連續(xù)剛構(gòu)在橋梁工程中的應(yīng)用

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摘要:廣州市軌道交通十四號(hào)線高架橋梁標(biāo)準(zhǔn)段在國內(nèi)創(chuàng)新首次大規(guī)模、長距離采用節(jié)段預(yù)制拼裝連續(xù)剛構(gòu)形式，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制節(jié)段拼裝組合箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用薄壁墩。介紹了現(xiàn)澆法結(jié)合短線法節(jié)段預(yù)制梁膠拼、整孔架設(shè)、濕接縫及后澆段澆筑、整聯(lián)箱梁預(yù)應(yīng)力張拉的施工方法，為今后類似工程的施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞:節(jié)段預(yù)制拼裝，預(yù)應(yīng)力，連續(xù)剛構(gòu)，高架橋

1工程概況

廣州市軌道交通十四號(hào)線高架橋約32km，除上跨河涌、現(xiàn)狀或規(guī)劃橋梁等特殊節(jié)點(diǎn)為現(xiàn)澆或懸澆連續(xù)剛構(gòu)橋梁外，高架區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)段在國內(nèi)創(chuàng)新首次大規(guī)模、長距離采用節(jié)段預(yù)制拼裝連續(xù)剛構(gòu)形式。節(jié)段預(yù)制拼裝標(biāo)準(zhǔn)橋梁為4跨1聯(lián)為標(biāo)準(zhǔn)跨徑組合連續(xù)剛構(gòu)箱梁，以40m跨為標(biāo)準(zhǔn)跨徑，配跨為4×38m連續(xù)剛構(gòu)等跨徑組合。每一節(jié)段塊結(jié)構(gòu)形式為單箱單室斷面。箱梁頂寬10m，梁底寬2．4m，梁高2m，采用短線法［1，2］預(yù)制，現(xiàn)場膠拼、逐孔架設(shè)，節(jié)段重約40t。施工效率高，最快平均2．5d架設(shè)一跨。每孔橋梁兩側(cè)與中墩墩頂塊預(yù)留20cm的濕接縫采用混凝土現(xiàn)澆，每一聯(lián)橋梁兩端邊墩采用單薄壁墩，單薄壁墩采用現(xiàn)澆施工工藝，墩柱頂與節(jié)段梁底同寬，墩梁連接協(xié)調(diào)一致。

2施工方案

節(jié)段梁的架設(shè)采用DP50/40節(jié)段拼裝架橋機(jī)逐孔架設(shè)。整體施工采用先簡支后連續(xù)的施工工藝。節(jié)段梁運(yùn)架總體施工流程:節(jié)段梁由平板運(yùn)梁車運(yùn)輸至架橋機(jī)正下方，由架橋機(jī)提升至架設(shè)位置，將所有梁段全部提升懸掛后，從該跨的后端開始逐片涂膠預(yù)拼，張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，待所有梁段膠拼完成后，張拉簡支預(yù)應(yīng)力鋼束至設(shè)計(jì)規(guī)定值，注漿封錨、整孔落梁，解除架橋機(jī)與混凝土梁的連接，架橋機(jī)過孔，重復(fù)上述步驟完成整聯(lián)內(nèi)各孔節(jié)段梁的架設(shè)。澆筑濕接縫，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求后張拉連續(xù)預(yù)應(yīng)力鋼束至設(shè)計(jì)規(guī)定值，注漿封錨。

3節(jié)段梁膠拼施工

3．1節(jié)段塊懸掛與試拼

起重天車把箱梁節(jié)段吊起，移動(dòng)天車至節(jié)段的安裝位置，利用吊掛將節(jié)段塊懸掛于主梁下方，天車摘鉤后繼續(xù)吊運(yùn)其他節(jié)段，直到整跨的箱梁各節(jié)段全部吊掛在架橋機(jī)上。梁段經(jīng)車起吊至與已拼裝梁段相同高度后停止，緩慢將天車向已拼梁段靠攏，在快靠攏時(shí)，用木楔在兩梁段接縫間臨時(shí)塞墊，防止梁段撞傷。等梁段穩(wěn)定后，通過吊具對(duì)起吊梁段的位置調(diào)整，使其與已拼梁段端面匹配。取出墊木，緩慢驅(qū)動(dòng)天車將起吊梁段與已拼梁段拼接，到位后觀察上、下接縫是否嚴(yán)密，有無錯(cuò)臺(tái)。

3．2環(huán)氧樹脂膠涂抹

在節(jié)段梁試拼完成后，再將其沿縱向后移40cm，在已拼裝梁斷面進(jìn)行涂膠。涂膠完成后，合龍梁段，施加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，并在膠結(jié)劑固化前，進(jìn)行體內(nèi)束預(yù)應(yīng)力張拉。涂膠總的原則是快速、均勻并保證涂膠厚度。涂膠面要用鋼絲刷、砂紙打平，并洗干凈和保持干燥。兩塊節(jié)段梁的拼接時(shí)間段包括第一筒配比涂刷，刮平，拼裝對(duì)位，臨時(shí)張拉，合計(jì)時(shí)間為40min，采用的粘接劑初步固化時(shí)間應(yīng)大于2h。

4預(yù)應(yīng)力施工

4．1臨時(shí)預(yù)應(yīng)力施工

臨時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力采用6根精軋直螺紋鋼筋作為預(yù)應(yīng)力張拉桿件，分別布置于梁段頂板及底板上。張拉時(shí)采用頂板和底板上下同時(shí)張拉，橫向按先中間后兩邊對(duì)稱張拉［3］。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力解除時(shí)，必須在整孔體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力束全部完成后。

4．2整孔箱梁預(yù)應(yīng)力施工

1)材料及施工機(jī)具。本工程預(yù)應(yīng)力體系構(gòu)造主要有:鋼絞線、錨板和夾片、錨墊板和螺旋筋、轉(zhuǎn)向器、預(yù)埋管、密封裝置、減振裝置、保護(hù)罩等，見圖1。2)施工流程。施工機(jī)具、材料準(zhǔn)備→下料→體內(nèi)索穿束→張拉體內(nèi)束→孔道壓漿→錨頭預(yù)埋管內(nèi)防腐→防松裝置保護(hù)罩的安裝。

4．3孔道壓漿

張拉完畢后，應(yīng)該及時(shí)壓漿，最遲不得超過48h，以免預(yù)應(yīng)力鋼束銹蝕或松弛。圖1外立面施工技術(shù)要求:管道壓漿采用真空壓漿，水泥漿標(biāo)號(hào)為425號(hào)以上的普通硅酸鹽水泥。真空壓漿的主要設(shè)備包括智能壓漿機(jī)、真空泵。預(yù)應(yīng)力管道材料不允許有裂縫或存在影響抽真空的缺陷。采用真空泵排除多余空氣后，管道內(nèi)應(yīng)能維持－0．06MPa～－0．09MPa的真空度。預(yù)應(yīng)力孔道經(jīng)過清孔后，不允許留有積水。

4．4封錨

壓漿完成后，用砂輪切割機(jī)割除長余的鋼絞線，其外露長度大于3cm，并對(duì)需封錨的部位及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑［4］。

5箱梁固定與濕接縫、后澆段澆筑

預(yù)應(yīng)力束張拉完成后，箱梁形成一個(gè)整體，此時(shí)解除架橋機(jī)中吊掛與箱梁的連接，依靠架橋機(jī)兩端的端吊掛使整孔箱梁下落，當(dāng)箱梁下落距臨時(shí)支架頂端約3cm～5cm時(shí)停止下落，此時(shí)啟動(dòng)架橋機(jī)的縱橫移泵站，操作架橋機(jī)的縱橫移油缸使箱梁正確對(duì)位后(對(duì)位基準(zhǔn)依據(jù)線路縱向中心線和梁面控制高程)，繼續(xù)下落箱梁至臨時(shí)支架頂部。

5．1箱梁固定

整孔箱梁下落至臨時(shí)支架支撐、解除架橋機(jī)的兩個(gè)端吊掛后，箱梁會(huì)向下坡方向有一定的移動(dòng)量，導(dǎo)致箱梁兩端濕接縫的間隙大小不一致，特別是線路縱坡較大時(shí)更為明顯。整孔箱梁下落至臨時(shí)支架支撐后，在梁體與墩頂塊放置可調(diào)擋塊，加以固定(將可調(diào)擋塊提前調(diào)節(jié)至濕接縫規(guī)定尺寸)。

5．2濕接縫澆筑及后澆段施工

施工人員在修飾架上拼裝濕接縫外模板，內(nèi)模板在內(nèi)腔室安裝。濕接縫混凝土用輪胎式起重機(jī)起吊料斗至橋面澆筑。采用兩臺(tái)振搗器振搗，要確保不漏振、不欠振、振搗密實(shí)。澆筑完畢后注意覆蓋土工布并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)［5］。每一聯(lián)的兩端節(jié)段塊為后澆節(jié)段塊，它與邊墩連接處存在一部分后澆段來實(shí)現(xiàn)整聯(lián)節(jié)段梁為剛構(gòu)連續(xù)梁。后澆節(jié)段塊與橋墩的后澆部分均有預(yù)埋鋼筋。落梁時(shí)要特別注意后澆節(jié)段塊鋼筋與橋墩鋼筋的相對(duì)位置，整孔落梁后需把后澆塊鋼筋與橋墩鋼筋進(jìn)行搭接，使橋墩與后澆塊連接為整體，然后再澆筑后澆塊與橋墩之間的混凝土，使后澆塊與邊墩成為一個(gè)整體。

6整聯(lián)箱梁預(yù)應(yīng)力張拉及臨時(shí)支架拆除

待一聯(lián)的所有箱梁架設(shè)完成并且濕接縫強(qiáng)度達(dá)到后，需對(duì)整聯(lián)節(jié)段梁進(jìn)行整體預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨。注意連接孔與孔之間的鋼絞線端頭均布置在箱梁腹內(nèi)的下底板或上底板上，操作空間有限，且上蓋板處張拉時(shí)千斤頂需牢靠固定。整聯(lián)箱梁張拉完成后，卸除臨時(shí)支架的支撐反力，完成力系轉(zhuǎn)換。

7拼裝測(cè)量控制

結(jié)合本線路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)(即高位拼裝、低位落梁的架設(shè)工藝)和架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。測(cè)量控制內(nèi)容包括:高位拼裝時(shí)重點(diǎn)控制節(jié)段梁的里程和軸線，輔助控制節(jié)段梁的高程，拼裝完成的整跨梁頂面在同一個(gè)水平面內(nèi);低位落梁時(shí)，借助架橋機(jī)端吊掛的升降、縱移和橫移對(duì)整跨梁進(jìn)行里程、高程和軸線的重點(diǎn)測(cè)量控制。

8結(jié)語

廣州市軌道交通十四號(hào)線高架橋梁標(biāo)準(zhǔn)段長距離采用節(jié)段預(yù)制拼裝連續(xù)剛構(gòu)橋梁，用架橋機(jī)進(jìn)行節(jié)段預(yù)制膠拼、整孔架設(shè)、先簡支后連續(xù)施工，經(jīng)過典型斷面橋梁靜載、動(dòng)載等檢測(cè)，結(jié)果顯示節(jié)段預(yù)制拼裝連續(xù)剛構(gòu)箱梁荷載效率、撓度、控制界面應(yīng)變值和殘余比、跑車運(yùn)營響應(yīng)性能指標(biāo)等均在規(guī)范允許正常范圍內(nèi)，試驗(yàn)過程中梁體未發(fā)生明顯裂縫，橋梁質(zhì)量狀況良好。廣州市軌道交通十四號(hào)線已于2018年12月28日正式開通試運(yùn)營，自開通以來，高架橋梁沉降、變形、裂縫等長期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，均在規(guī)范允許正常范圍內(nèi)，橋梁運(yùn)營正常。實(shí)踐表明，長達(dá)幾十公里大規(guī)模、長距離的軌道交通高架橋梁上部結(jié)構(gòu)采用節(jié)段預(yù)制拼裝連續(xù)剛構(gòu)形式是可行的，采用現(xiàn)澆法結(jié)合“短線法”節(jié)段預(yù)制梁膠拼，線性控制等測(cè)量較精確，施工效率高，質(zhì)量亦有保障，為今后同類橋梁工程的施工提供借鑒。

參考文獻(xiàn):

［1］張國勝．預(yù)制懸臂拼裝施工線性控制研究［J］．四川水泥，2015(10):256-349．

［2］劉斌．香港東區(qū)立交工程短線法節(jié)段梁施工技術(shù)［J］．世界橋梁，2015(2):25-43．

［4］JTG/TF50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［5］JTGD62—2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范［S

作者：趙敬川 單位：廣州地鐵集團(tuán)有限公司