大節(jié)段現(xiàn)澆連續(xù)梁施工技術(shù)

1、大節(jié)段現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù) 摘要 : 介紹了大節(jié)段現(xiàn)澆箱梁的施工工藝、砼配合比設(shè)計及線性和撓度的控制，并對具體情況提出了一些處理措施。關(guān)鍵詞 : 大節(jié)段現(xiàn)澆箱梁支架合龍段預(yù)應(yīng)力施工1 工程概況天寧大橋是京杭運河常州市區(qū)段改線工程中的一座重要橋梁， 位于常州市東側(cè)，是連接常州東部地區(qū)與市區(qū)的主干道，橋梁全長624m 。 主 橋 為 避讓 運 河 駁 岸 采 用左 幅 74m+120m+70m, 右 幅 70m+120m+74m 錯墩布置的三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，主跨跨越改線后的運河， 邊跨跨越運河河畔規(guī)劃河濱道路。 橋梁按上下行分離式兩幅橋設(shè)計，間距 1 米。主橋采用單箱雙室直腹板結(jié)構(gòu)，

2、三向預(yù)應(yīng)力體系，混凝土標號為 C60，橫斷面設(shè)計見圖 1。圖 1主橋箱梁橫斷面（單位：cm）主橋箱梁頂板寬16.5m，底板寬 10.5m，翼板寬 3 m。箱梁高度跨中為 2.6m，至距主礅 1.5m 處按圓曲線變化至 6.8m。除在墩頂 0# 塊處設(shè) 3m 的橫隔板及邊跨端部設(shè) 1.6m 的橫隔板外，其余部位均不設(shè)橫隔板。箱梁在橫橋向底板保持水平，頂板設(shè) 2%的單向橫坡，通過腹板高度來設(shè)置。2 主橋變截面連續(xù)箱梁總體施工方案京杭運河常州段改線工程采用先造橋后挖河的方式， 天寧大橋橋址位于老 312 國道。主橋一開始設(shè)計為掛籃懸澆， 后指揮部為了加快施工進度，根據(jù)現(xiàn)場條件將主橋變更為大節(jié)段現(xiàn)澆。

3、變更后，主橋一幅箱梁節(jié)段變?yōu)?#塊長 18m，0#塊兩側(cè)各有 4 個現(xiàn)澆段，梁段長度分別為 13m、12m、12m、13m，邊跨梁段 13m（9 m），中跨及邊跨各設(shè)長 2m 的合龍段。主橋主跨以主橋連續(xù)墩（7#、8#墩）為中心，向兩側(cè)對稱、平衡進行施工作業(yè)。施工過程中支架搭設(shè)及拆除順序具體的施工流程如下：連續(xù)墩梁固結(jié)，搭設(shè)0#段支架并預(yù)壓，分2 次現(xiàn)澆 0#段，張拉本節(jié)段鋼束搭設(shè) 1#段支架，現(xiàn)澆 1#段，張拉本節(jié)段鋼束，拆除 1# 段支架搭設(shè) 2#段支架，現(xiàn)澆 2#段，張拉本節(jié)段鋼束，拆除 2#段支架搭設(shè) 3#段支架，現(xiàn)澆 3#段，張拉本節(jié)段鋼束，拆除 3#段支架搭設(shè) 4#段支架，現(xiàn)澆 4

4、#段，張拉本節(jié)段鋼束，拆除 4#段支架搭設(shè)邊跨現(xiàn)澆段支架， 現(xiàn)澆邊跨現(xiàn)澆段 ( 本段可提前進行 ) 搭設(shè)邊跨合攏段支架，分別現(xiàn)澆邊跨合攏段，張拉邊跨頂、底板鋼束拆除邊跨現(xiàn)澆段及合攏段支架，解除墩頂臨時固結(jié)，安裝中跨合攏段吊模，現(xiàn)澆中跨合攏段，張拉中跨底板鋼束及合攏段鋼束拆除所有支架，成橋。主橋箱梁 0#塊 4#塊、邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合龍段采用滿堂支架現(xiàn)澆，中跨合龍段采用吊模澆注。 除 0#塊采用二次澆注， 其余塊段均采用一次澆注。各對稱塊段混凝土的澆注平衡、 對稱進行。先邊跨合龍，在中跨合龍。在中跨合龍后橋梁由 T 形靜定懸臂狀態(tài)變?yōu)槌o定狀態(tài)，實現(xiàn)了體系轉(zhuǎn)換。箱梁施工流程見圖 2.圖 2主橋箱

5、梁施工流程圖3 混凝土配合比設(shè)計主橋箱梁采用 C60 高標號混凝土，屬于大體積混凝土， 其原材料及配合比設(shè)計均依據(jù)大體積混凝土施工要求進行。 原材料選用： 水泥為嘉新京陽 P 52.5R 硅酸鹽水泥，碎石為溧陽產(chǎn)的花崗巖， 5 25mm 連續(xù)級配碎石，砂為長江中砂，粉煤灰為鎮(zhèn)江諫壁發(fā)電廠產(chǎn)的級粉煤灰，外加劑為上海格雷斯ADV A152 型高效減水劑，水為深井水。其配合比為： 水泥 :砂:碎石 :水:粉煤灰 :外加劑 =431 : 674 : 1103 :67 : 3.7 : 163 kg/m3。主要性能指標：坍落度為140mm180mm，和易性良好，可泵性良好， 其 7 天抗壓強度為 60.2

6、MPa，28 天抗壓強度為 74.2 MPa。彈性模量為 4.34104 MPa。4 大節(jié)段現(xiàn)澆箱梁主要施工技術(shù)4.10#塊支架現(xiàn)澆施工0#塊長 18m，中心梁高 6.8m，底板厚 0.9m，腹板厚 0.8m，橫隔板厚 3m，頂板中部厚 0.28m，采用支架現(xiàn)澆施工。由于 0#塊位置管道密集，預(yù)埋件及預(yù)留孔多， 結(jié)構(gòu)和受力情況復(fù)雜， 高度高，自重大，同時施工面狹窄，混凝土不易振搗施工，為確保安全和施工質(zhì)量，分兩次澆注完成。 第一次澆注高度高出腹板 2cm，第二次澆注至橋面標高。具體采取以下措施：（1）按照底板腹板橫隔板頂板翼板的順序澆注，分層厚度控制在 30cm40cm。（2）控制兩次混凝土施

7、工的時間間隔，同時調(diào)整好混凝土的水灰比以減少兩次澆注混凝土的收縮徐變差值；（3）將第一次施工的混凝土面鑿毛，確保全斷面鑿毛及鑿毛深度， 保證兩次混凝土間的銜接。（4）在 0#塊中隔板設(shè)置兩道冷卻管，防止高標號、大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。 （5）在 0#塊中隔板加厚處設(shè)置加密鋼筋網(wǎng)，防止在隔板位置出現(xiàn)裂縫。右幅兩個 0#塊施工處于冬季，混凝土澆注后采用一層彩條布和一層土工布形成擋風(fēng)的保溫層， 在夜間氣溫較低或氣溫驟降時箱室內(nèi)用爐子燒水養(yǎng)護。4.21#4#塊及邊跨現(xiàn)澆段支架現(xiàn)澆施工1#4#塊及邊跨現(xiàn)澆段全部采用一次澆注工藝，由于塊段高度較高，尤其是 1#塊，塊段中心梁高高達5.825m，模板支撐體

8、系是關(guān)鍵。外模采用加工的大塊鋼模，10#槽鋼做背帶， 5mm 厚的鋼板做面板，采用側(cè)包底的方式。內(nèi)模采用 12#工字鋼做縱梁，支架底托坐在其頂面。為減小內(nèi)模支架在澆注過程中的變形， 適當(dāng)增加底板鋼筋之間的支撐鋼筋，同時將用小鋼板作為支撐面的支撐鋼筋加密焊接在底板鋼筋和工字鋼之間，與內(nèi)模支架共同承受頂板的重量。在夏季施工中，適當(dāng)調(diào)整混凝土的坍落度、水灰比，盡量避開高溫時段施工， 澆注后及時用土工布全梁段面灑水覆蓋養(yǎng)護， 有效解決了混凝土表面易產(chǎn)生收縮裂縫的問題。4.3預(yù)應(yīng)力施工本橋因采用大節(jié)段施工， 同原來的掛籃懸澆小節(jié)段相比， 縱向預(yù)應(yīng)力在腹板的錨固斷面減少很多， 為增加錨固斷面， 設(shè)計單位在

9、腹板內(nèi)側(cè)箱室內(nèi)設(shè)計齒塊和在箱梁底板設(shè)計槽口以增加錨固斷面， 每一節(jié)段砼澆筑完成后，達到設(shè)計張拉強度后，即進行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉順序為縱向橫向 豎向；下彎索張拉順序遵循先長束后短束、先兩邊后中間、對稱的原則進行張拉作業(yè)。4.3.1 波紋管的定位及預(yù)應(yīng)力筋的穿束嚴格按施工圖紙?zhí)峁┑淖鴺硕ㄎ徊y管，按照曲線段 50cm 間距、直線段 100cm 間距布置波紋管定位鋼筋，防止波紋管偏移，各波紋管接頭保證接頭長度。澆注混凝土之前在管道中穿入比管道直徑小2cm 的塑料內(nèi)襯管。對于長度 50m 的管道采用人工穿束，長度 50m的若人工不好穿，則用卷揚機及轉(zhuǎn)向滑輪緩慢將鋼束穿入管道。4.3.2預(yù)應(yīng)力筋的張拉與壓

10、漿張拉前，首先根據(jù)實驗測得的鋼絞線彈模修正設(shè)計伸長值。張拉時嚴格按照圖紙設(shè)計要求順序?qū)ΨQ進行。壓漿采用活塞式壓漿泵進行，壓力范圍0.51MPa，持壓時間不少于2min。澆注混凝土?xí)r在管道的高側(cè)埋設(shè)排氣孔，若管道較長，則可埋設(shè)多個排氣孔，保證孔道內(nèi)排氣暢通，從而保證管道內(nèi)水泥漿的密實度。4.4合龍段施工合龍段作為梁體澆注的最后一個塊件，是連續(xù)梁施工的關(guān)鍵， 它包含了線形控制、應(yīng)力控制、體系轉(zhuǎn)換、合龍精度等一系列施工重點和難點，因此合龍段的施工方案十分重要，按設(shè)計圖紙要求，合龍段采用先邊跨、后中跨的合龍順序。邊跨合龍段張拉合龍束后，拆除0#塊的臨時固結(jié)，完成結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換， 最后進行中跨合龍段的施

11、工。4.4.1合龍段支架及模板施工邊跨合龍段直接采用支架現(xiàn)澆。 中跨合龍段采用精軋螺紋鋼做吊點，型鋼做橫梁及分配梁， 上鋪竹膠板和方木， 形成合龍段施工吊架。4.4.2合龍段臨時鎖定合龍口采用體外勁性骨架方式鎖定，每個勁性骨架由雙榀40#工字鋼與兩箱梁端預(yù)埋鋼板焊接而成，每個合龍口上下共設(shè)置8 到勁性骨架。鎖定前，對箱梁懸臂端進行48h 觀測，以便選擇在氣溫較低、溫度變化較穩(wěn)定時進行合龍段勁性骨架的鎖定，焊接要求在環(huán)境溫度上升前完成， 為縮短鎖定時的焊接時間， 勁性骨架安裝后預(yù)先焊好一端，鎖定時安排4 臺焊機同時對稱焊接另一端。4.4.3合龍段混凝土施工合龍段混凝土的影響因素較多，而且復(fù)雜，在

12、混凝土強度增長的過程中，將承受來自于縱向已澆注梁段的拉、壓作用，應(yīng)盡可能縮短合龍段施工周期。 在合龍段的混凝土中加入早強劑和微膨脹劑，使混凝土盡早達到設(shè)計強度， 及時張拉合龍段預(yù)應(yīng)力束， 以防混凝土出現(xiàn)裂縫。同時，為了保證合龍段施工時混凝土始終處以穩(wěn)定狀態(tài)，在澆注之前合龍段兩側(cè)采用砂袋壓重，并依橋面中線對稱加載至合龍段混凝土的重量，在澆注混凝土的過程中，分級等量卸載。合龍段澆注選擇一天中氣溫最低、 溫度變化最小的時間， 這樣可保證新澆注的混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓狀態(tài)下凝固。4.5箱梁線形控制本橋箱梁線形的控制是一個難點， 影響箱梁線形因素有支架的彈性變形、節(jié)段張拉引起的撓度及新澆混凝

13、土自重引起的撓度， 為達到施工控制的最終目標， 建立了一套完善的監(jiān)控系統(tǒng)、 信息傳遞與運行機制，以保證施工與控制之間形成良性循環(huán)。 施工控制系統(tǒng)流程見圖3 施工控制系統(tǒng)流程圖?，F(xiàn)場采集的各項施工控制數(shù)據(jù)按照施工控制理論進行分析處理，對施工過程中的施工誤差進行分析評價， 并根據(jù)實際情況給出施工預(yù)拱度，從而確定下一節(jié)段的模板標高。4.5.1支架變形控制將原地面硬化處理，支架搭到設(shè)計高度后，首先進行100%120%荷載預(yù)壓，并進行過程觀測，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)計算支架彈性變形量。設(shè)計參數(shù)監(jiān)控方案實測值現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集參數(shù)識別、修正施工控制計算體系施工控制計算值比較分析修整計算下節(jié)段模板標高等施工控制信息施工現(xiàn)場

14、圖 3施工控制系統(tǒng)流程4.5.2 箱梁線性控制箱梁線形控制包括高程控制、 中線控制和橫向變形控制。 高程測量是重點，每個工況都將引起主梁高程的變化， 這種撓度變形是否與理論計算值相吻合， 是橋梁施工控制的主要內(nèi)容之一。 箱梁三向預(yù)應(yīng)力張拉、溫度、風(fēng)等因素可能引起主梁在橫橋向產(chǎn)生位移，導(dǎo)致平面合龍困難，因此主梁中線控制也是橋梁施工控制的內(nèi)容之一。1、0#塊高程基點布置在橋梁節(jié)段施工過程中，以0#塊高程基點為參考點，測量其它梁段的高程，這樣可減少測量時間。主梁高程基點設(shè)置在每個主墩頂?shù)?塊上，此處高程受主梁施工和溫度影響較小， 可以保證控制基點的穩(wěn)定性。0#塊基準點的布置13 個，以便基準點間相互

15、校核以及作為備用點。其中 0 點位于 0塊中心，是主要的高程基點。4321岸側(cè)876511.02.80121110913.620.0圖 1 0# 塊高程基點布置在橋梁節(jié)段施工過程中，每隔 1 個梁段應(yīng)對 0#高程基點進行修正。2、梁段測點布置梁段高程測點布置在箱梁頂板和底板上。在每一個梁段頂板距離前端臨空面約5 cm 處布設(shè) 3 個控制點，一個位于主梁中線， 另外兩個位于外側(cè)腹板承托處。這樣可以觀測箱梁橫向變形以及是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，并且可以相互驗證測量成果的可靠性和精度。3216.06.0圖 2 主梁高程測點布置圖中測點編號順序為從路線中心線內(nèi)側(cè)向外側(cè)編號。根據(jù)現(xiàn)場情況， 測點橫向間距可適當(dāng)調(diào)

16、整， 以不妨礙預(yù)應(yīng)力管道布置、橋面設(shè)備運輸為原則， 但橫橋向需對稱布置， 以簡化數(shù)據(jù)處理。底板上的測點設(shè)在現(xiàn)澆段底板外模前端處，主要用于底模定位。3、測量儀器及精度利用精密水準儀 (DS2) 和水準尺，采用水準測量的方法測量箱梁高程。為了能控制到主梁較小的撓度變形，并使外業(yè)觀測的工作量適中，采用國家三等、四等水準測量的精度要求和觀測方法施測，能測量到變形 1mm的撓度值。以0塊上的水準基點為起閉點的閉合水準路線進行水準測量。4、測量的頻度在箱梁施工的每個標準節(jié)段內(nèi)，對主梁高程觀測3 個測次： (1)模板定位后，綁扎鋼筋、澆筑混凝土前； (2)綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)生后，張拉預(yù)應(yīng)力前；(3)張

17、拉預(yù)應(yīng)力、壓漿、落架后。隨著箱梁逐節(jié)段地施工， 測點不斷增多。 如果每階段都測量現(xiàn)澆段和已澆段所有測點，勢必工作量太大而影響施工進度?？梢?1) 、(2) 測次只觀測現(xiàn)澆段， (3) 測次觀測現(xiàn)澆段和已澆段。 觀測已澆段的目的是看每施工一個主梁節(jié)段后實測線形與理論線形是否吻合。 根據(jù)多座橋梁施工控制實踐表明， 這種方法使得測量與分析效率最高。 對邊跨合龍、支座轉(zhuǎn)換、中跨合龍、橋面鋪裝等關(guān)鍵工序前后，對全橋高程進行通測。5、測量的時機考慮到混凝土變形的遲滯性和水化熱的影響， 觀測時間應(yīng)盡量推后，使變形充分發(fā)生?；炷翝仓瓿?2 小時后、預(yù)應(yīng)力張拉完成 8小時后再進行測量。為減小非線性溫度場的影

18、響，尤其對于模板定位、 全橋通測等重要工況，應(yīng)在日落后、日出前完成觀測，并使觀測時間相對固定。4.5.2梁體撓度控制梁體在張拉及澆注混凝土?xí)r。受張拉力、混凝土自重、日照、溫度變化等因素影響而產(chǎn)生豎向撓度，混凝土自身的收縮徐變也會使懸臂端發(fā)生變化。 因此須對施工節(jié)段進行撓度觀測控制，以便在施工時及時調(diào)整有關(guān)標高參數(shù)，確定下節(jié)段合適的模板標高。4.5.3施工過程監(jiān)控針對本橋跨度大， 施工工藝新的特點， 對施工全過程進行監(jiān)控量測，全面掌握施工過程中的支架變形規(guī)律、結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形，以達到保證施工安全、合理安排工序、優(yōu)化結(jié)構(gòu)，加快施工進度的目的。主要的控制項目、方法和頻率見表1。表 1監(jiān)控量測項目、方法

19、及測量頻率表序號控制項目測試方法測試儀表頻率1箱梁橫向位移現(xiàn)場觀測萊卡 TPS800全澆注、張拉前后站儀2箱梁豎向位移水準測量水準儀、塔尺澆注、張拉前后3應(yīng)力應(yīng)變埋設(shè)傳感器，現(xiàn)場采傳感器、數(shù)據(jù)采澆注、張拉前后集數(shù)據(jù)集儀通過合理的質(zhì)量控制和全過程的監(jiān)控量測，加快了施工進度， 同時通過施工測試修正預(yù)測施工的循環(huán)過程，保證了線形與設(shè)計相吻合。5 結(jié)論5.1支架基底處理及變形控制、施工預(yù)拱度的合理設(shè)置是大跨度變截面連續(xù)箱梁大節(jié)段支架現(xiàn)澆施工時保證線形的前提條件。5.20#塊采用兩次澆注不僅能保證混凝土施工質(zhì)量，同時方便了施工，保證了施工安全。5.3在復(fù)雜的三向預(yù)應(yīng)力施工過程中，對設(shè)計參數(shù)的修正、識別是非常必要的。管道的準確定位是梁體合理受力的前提。5.4監(jiān)控