老山大桥主墩合拢施工技术新探
2017-06-19
一、工程概况
厦蓉高速（贵州境）榕江格龙至都匀段公路工程位于贵州省黔东南苗族侗族自治州及黔南布依族苗族州境内，是国家“7918”高速公路规划厦门至成都高速公路贵州境的重要组成部分，也是贵州省规划的“3388”骨架公路网的重要组成路段。由中铁二十一局集团三公司承建的老山大桥为左右分离式桥梁，主桥部分为悬浇预应力混凝土连续刚构，桥型布置为5×40+2×95+4×40+（74+2×140+74） m，最大墩高103 m。主桥左线位于R=4235 m的圆曲线上，右线位于R=4000 m的圆曲线上，全桥横跨3条“V”型山谷，沟谷地段近于直立，地形陡峭。
二、合拢段设计（以左线第四联为例进行说明）
左线第四联设计三个主墩（12#、13#、14#）及两个过渡墩（11#、15#），单墩设计有16个节段，悬浇箱梁为单箱单室直腹板断面，箱宽7 m。第四联共计有两个边跨现浇段、两个边跨合拢段、两个中跨合拢段。边跨现浇段长度为3 m，合拢段长度为2 m，高度为3.1 m，边跨底板厚度从100 cm～30 cm渐变，腹板厚度从225 cm～50 cm渐变，顶板厚度从100 cm～28 cm渐变。中跨底板厚度为30 cm，腹板厚度为50 cm，顶板厚度为28 cm，全桥顶板宽度为13 m。见图1。
三、边跨现浇段施工
根据施工现场实际情况（左11#墩高67.5 m，左15#墩高1.8 m）确定，左11#墩处现浇段采用预埋托架、左15#墩处现浇段采用钢管支架作为承重结构进行施工。
1.左11#处边跨现浇段承重结构。在盖梁一侧预埋32的对口槽钢两排（每排4根）作为牛腿，在牛腿上焊接托架作为承重系统，盖梁另一侧从承台部位预埋4根φ32的精轧螺纹钢作为平衡重。在托架顶布置钢砂桶用于拆除底模，钢砂桶采用外径273 mm的螺旋焊缝钢管进行制作，然后在沙桶顶铺设40工字钢两根作为横梁，横梁上铺设20工字钢及底模板。图2为承重结构图。
图2 承重结构图
2.左15#处边跨现浇段承重结构。左15#墩地势较低，搭设钢管支架简单、快速，将原地面平整夯实后，浇筑10 cm厚的混凝土，然后在钢管底铺设10 cm的方木，钢管采用φ48×3.5 cm的钢管，底下用底座，顶用丝口顶托，立杆纵向间距60 cm、横向间距40 cm（腹板位置处），水平杆间距1.2 m，然后在顶托上布置20工字钢（工字钢较现浇段长度加长80 cm）、铺设底模作为承重结构，见图3。
3.现浇段钢筋绑扎及混凝土浇筑。边跨现浇段底模铺设完成后，根据桥梁监控方确定的底模高程进行底模标高的调整，待标高调整到位后，安装侧模板。侧模采用大块钢模板进行拼接，翼缘板处采用立杆支撑，模板外用14槽钢进行加固，然后用φ25的螺纹钢做拉杆进行定位，绑扎底板及腹板钢筋，安装内模，内模采用组合钢模板。内模安装调整到位后，绑扎顶板钢筋。
边跨纵向预应力钢绞线端头设计采用固定端锚具，故边跨现浇段的施工不宜太早，应安排在悬浇节段最后一个节段施工的时候进行，便于钢绞线定位。此时将带有固定端锚具的钢绞线按设计要求布置后，另一头穿入悬浇节段的对应孔道内，为防止钢绞线预穿可能造成的孔道漏浆堵塞的情况，应将波纹管的接头用胶带绑扎牢固。同时将竖向精轧钢、劲性骨架及顶板横向钢绞线按设计要求安装到位，上述工作需与钢筋绑扎同时进行。
混凝土浇筑采用泵送入模，分层浇筑。混凝土浇筑前，应对左11#墩顶预埋精轧螺纹钢进行等重张拉，防止墩身侧压偏大，对墩身造成破坏。合拢后，解除精轧螺纹钢锁定。
四、边跨合拢段施工
1.准备工作。在悬浇节段16#段施工完毕后，清除箱梁顶面及内箱的材料设备，对于不需要的材料设备要全部清理到桥下，必须要使用的材料设备应堆放到箱梁0#块主墩顶上，尽最大限度减少对箱梁悬臂端标高的影响。同时拆除现浇段内外侧模。
2.模板安装。在挂蓝底模纵梁与现浇段纵梁的空隙中，布置20工字钢在挂蓝前底横梁和现浇段底横梁上作为承重结构（15#墩处现浇段将20工字钢加长布置在挂蓝前底横梁上），重新铺设底模，安装内外侧模，逐个调整前吊带位置，避开波纹管道，同时在吊带与模板、混凝土冲突的位置将模板开口，在底板与顶板位置处用竹胶板做出预留孔，用于吊带上下活动，见图4。
3.钢筋绑扎及劲性骨架安装。钢筋分两次绑扎，第一次安放底板、腹板钢筋、竖向预应力筋，并对预穿纵向波纹管定位，第二次绑扎顶板钢筋，横向预应力筋穿束及定位。
本桥合拢段劲性骨架为28槽钢双肢，布置在腹板上下倒角处，共计四处。在16#梁段和现浇段腹板上下倒角处安装制作好的预埋件，按设计要求在浇筑16#段及现浇段时进行定位，然后将合拢段劲性骨架与一端焊接密实，焊接前将预埋钢板及槽钢清理干净，另一端作为调节端，施焊时要采取温控措施，用木板对混凝土进行遮挡，避免烧伤混凝土。
4.合拢段锁定。合拢段配重的设置：为保证合拢段线型以及减少合拢段混凝土浇筑后产生的内应力，在悬臂端应设置配重，分为两类。一是为了调节线型用配重，根据主梁合拢口高差情况，确定采用调节梁段线型用配重大小，此类配重的设置应根据合拢段两端的高差，按监控、设计单位允许的悬臂施工不平衡荷载范围内控制，从而达到解决合拢口高差的目的，以此实现高精度合拢目标。二是设置合拢段混凝土作用到悬臂端的重量，以合拢段混凝土全部重量考虑，在现浇段顶级悬浇节段顶对称布设（各布置1/2合拢段混凝土重量）。采取在梁的两端加水箱配重方式。水箱可采用组合钢模组拼，在组合钢模内铺一层厚塑料布利于装水。合拢段的锁定：合拢段锁定宜选在日照温差小的阴天或温度变化幅度较平稳的时间段进行。根据施工现场气候条件，确定为凌晨0：00～3：00合拢锁定。 5.边跨合拢段混凝土的浇筑。在浇筑合拢段混凝土前一周，观测这一周时间的气温数据，找出气温变化规律，确定一天中最低温度时间，恒温时间，升温时间，以便在气温最低且温度变化较小的一段时间里浇筑混凝土，浇筑结束正值升温，这样混凝土受热膨胀受压比收缩受拉有利。合拢时间安排至凌晨0：00～3：00时间段内进行混凝土浇筑。随着混凝土的浇筑，配重等量减少，直至混凝土浇筑完毕，配重全部移除。合拢段混凝土宜采用较小的水灰比，通过试验掺入一定比例的微膨胀剂，以弥补混凝土硬化过程中收缩引起的体积损失。混凝土浇筑完毕后，在梁顶面上铺覆盖物，与合拢段两相邻梁段1 m范围内一起养护，箱内箱外均不间断地洒水养护。
6.边跨合拢段预应力张拉及体系转换。根据设计图纸的要求，待混凝土浇筑完成，达到设计强度的95%，顺次张拉底板束钢绞线B4～B1，然后张拉顶板束H2、H1。按设计要求，张拉采用单端张拉的方式进行。张拉完成后，及时压浆，合拢阶段张拉顺序为先进行纵向束的张拉，然后进行竖向束张拉，最后完成横向束张拉。待压浆强度达到设计强度的95%以上时，拆除挂蓝、托架、支架及模板，将边跨盖梁顶杂物清理干净，预留孔进行填充，完成边跨体系转换。
五、中跨合拢
待边跨合拢，拆除12#、14#墩上的挂篮时，保留各墩靠近中跨部位的挂篮上的前底横梁，用吊带通过预留孔将前底横梁悬挂在悬浇节段靠近端头处50 cm，其他构件全部拆除，然后将13#墩顶挂蓝底蓝用卷扬机固定，然后将13#墩上的挂篮主桁架拆除，用吊带及导梁将侧模固定在悬浇节段上，用卷扬机牵引将底蓝纵梁插入预留的底横梁上，将底蓝固定后，将将内外模前移，用两端的底横梁及内外导梁作为承重构件施工中跨合拢段，见图5。
待模板调整到位后，安装底板及腹板钢筋及劲性骨架，按设计要求对劲性骨架进行锁定、锁定温度控制在15+3度范围内。合拢段浇筑混凝土时，气温控制在15+3度范围内，选择在夜间00：00～3：00进行骨架锁定及合拢段混凝土的浇筑，实现主梁中跨合拢。锁定前两端配重采用水箱的方式，每端重量为1/2中跨合拢段重量。随着混凝土的浇筑，配重等量减少，直至混凝土浇筑完毕，配重全部移除。待混凝土浇筑完成，达到设计强度的95%，顺次张拉中跨底板束钢绞线Z9～Z1，然后张拉顶板束T18、T17。张拉完成后，压浆、拆除底蓝及模板，实现全桥合拢。中跨合拢段纵向钢绞线布置密集，为防止出现底板拉裂的情况，分两批进行张拉。第一次张拉底板束Z9～Z5、压浆，达到压浆强度的95#以上时，在进行剩余纵向钢绞线的张拉、压浆。
中跨合拢后，及时竖向及横向预应力筋，对箱体内外进行全面清理，原预留孔进行封堵，同时对成桥的标高进行定期观测，监控单位应对梁体应力变化进行定期测量，以便掌握梁体应力分布及变形情况。
六、结束语
T形刚构合拢段施工处于悬浇梁体施工后期，也是能否成桥的关键所在，故选用适合的设计及施工现场实际情况的施工工艺十分关键。本文通过在厦蓉高速公路格都段老山大桥施工中的体会，对老山大桥T形刚构合拢段施工技术进行了全面阐述，以供同行参考。
