高墩连续梁0号块施工的关键技术研究
2017-07-17
1.工程概况
红跃三号双线大桥位于桂林市龙胜县境内，工点地处崇山峻岭之间，地质情况复杂，岩溶发育，设计上桥隧相连，施工技术要求高，施工难度大。大桥全长336.330m。共9跨，属重难点控制性工程之一，主墩3#、4#、5#、6#墩为高墩，（其中3#墩身高47m，4#墩身高55m，5#墩身高57m，6#墩身高49m。）中心里程为DK357+312，孔跨布置1×24m+2×32m+（40+64+40）连续梁+2×32m+1×24m箱梁。下部构造：0#、9#桥台均为C30钢筋混凝土T型空心桥台；1#、8#墩为圆端形等截面实体墩，2#墩为圆端形变截面实体墩，3#～7#墩为圆端形变截面空心墩；承台为C30钢筋混凝土矩形承台；基础为C30钢筋混凝土钻孔桩，共110根，桩长在6.0～25.0m之间，桩径为1.25m（3#、4#、5#、6#墩桩径为1.5m）。1～3跨、7～9跨为预制箱梁，4～6跨为现浇连续梁。
2.连续梁施工工艺
2.1施工方案
红跃3号双线大桥主要施工方案根据连续梁的特点采用分步的施工方式，其中桩基础采用冲击钻反循环施工的方式，陆地承台采用放坡开挖施工的方式，水中区3#、4#、5#墩采用筑岛钢板桩围堰施工。上部简支梁采用梁场预制施工，连续梁部分采用挂蓝对称悬浇施工。
2.2托架平台的设计
2.2.1托架平台结构
托架是高墩连续梁施工中常用的一种施工方式，是重要的辅助施工手段。托架平台一般由水平牛腿、竖直牛腿、横梁、托架、纵梁、铺板及防护栏杆等成分构成，如图1所示。
图1托架平台的构造
其位置结构和作用分别如下：
竖直牛腿和水平牛腿都是埋在桥墩里面，与混泥土直接接触。竖直牛腿垂直埋入，用以承受托架传递的水平力；水平牛腿平行埋入，用来支撑托架斜撑杆。托架是受力结构，由水平杆和斜撑杆组成，墩顶两侧各布置4榀。水平杆连接着竖直牛腿，斜撑杆连接着水平牛腿，水平杆与斜撑杆又相连接。横梁水平铺设在托架的水平杆上，用以支撑底模板；纵梁垂直桥面铺设在横梁上，用以支撑外侧模。
2.2.2托架预压设计
每个托架由4个三角牛腿支撑组成，而腹板处混凝土最重，所以箱梁每侧腹板底部各设2个三角支撑。为验证方案，现场采用了节点预压法进行预压，即计算出单个三角支撑最外侧节点承受的重量，在该节点处加载预压，量测支撑变形[1]。
2.3承台和墩身设计
承台和墩身是施工中的承力结构，承台设计要求横截面较大，能够承载梁身重量不易出现沉降状况，同时考虑到地基的硬度问题，地基较硬的承台面积可适当减小，厚度也可减少[2]。在连续梁墩身设计中，（40+64+40）连续梁墩身采用中空设计，即空心墩结构，采用双层扎筋双层模板的形式进行设计施工。
2.4张拉设计
对于中部连续梁和箱梁，为保证其结构安全和使用寿命，采用张拉结构设计。在主墩3#和6#设计上，墩身延伸出桥面15m，采用拉锁将（40+64+40）连续梁和2×32m+1×24m箱梁进行张拉加固。
3.施工方法和注意事项
3.1桩基础施工
鉴于高墩连续梁的性质，在工期的第一阶段，主要是进行桩基础的施工。在桩基础钢筋扎筋和外围模版完成之后，用砼输送泵将混泥土直接浇灌至桩基础之中，采用冲击钻反循环施工的方式，使混泥土中的气泡能够有效排出，保证桩基础无缝隙。
3.2其他连续梁基础施工
陆地承台采用放坡开挖施工的方式，既有效地排水，又减少了施工量[3]。考虑到水中施工的排水问题及水对工程质量的影响，水中区3#、4#、5#墩采用筑岛钢板桩围堰的方式施工，有效的解决了这一问题。上部简支梁由于规模尺寸有差别，在施工中采用梁场预制施工的方式，保证了上部简支梁规格的精确性。
3.3顶板混凝土的灌注
当底板和腹板混凝土达到设计强度的80%后即可灌注顶板混凝土。此时，由底板和腹板形成的槽形梁已能承受顶板混凝土施工的全部荷载。首先拆除腹板的内模板，并用拆下的模板拼装顶板模板，顶板模板由扣件式脚手架支撑在底板上；然后重新拧紧外模的对拉螺栓，消除由于混凝土收缩产生的模板与腹板的间隙。混凝土由中间向两端对称灌注，混凝土灌注完成后及时收浆压平。
3.4混凝土振捣与压浆
在桩基础、底板、顶板的混凝土浇灌中，振捣和压浆是必不可少的工作，与整个工程质量息息相关。振捣能够有效地排出混泥土中的气泡，减少桩柱中出现孔洞、裂缝的可能性。压浆能够增大浇筑面的光滑度，减小风蚀等。在此次施工中，底板和顶板采用插入式振捣器捣固，仅腹板振捣难度较大，但采用腹板模板预先开口，边浇筑混凝土边关闭开口的办法及较大坍落度混凝土，采用插入式振捣器也能满足振捣要求。
4.结束语
随着建筑工程的发展和造桥技术的进步，0号块混凝土连续梁在桥梁建设中得到了广泛的应用，并且随着时代的发展，桥梁建设正朝着多跨、特大跨径发展。然而0号块混凝土连续梁在施工中影响因素很多，在施工中有些因素难以把握，处理不好会导致一些难以预料的问题，对施工过程的安全性造成威胁，桥梁建成以后质量达不到要求[4]。文章根据红跃三号双线大桥0号块连续梁施工工艺在大桥上的使用，使得贵广铁路5标段按照预定设计值顺利完成了施工。
红跃三号双线大桥整个施工阶段历时1年，从托架安装到压浆完成，未出现明显事故，众多指标符合国家质量标准。混凝土振捣密实，表面平整，无缝隙和裂缝，在施工过程中，未出现温度因素导致的裂缝。在施工中，托架平台最大挠度为3.0mm，符合无沉降施工要求。针对50m高空的托架平台的连续梁安装问题，采用了单榀托架地面加载的方式，保证了施工过程中的安全，也保证了效率。0号块连续梁施工工艺在该桥上的完美表现，有供类似桥梁施工参考的价值。
参考文献
[1]卜东平，何占忠.反支点预压法在高墩大跨桥梁施工中的应用[J].公路，2009（7） ：16-19.
[2]宋长甫.大跨度预应力悬臂现浇箱梁托架法施工技术[J].铁道标准设计， 2012（2）：152-154.
[3]栾昌信.悬臂灌注预应力混凝土连续梁（刚构）施工及设计[J].铁道标准设计， 2010（4）：98-101.
[4]毕玉琢.复杂山区铁路桥梁设计[J].铁道标准设计， 2009（11）：37-39.
