褐袡M梁支座底板腹板頂板。其他節(jié)段混凝土橫橋向澆筑順序：底板腹板頂板?？v橋向從懸臂的遠(yuǎn)端向節(jié)段根部澆筑。澆筑底板混凝土汽車泵泵管從節(jié)段梁端伸入內(nèi)箱內(nèi)進(jìn)行澆筑。4.3混凝土澆筑施工工藝混凝土在澆筑過(guò)程中，一次連續(xù)澆筑完成，中間不得停歇?；炷敛捎盟椒謱印⑿毕蛲七M(jìn)澆筑工藝?；炷翝沧r(shí)應(yīng)用串筒下料，混凝土自由下落高

11、度不超過(guò)2m，嚴(yán)防混凝土產(chǎn)生離析。使用插入式震動(dòng)器振搗，混凝土灌筑分層厚度不大于30cm，振動(dòng)時(shí)間20 30s ，操作時(shí)垂直插入混凝土內(nèi)，撥出時(shí)速度要緩慢，相鄰兩個(gè)插入位置的距離不大于 50cm，插入下層混凝土的深度為 5 10cm?；炷恋默F(xiàn)場(chǎng)振搗必須嚴(yán)格按照規(guī)范及交底進(jìn)行，要求振至表面泛漿，不再冒氣泡，混凝土不再下沉。因波紋管較密集，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 30mm振動(dòng)棒來(lái)配合 50mm振動(dòng)棒進(jìn)行混凝土振搗施工， 混凝土澆筑完畢后表面及時(shí)進(jìn)行整平、壓實(shí)。采用木抹子二次收漿后，進(jìn)行橫向拉毛。預(yù)應(yīng)力張拉5.1張拉程序號(hào)塊：豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋縱向預(yù)應(yīng)力束橫向預(yù)應(yīng)力束；其余節(jié)段：縱向預(yù)應(yīng)力束豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋橫向預(yù)應(yīng)力

12、束?？椎缐簼{采用真空輔助壓漿?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束采取對(duì)稱同步張拉每個(gè)節(jié)段的頂、腹板懸臂束；對(duì)稱同步張拉頂板合攏束，底板合攏束；按先長(zhǎng)束，后短束，先邊束，后中束，對(duì)稱間隔張拉?？v向：0初應(yīng)力（ 10% con）劃記號(hào) 20%( con) 50%(con) 100%( con) 持荷 5 分鐘 ( 測(cè)伸長(zhǎng)量）錨固。豎向預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力損失一般較大，所以豎向預(yù)應(yīng)力筋的施工應(yīng)采用“滯后張拉”和二次張拉的方式，即本梁段前方4 排豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，與下一梁段同時(shí)張拉。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋第一次張拉完畢后 1 2 天，再由另一個(gè)獨(dú)立工作班組重新進(jìn)行張拉操作，二次張拉后 24 小時(shí)內(nèi)需進(jìn)行灌漿處理。張拉采用張拉應(yīng)力為主，

13、伸長(zhǎng)量檢校。5.2孔道壓漿當(dāng)灌漿泵的高壓橡膠管出口漿體濃度與設(shè)計(jì)濃度一樣時(shí)，關(guān)掉灌漿泵，將高壓橡膠管出口端接到孔道的灌漿管上，扎牢。關(guān)掉灌漿閥，啟動(dòng)真空泵，當(dāng)真空度達(dá)到并維持在 -0.06 -0.10MPa 時(shí)，啟動(dòng)灌漿泵，打開灌漿閥，開始灌漿。當(dāng)漿體經(jīng)過(guò)空氣濾清器時(shí)，關(guān)掉真空泵及抽氣閥，打開排氣閥。觀察排氣管的出漿情況，當(dāng)漿體稠度和灌入之前稠度一樣時(shí)，關(guān)掉排氣閥，仍繼續(xù)灌漿 3 5 分鐘，使管道內(nèi)保持不小于0.5MPa 的穩(wěn)壓期，最后關(guān)掉灌漿閥, 關(guān)掉真空壓漿機(jī)和負(fù)壓裝置，整個(gè)真空灌漿完畢。合攏段施工6.1合攏段施工流程邊跨臨時(shí)鎖定澆注邊跨合攏段張拉邊跨合攏鋼束中跨臨時(shí)鎖定澆注中跨合攏段解除

14、主墩臨時(shí)固結(jié)，完成全橋體系轉(zhuǎn)換。6.2邊跨合攏段施工邊跨合攏段臨時(shí)鎖定是將懸澆段與邊跨現(xiàn)澆段通過(guò)勁性骨架焊接鎖定，減少澆筑邊跨合攏段時(shí)因溫度應(yīng)力引起的梁段變形。臨時(shí)鎖定形式及安裝邊跨現(xiàn)澆段及7 號(hào)塊靠合攏段一端的頂板、底板上各預(yù)埋鋼板（由H 鋼和鋼板焊接而成），H 鋼一端埋入梁體，同時(shí)設(shè)置加強(qiáng)鋼筋與混凝土連接增加抗拔力，支撐型鋼用雙40#c 槽鋼對(duì)扣焊接而成，鋼板預(yù)埋時(shí)應(yīng)注意溫度的影響，在混凝土澆筑前前幾天凌晨最低溫度時(shí)，將支撐型鋼焊于兩側(cè)梁內(nèi)預(yù)埋的鋼板上，起到支頂作用并起部分抗拉作用，焊接時(shí)對(duì)周圍混凝土進(jìn)行覆蓋降溫，注意同一根型鋼一端焊完后再焊接另一端，為保證焊縫牢固，每個(gè)骨架與預(yù)埋鋼板的焊

15、縫均采用四周滿焊，焊縫厚度8mm。臨時(shí)鎖定的解除當(dāng)邊跨合攏段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度時(shí)，此時(shí)勁性鎖定梁已經(jīng)失去作用，并且會(huì)影響張拉預(yù)應(yīng)力的傳遞。因此，應(yīng)在張拉的過(guò)程中予以同步割除，實(shí)際施工較難操作，但必須在縱向鋼絞線張拉完成后立即割除。合攏段配重當(dāng)合攏段兩側(cè)高差大于15mm，則在合攏段一側(cè)用沙袋壓重，使合攏段兩端標(biāo)高一致，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到50Mpa后，方可取消配重。蔣頭村東南跨渠公路橋施工中，標(biāo)高差值在 15mm以內(nèi)，沒有采用配重，較掛籃懸臂澆筑合攏必須進(jìn)行配重平衡節(jié)省了工期和投入。邊跨合攏段混凝土澆筑及張拉澆筑前，先對(duì)邊跨合攏段進(jìn)行等載預(yù)壓，其變形值作為邊跨合攏段立模依據(jù)，使得梁段線型平順。合

16、攏段混凝土灌注前，預(yù)先將所有的預(yù)應(yīng)力鋼絞線全部穿入波紋管內(nèi)，為防止混凝土澆筑時(shí)波紋管道堵塞，除接口處用膠帶纏繞密封外，并在合攏段每根縱向波紋管頂埋設(shè)排氣孔，以防合攏段發(fā)生堵管，影響壓漿質(zhì)量，同時(shí)混凝土澆筑時(shí)避免泵管直接沖擊波紋管。澆筑選擇在一天溫度最低時(shí)，即凌晨2 點(diǎn)左右澆筑合攏段混凝土，這樣使得混凝土在初凝后隨著溫度的升高處于受壓狀態(tài)。澆筑時(shí)間宜控制在 4h 內(nèi)，盡量使得澆筑時(shí)的變形完成在初凝之前。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度時(shí)，注意對(duì)稱張拉，先長(zhǎng)后短。6.3中跨合攏段施工根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，在中跨合攏段混凝土澆筑、張拉完成后，解除兩側(cè)的大鋼管臨時(shí)固結(jié)，完成全橋體系轉(zhuǎn)換。流程控制2號(hào)、3號(hào)主墩為加

17、快施工進(jìn)度縮短周期, 施工時(shí)需逐段搭設(shè)三個(gè)節(jié)段的支架與底模, 每節(jié)段設(shè)定四個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，支架預(yù)壓重量按照節(jié)段自身重量進(jìn)行壓載 , 在全斷面均勻加載，同時(shí)每天對(duì)設(shè)定的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)兩次，節(jié)段之間支架模板斷開搭設(shè)，避免相鄰節(jié)段之間支架變形數(shù)據(jù)互相影響， 提前預(yù)壓 , 消除支架的非彈性變形及支架與地基接縫變形， 壓載觀測(cè)穩(wěn)定后，方可卸載或移至未預(yù)壓的節(jié)段；調(diào)整模板標(biāo)高，與一般預(yù)應(yīng)力橋梁施工控制相似，逐塊澆筑、張拉、拆除支架，循環(huán)逐塊流水作業(yè)，所有壓載均用標(biāo)準(zhǔn)稱重纖維砂袋，用吊車起吊對(duì)稱移動(dòng)就位。線形控制利用碗扣式支架縱橫向步距小的優(yōu)點(diǎn), 為使變截面連續(xù)箱梁線形平滑流暢, 每一節(jié)段施工時(shí) , 沿縱向每步距0.6m 計(jì)算出該斷面底板設(shè)計(jì)標(biāo)高, 并按照支架步距精確調(diào)整底模標(biāo)高 , 使其更貼近設(shè)計(jì)線形 , 避免掛籃施工底模以 3.5m 或 4.0m 直線段 ( 節(jié)段長(zhǎng)度 ) 過(guò)渡組成拋物線。通過(guò)在每一節(jié)段前端設(shè)置標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)，每個(gè)塊件在澆筑前、后及預(yù)應(yīng)力束張拉完成后，及時(shí)觀測(cè)箱梁標(biāo)高控制點(diǎn)，測(cè)試各施工階段主梁的標(biāo)高變化，同時(shí)可檢測(cè)橋墩的沉降，并與施工控制數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，如有偏差，在下一節(jié)段施工中調(diào)整立模標(biāo)高，使得橋梁建成后線形滿足設(shè)計(jì)要求。小結(jié)南水北調(diào)中線工程滎陽(yáng) 2 標(biāo)蔣頭村東南跨渠