大跨度連續(xù)梁橋加長節(jié)段支架法施工關鍵技術

1、大跨度連續(xù)梁橋加長節(jié)段支架法施工關鍵技術孟慶亮趙新民摘要采用常規(guī)的懸臂掛籃進行連續(xù)梁施工，需制作掛籃，節(jié)段長度考慮到掛籃重量、預應力布置等因素影響，設計節(jié)段短，節(jié)段數(shù)多，施工工期比較長，在地面條件允許的情況下，采用節(jié)段支架法進行大跨度連續(xù)梁施工，依托支架進行懸臂節(jié)段施工，節(jié)省了掛籃的投入，支架作為周轉性材料，可以循環(huán)重復利用，同時節(jié)段長度無需考慮掛籃重量等因素的影響，節(jié)段可以設計的比較長，節(jié)段數(shù)量減少了，可以有效加快施工進度。關鍵詞大跨度連續(xù)梁加長節(jié)段支架施工引言在預應力技術、混凝土垂直運輸技術不發(fā)達的年代，交通設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)澆筑長度，而每節(jié)澆筑后到張拉完成的時間是不能壓縮的，因此，跨度越大、節(jié)數(shù)越多、工期越長。連霍高速公路南水北調大橋采取斜橋正做的方案，橋型選用預應力混凝土連續(xù)箱梁，跨徑布置為 30m+60m+90m+60m+30m，橋梁全長 278m。A 幅橋寬 20.25m，B 幅橋寬 26m。上部采用變截面預應力混凝土連續(xù)箱梁，下部結構采用柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎。橋梁橋型布置圖見圖 1、圖 2。圖1橋梁橋型布置立面圖設計上游單幅（

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應力結構， 縱向及橫向預應力鋼絞線采用 s 15.2 低松弛鋼絞線，豎向預應力材料采用 JL32 高強精軋螺紋鋼筋。由于南水北調中線通水工期要求，希望跨主干渠的連霍高速公路橋能提前完成，及早拆除臨時改線部分。為此對原掛籃法懸臂施工方案進行優(yōu)化：調整為 12m；（ 2）主梁節(jié)段長度由3.5m 和 4m分別加長為（ 1）主梁 0 號塊長度由5m和 6m，節(jié)段數(shù)由原設計的8m11 個減少為7 個。圖 2橋梁橋型布置平面圖支架施工關鍵技術2.1地基處理由于連霍高速路面高于周圍

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

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，縱向為60cm，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設一道剪力撐， 縱橋向每5 排不大于3m設置一道剪刀撐，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)場進度情況采用每端搭設三段，循環(huán)進行施工，見圖3 支架搭設循環(huán)施工示意圖。圖 3支架施工順序示意圖2.3支架預壓為消除支架受力后的非彈性變形，驗證支架和基礎的強度、剛度及穩(wěn)定性，支架搭設完成后，需對其進行預壓。預壓以消除其非彈性變形并測出彈性變形，確定底模預拱度，并檢驗支架的安全性能。采用砂袋和鋼筋按各段設計荷載進行預壓。預壓重量按箱梁重量的 1.2 倍。堆載預壓及調整方法加載前在節(jié)段支架前端底模（距設計梁端0.2m）兩邊和軸線上布置3 排觀測點， 并測量標高。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級進行加載，加載按照梁重量的50%、80

7、%、100%、120%（卸載時相反）逐步進行。每級加載 4 小時后進行沉降觀測，預壓荷載達到120%后持荷 24 小時。在這期間對底模、支架等處的觀測點進行連續(xù)觀測（一天最少2 次），作好詳細記錄。當沉降觀測結果趨于穩(wěn)定（沉降差小于 2mm）時可以開始分級卸載。加載前和卸載后高程差為非彈性變形，對此通過調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，以此設置預拱度。數(shù)據(jù)整理及分析將監(jiān)測各數(shù)據(jù)以表格形式歸納整理，并計算出沉降量、彈性變形、非彈性變形最終得出模板調整高程。模板高程調整：調整高程 =設計高程 - 設計預拱度 +彈性變形其中：彈性變形

8、 =沉降量 - 塑性變形沉降量 =加載前測點高程- 加載后測點高程塑性變形 =預壓前測點高程- 卸載后測點高程鋼筋模板安裝箱梁外模面板采取18mm厚竹膠板，內模采用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。模板采用內外撐和對啦加固。梁底和外側翼緣板下搭設滿堂支架。為防止內側模傾斜布置，澆筑混凝土過程中出現(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、拆除內模板后立即將滿堂支架支撐鋼筋割除后，用C50聚合物砂漿進行封閉。鋼筋采用塔吊吊至現(xiàn)場進行綁扎，外側模板支立且其穩(wěn)定性符合要求后進行箱梁鋼筋安裝，鋼筋安裝順序按：底板鋼筋及預應力束

9、腹板鋼筋及預應力束、豎向預應力筋支立內模及加固綁扎頂板鋼筋及預應力束。綁扎鋼筋的同時，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“ #”型與相應鋼筋焊接定位，在直線段每隔0.5m 間距設一個定位架，曲線段起彎點開始布置，間距0.3m 設一定位架?；炷翝仓?.1澆筑前準備工作4.1.1節(jié)段梁端腹板預應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，施工中在腹板側開設振搗孔。箱梁邊腹板為斜腹板，振搗棒無法靠近內側模，易造成混凝土振搗不密實等質量問題，施工中采取以下措施解決：（ 1）在內側模距底板倒角1m 處開設一排振搗孔，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向，導向槽鋼縱橋向布置間距0.5m，導向方鋼每根長度4m，靠上部2m范圍內間距0.3m 鉆孔，以便內插鋼筋固定在梁面鋼筋上。采用高壓水槍對倉號內的鋸末和其他雜物進行沖洗至底模預留排污孔流出。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)段梁端伸入內箱內進行澆筑。4.3混凝土澆筑施工工藝混凝土在澆筑過程中，一次連續(xù)澆筑完成，中間不得停歇?；炷敛捎盟椒謱?、斜向推進澆筑工藝?；炷翝沧r應用串筒下料，混凝土自由下落高

11、度不超過2m，嚴防混凝土產生離析。使用插入式震動器振搗，混凝土灌筑分層厚度不大于30cm，振動時間20 30s ，操作時垂直插入混凝土內，撥出時速度要緩慢，相鄰兩個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)場振搗必須嚴格按照規(guī)范及交底進行，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)場準備 30mm振動棒來配合 50mm振動棒進行混凝土振搗施工， 混凝土澆筑完畢后表面及時進行整平、壓實。采用木抹子二次收漿后，進行橫向拉毛。預應力張拉5.1張拉程序號塊：豎向預應力鋼筋縱向預應力束橫向預應力束；其余節(jié)段：縱向預應力束豎向預應力鋼筋橫向預應力

12、束。孔道壓漿采用真空輔助壓漿?？v向預應力鋼束采取對稱同步張拉每個節(jié)段的頂、腹板懸臂束；對稱同步張拉頂板合攏束，底板合攏束；按先長束，后短束，先邊束，后中束，對稱間隔張拉。縱向：0初應力（ 10% con）劃記號 20%( con) 50%(con) 100%( con) 持荷 5 分鐘 ( 測伸長量）錨固。豎向預應力筋的預應力損失一般較大，所以豎向預應力筋的施工應采用“滯后張拉”和二次張拉的方式，即本梁段前方4 排豎向預應力鋼筋，與下一梁段同時張拉。豎向預應力鋼筋第一次張拉完畢后 1 2 天，再由另一個獨立工作班組重新進行張拉操作，二次張拉后 24 小時內需進行灌漿處理。張拉采用張拉應力為主，

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

14、主墩臨時固結，完成全橋體系轉換。6.2邊跨合攏段施工邊跨合攏段臨時鎖定是將懸澆段與邊跨現(xiàn)澆段通過勁性骨架焊接鎖定，減少澆筑邊跨合攏段時因溫度應力引起的梁段變形。臨時鎖定形式及安裝邊跨現(xiàn)澆段及7 號塊靠合攏段一端的頂板、底板上各預埋鋼板（由H 鋼和鋼板焊接而成），H 鋼一端埋入梁體，同時設置加強鋼筋與混凝土連接增加抗拔力，支撐型鋼用雙40#c 槽鋼對扣焊接而成，鋼板預埋時應注意溫度的影響，在混凝土澆筑前前幾天凌晨最低溫度時，將支撐型鋼焊于兩側梁內預埋的鋼板上，起到支頂作用并起部分抗拉作用，焊接時對周圍混凝土進行覆蓋降溫，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，每個骨架與預埋鋼板的焊

15、縫均采用四周滿焊，焊縫厚度8mm。臨時鎖定的解除當邊跨合攏段混凝土達到設計張拉強度時，此時勁性鎖定梁已經失去作用，并且會影響張拉預應力的傳遞。因此，應在張拉的過程中予以同步割除，實際施工較難操作，但必須在縱向鋼絞線張拉完成后立即割除。合攏段配重當合攏段兩側高差大于15mm，則在合攏段一側用沙袋壓重，使合攏段兩端標高一致，待混凝土強度達到50Mpa后，方可取消配重。蔣頭村東南跨渠公路橋施工中，標高差值在 15mm以內，沒有采用配重，較掛籃懸臂澆筑合攏必須進行配重平衡節(jié)省了工期和投入。邊跨合攏段混凝土澆筑及張拉澆筑前，先對邊跨合攏段進行等載預壓，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，預先將所有的預應力鋼絞線全部穿入波紋管內，為防止混凝土澆筑時波紋管道堵塞，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排氣孔，以防合攏段發(fā)生堵管，影響壓漿質量，同時混凝土澆筑時避免泵管直接沖擊波紋管。澆筑選擇在一天溫度最低時，即凌晨2 點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)。澆筑時間宜控制在 4h 內，盡量使得澆筑時的變形完成在初凝之前。當混凝土達到設計張拉強度時，注意對稱張拉，先長后短。6.3中跨合攏段施工根據(jù)設計圖紙要求，在中跨合攏段混凝土澆筑、張拉完成后，解除兩側的大鋼管臨時固結，完成全橋體系轉換。流程控制2號、3號主墩為加

17、快施工進度縮短周期, 施工時需逐段搭設三個節(jié)段的支架與底模, 每節(jié)段設定四個觀測點，支架預壓重量按照節(jié)段自身重量進行壓載 , 在全斷面均勻加載，同時每天對設定的觀測點進行觀測兩次，節(jié)段之間支架模板斷開搭設，避免相鄰節(jié)段之間支架變形數(shù)據(jù)互相影響， 提前預壓 , 消除支架的非彈性變形及支架與地基接縫變形， 壓載觀測穩(wěn)定后，方可卸載或移至未預壓的節(jié)段；調整模板標高，與一般預應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)，所有壓載均用標準稱重纖維砂袋，用吊車起吊對稱移動就位。線形控制利用碗扣式支架縱橫向步距小的優(yōu)點, 為使變截面連續(xù)箱梁線形平滑流暢, 每一節(jié)段施工時 , 沿縱向每步距0.6m 計算出該斷面底板設計標高, 并按照支架步距精確調整底模標高 , 使其更貼近設計線形 , 避免掛籃施工底模以 3.5m 或 4.0m 直線段 ( 節(jié)段長度 ) 過渡組成拋物線。通過在每一節(jié)段前端設置標高觀測點，每個塊件在澆筑前、后及預應力束張拉完成后，及時觀測箱梁標高控制點，測試各施工階段主梁的標高變化，同時可檢測橋墩的沉降，并與施工控制數(shù)據(jù)、設計提供的數(shù)據(jù)進行比較分析，如有偏差，在下一節(jié)段施工中調整立模標高，使得橋梁建成后線形滿足設計要求。小結南水北調中線工程滎陽 2 標蔣頭村東南跨渠