南水北调大桥合拢段施工技术

摘要:续刚构桥是目前使用广泛的连续体系梁式桥,该桥型常采用悬臂浇筑法施工。合拢段施工是悬臂梁体施工的一道关键工序,技术难度较高,需注意事项较多。本文结合南水北调大桥工程实例,对悬臂施工中合拢段的施工和技术注意事项进行了阐述。

关键词:合拢段施工 过程 控制 1 工程概况

南水北调大桥桥全长426.50m,主桥为75m＋120m＋75m的预应力混凝土连续刚构,由一个单箱单室箱型截面组成。单箱底宽7m,两侧悬臂长3～25m,全宽13.5m。0#块长11.5m,在承台上立模浇筑。两侧各有13个节段,1～13#采用挂篮悬臂浇筑。每幅主桥共有3个合拢段,即两个边跨和一个中跨合拢段,合拢段长均为2.5m。

全桥箱梁合拢顺序为:先施工边跨合拢段,待混凝土强度达到设计强度的85%以后,张拉边跨合拢段钢束,进行体系转换,然后再施工中跨合拢段。边跨合拢段和中跨合拢段施工均利用现有挂篮采用吊架法施工。

2 合拢段施工方案 2.1 施工准备

施工合拢段前两个节段及合拢段施工前对全桥已施工节段进行联测,将测量结果报监控单位,按照监控单位的指令进行施工。

2.2 合拢段模板施工

2.2.1 边跨合拢段托架施工:将边跨直线段底模系统靠近悬臂端前10cm切除,保证合拢段底模前端与直线段搭接10cm,并密贴收紧,克服底板错台。挂篮前移使底模纵梁位于直线段下部,挂篮移35cm,到位后及时进行锚固(在11号节段新增锚固钢筋)。拆除腹板外侧的底模前吊挂,并割除前下横梁顶部以下的侧模桁架。将侧模桁架及侧模临时吊挂于13号节段翼缘板处,将挂篮外滑梁前吊带转换到直线段吊带上(施工直线段时预留),解除临时吊挂,将桁架及侧模落至外滑梁上,使用倒链牵引外滑梁及侧模桁架继续前移,直至侧模超过直线段端头20cm。铺设剩余部空档部位的底模,并调整底模与10号块及边跨直线段底板紧贴。调整侧模及翼缘板与已浇筑的混凝土面紧贴。

2.2.2 中跨合拢段托架:中跨合拢段两侧的13#、13#’块均预应力施工完毕后,一侧挂篮(以下简称A挂篮)退后至11号节段上,拆除前吊挂系统,将底模平台吊挂于12号块底板上。前移挂篮使底模纵梁位于相对一端下部底板,挂篮移约35cm。拆除B挂篮腹板外侧的底模前吊挂,并割除前下横梁顶部以下的侧模桁架。将侧模桁架及侧模临进吊挂于10号节段翼缘板处,将挂篮外滑梁前吊带转换到13#’节段(施工13#’节段时预留),解除临时吊挂,将重量落到外滑梁上,使用倒链牵引外滑梁及侧模桁架继续前移,直至侧模超过13#’节段端头10cm。拆

除B挂篮前吊挂,将前下横梁及底模作用力转移至外滑梁。铺设剩余部空档部位底模,并调整底模使底模与中跨合拢段两侧块段底板紧贴。调整侧模及翼缘板使侧模及翼缘板使侧模及翼缘板与已浇筑的混凝土面紧贴。

3 换重施工

临时锁定前,在块件两端梁段前端进行配重,采用砂袋进行配重。配重预压施工注意事项:每袋装砂均以标准500kg重量,每袋砂必须严格经过过磅量重,并采取垫高、覆盖存放,防止被水湿润加重及水分蒸发失重。砂袋称量过后,利用吊机运至13号节段上堆码。加卸载时间、重量及加载位置要准确,并在统一指挥下有条不紊的进行。加载时间:加载时间在临时支撑锁定前进行。在浇灌合拢段混凝土时,根据砼浇筑量,边浇筑混凝土边卸载砂袋,卸载速度根据砼浇筑速度而定,原则是使同一时段内浇筑的砼重量尽可能与卸掉的砂袋重量相等。

4 临时锁定

合拢段临时锁定有两个步骤:首先是焊接临时支撑,然后张拉临时预应力束。

合拢锁定前,连续3天观测气温变化情况并作记录。对主梁标高、

轴线偏位、合拢口长度进行连续观测,7:00、12:00:19:00及0:00各观测一次,最终确定合拢骨架长度及合龙时间。临时支撑按设计布置,预先在合拢段两端的块件间施加适当的预顶力,预顶时在梁上垫上厚钢板,避免混凝土局部承压过大而超限。预顶后再进行临时支撑的焊接,先将临时支撑一端与预埋型钢焊接牢实,再在另一端将钢板打入顶紧,并将楔块与临时支撑焊接牢实。临时支撑锁定时间内,温度要求相对稳定,并选择日最低气温时进行,根据天气情况,选择在夜晚11:00～次日凌晨3:00。临时支撑采用焊接,焊缝高度不小于8mm。临时张拉束共4根,即位于箱梁顶板、底板四个角隅处的D1和B1,以上钢束临时张拉力为张拉控制力的40%,并进行临时锚固。待合拢段施工完成、合拢段砼强度达到设计强度后,再将其补拉至设计吨位。

5 钢筋及预应力加工安装

由于合拢段钢筋、预应力管道密集,并且又增加了临时支撑,因此应特别注意预应力管道的定位和密封,确保管道畅通,由于合拢段预应力钢束管道内不能穿衬管,为安全考虑采用先穿束的方式。

6 混凝土浇筑

合拢段混凝土的浇筑时间应在一天中差变化较小且温度相对稳

定的时段进行浇筑,合拢温度一般控制在18℃,在升温条件下养护,浇筑时间控制在3小时以内。浇筑时要加强振捣,在浇筑过程中合拢段高程应不发生变化,浇筑前和浇筑过程中均应进行观测,发现变化可通过调整砂袋卸载量加以控制。合拢过程中应严格控制施工荷载和配重,合拢段浇筑后应加强养生,悬臂端应覆盖,防止日晒。混凝土灌注后,必须对梁体底板、顶板面进行两次收浆,清除多余混凝土,保证梁体尺寸和封闭收缩裂纹。主梁顶面设置标高控制点,保证主梁混凝土面平整,纵横向坡度符合要求。混凝土浇注过程中对合拢段两侧的配重进行逐步拆除。

为尽快张拉底板钢束实现体系转换,混凝土强度达到设计强度的90%时即可张拉预应力。合拢段浇筑后后至底板预应力张拉前,严禁箱梁上施工荷载的超平衡变化。

7 合拢段施工过程中其他注意事项

(1)合拢段临时支撑焊接选择在当天温度相对稳定的时段内进行,组织充足的人员和焊机同时施焊,尽量缩短施焊时间。(2)合拢段混凝土的浇筑时间应在一天中差变化较小且温度相对稳定的时段进行浇筑,合拢温度一般控制在18℃,混凝土尽可能在短的时间内浇注完成,同时混凝土浇注前悬臂端两侧节段进行浇水降温。(3)为防止合拢段波纹管漏浆,加强波纹管连接处连接管的质量,接头处采用塑料胶带粘

贴密实,经现场技术人员全面检查后方可施工。(4)合拢段混凝土浇注完毕后加强养护,箱梁内腹板、底板及顶板保持湿润。(5)全桥合拢且全部预应力张拉前,严禁重车通过。(6)中跨合拢段模板的拆除,必须要在中跨底板束张拉完成后进行。(7)混凝土加强养护,尽量减小箱梁悬臂日照温差,为此可采取覆盖箱梁悬臂等减小温度措施,注意保温和保湿养护,以免砼开裂。(8)加强施工组织领导,按计划分配人员监督前、后场的工作,后场保证砼的正常输送及计量准确,合拢段两端分别安排人员同时观测,有异常情况随时报告,以便于控制调整卸载及砼浇筑速底。

8 结语

南水北调大桥在该施工方案的指导下全桥顺利合拢并完成体系转变,最终桥梁线形平顺,结构合理,受力良好。为类似预应力混凝土梁式桥的悬臂浇筑法施工提供了借鉴和参考。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)[S].北京:人民交通出版社.

[2]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[S].北京:人民交通出版社,2000,5.