陆达鹏 李论伟
中铁七局集团第五工程有限公司 郑州市
【摘 要】:结合郑州黄河特大桥跨晨晖路新魏河(72+128+72)m连续梁施工,论述大跨度支架法现浇连续梁关键施工技术,为同类连续梁采用同种工艺施工提供了实践经验,具有实际参考价值。
【关键词】:支架法分段现浇;大跨度连续梁;大节段现浇施工
1 前言
高速铁路连续梁现阶段常用的施工方法为满堂支架现浇、挂篮悬臂浇筑等,由于各个施工现场条件有所差异,如跨路、跨河、跨既有线等,故所采用的的具体施工方式也有所不同。在施工场地许可的条件下,采用满堂支架现浇施工可大程度节省工期,是目前最经济快速的施工方法。
2 工程概况
郑州至济南铁路郑州黄河特大桥跨越规划晨晖路和新魏河,该处设计为(72+128+72)m支架现浇连续梁,连续梁桥面板宽12.6m,桥梁建筑总宽12.9m,连续梁全长273.7m,计算跨度(72+128+72)m,中墩支点处截面最低点处梁高9.60m,中跨跨中10m及边跨13.85m直线段截面最低点梁高5.69米,梁底下缘按二次抛物线变化。
由于施工现场存在架空特高压线迁改问题影响,施工工期已延迟一年,采用传统挂篮悬臂施工已无法满足整体工期要求。
3 工艺原理
全桥各阶段依次进行地基处理、支架搭设、模板安装、钢筋安装、预应力安装,梁体分节段进行施工,共分4次进行浇筑,浇筑顺序如图1所示。
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图1 半幅浇筑顺序纵断面示意
4 施工步骤
4.1 地基处理
本连续梁主跨跨越新魏河,支架基础均采用直径600mm钻孔桩作为底托进行支撑,河中分半幅两次填筑土围堰作为钻孔桩施工作业平台。每根钢管柱下部设一根钻孔桩,桩长从24米至28米不等,所有钻孔桩顶部均设置长度9m的钢筋笼。每根钻孔桩顶部设置1m×1m×1m的承台,承台混凝土为C30。每排4个承台之间设置0.3m×0.5m钢筋混凝土系梁。
4.2 支架搭设
支架体系采用梁柱式支架+盘扣式满堂支架,上半部分为盘扣式满堂支架,下半部分为钢管柱+贝雷梁的梁柱式支架。
4.2.1 满堂支架
满堂支架均采用φ60×3.2盘扣式支架,支架立杆间距:距主墩身中心0~44.5米范围内腹板采用300mm(横向)×600mm(纵向);距44.5米至跨中或梁端范围内腹板采用600×600mm。底板部位:采用600×900mm(横向900mm)。翼板部位采用1200×1200mm和900×1200mm。每根立杆的底部应设置可调底座,底托下部支垫横向16号工字钢,钢管上均采用可调节支撑,支架标高的微调通过顶托和顶托丝杆实现。
4.2.2 梁柱式支架
贝雷梁采用单排单层型,贝雷梁之间采用0.45m或0.9m支撑架将两片或三片贝雷梁连成1组。贝雷梁支点位置无竖杆或单竖杆时,设双10#槽钢进行加强。为便于贝雷梁横移拆除,贝雷梁纵向不宜全部连成整体,断缝间距不宜超过24m。贝雷梁与下部四拼40b工字钢横梁采用U型螺栓固定。横梁下部采用φ609mm×16mm钢管柱支撑,钢管柱之间以及钢管柱与墩身之间采用20号槽钢花架进行连接。
4.3 支架预压
根据《铁路混凝土梁支架现浇施工技术规程》(TB10110-2011)中“7.1.2 地基条件、基础、构造形式相同和高度相似的支架,可选择代表性浇筑段进行预压,首次浇筑段的支架必须进行预压。”规定。选取最不利条件即主墩0号块进行代表性预压。
支架预压采用千斤顶反压技术,故在基础施工时主墩两侧9-15m范围内设置抗拔钻孔桩,抗拔桩内预埋精轧螺纹钢。
预压在贝雷梁搭设完成后进行,共设置3层工字钢分配梁。根据计算拉力值,结合基础施工时预埋的φ32精扎螺纹钢采用穿心式千斤顶进行反向施加。预压采用分段预压,首先对主墩大里程进行预压。预压完成后,对主墩小里程支架进行预压。采用梁体自重1.2倍系数的60%、80%、100%三级预压,在试验前后对支架进行高程观测对比。分级进行,预压荷载分布应与支架施工荷载分布基本一致,加载重量偏差应控制在同级荷载的正负5%以内。
4.4 模板安装
4.4.1 底模板
底模采用长2.44m,宽1.22m,厚14mm竹胶板,主龙骨采用16号工字钢顺桥向布置,次龙骨采用10cm×10cm方木,间距240mm横桥向布置。底模按照测量放样点位进行铺设,其标高为设计梁底+支架计算变形量。
4.4.2 腹板外侧模
外侧模采用厚14mm竹胶板,紧贴竹胶板采用10cm×10cm方木竖向布置作为背肋,间距250mm。方木外侧采用双钢管横向布置,上下间距600mm。采用蝴蝶卡和φ18丝杆作为对拉杆,间距600×600mm布置。
4.4.3 腹板内侧模
内模采用14mm厚竹胶板,并采用10工字钢及横向10cm×10cm方木进行加固,采用蝴蝶卡和φ18丝杆作为对拉杆,间距600×600mm布置。腹板内外模板的端头间用拉杆螺栓连结并用方木做内撑以控制混凝土浇筑时模板的位移及变形,确保腹板厚度准确。
4.4.4 翼板底模
在翼板下方盘扣架搭设完成后,在顶托上部安放10号工字钢作为纵向主龙骨,在主龙骨上方横向设置双排钢管作为次龙骨,间距600mm,在次龙骨上方纵向设置10cm×10cm方木,间距300mm。模板采用竹胶板。
4.4.5 端头模板
端模采用5mm厚钢板,用L63角钢对四周加强。准确预留钢筋和预应力孔洞。
4.5 钢筋、预应力及预埋件施工
梁体节段钢筋应整体绑扎,先进行底板及腹板钢筋的绑扎,然后进行顶板钢筋的绑扎,当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时,可适当移动梁体钢筋或适当弯折。0号段和边跨现浇段钢筋绑扎时,应按照钢筋布置来避开支座、防落梁和临时固结预埋件。
波纹管的固定采用φ8的“井”型钢筋,定位网钢筋需焊接成型,并与梁体钢筋相连,纵向按500mm间距布置,在管道转折点处定位网间距加密为250mm。
4.6 梁体混凝土施工
梁体混凝土按节段分为4次进行浇筑。浇筑施工时现场准备2台泵车,备用1台泵车保证混凝土连续浇筑。混凝土浇筑时从桥墩开始向两侧位置方向浇筑,并按梁段水平分层,进行纵、横向对称连续浇筑,每层厚度控制在30cm左右,在浇筑过程中尽量缩短分层浇筑时间间隔,同时适当减少分层浇筑的长度,避免出现冷接缝。混凝土正常浇筑速度不小于20m3/h,如混凝土输送泵出现故障,立即启用备用泵车继续浇筑。混凝土自由下落高度不大于2m,如高度过高则采用溜槽或串筒进行浇筑。
4.7 预应力张拉与孔道压浆
张拉在梁体混凝土强度达到设计值的95%,弹性模量达到设计值的100%后进行,且必须保证张拉时梁体混凝土龄期不小于5天。张拉顺序为先纵向后竖向最后横向依次进行。纵向束张拉顺序严格按照图纸要求的顺序对称进行。竖向预应力束待腹板索张拉完并压浆后再张拉,竖向束采用二次张拉工艺。横向预应力张拉采用单端张拉,在梁两端交错张拉。
4.8 模板及支架拆除
预应力张拉结束,全桥体系转换完成后,支架拆除遵循从上而下,先搭后拆的原则,即先松底托,使箱梁底板、翼缘板底模与梁体分离,拆架时一定要先拆箱梁翼缘板,后箱梁底板,并必须从跨中对称往两边支座方向拆,支架拆除分两阶段进行,先从跨中对称往梁端松一次支架,再对称从跨中往梁端拆除,拆除过程应防止跨中产生正弯矩引起混凝土裂缝。首先采用两台吊车同时拖拽贝雷梁横移至梁底板外侧后,用吊车吊装至地面,贝雷梁拆除完后,再用两台吊车抬吊拆除钢管柱顶部横向工字钢,解除钢管柱之间的横向连接和与墩身之间的连接,然后用吊车逐根拆除钢管柱。
5 结束语
郑州黄河特大桥跨晨晖路新魏河(72+128+72)m连续梁成功采用了大节段支架分段现浇的施工方法,通过分段浇筑混凝土,有效解决材料一次性投入大,提高了材料的周转使用效率,同时避免了大方量混凝土浇筑产生施工难度大的问题。在施工过程中,因多个班组和工种同时作业,为了避免出现互相干扰的状况,在每个节段交界处留出了2m的作业空间,便于张拉和压浆等。
分析施工过程可知,本连续梁有效工期119天(含基础施工),较传统挂篮施工减少约170天,加快了施工的进度同时节约了施工的成本。后期通过对连续梁进行超声波检测,其混凝土和预应力等各项指标符合规范要求,能指导后续同类连续梁施工。