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连续刚构挂篮悬浇质量控制


连续刚构挂篮悬浇施工的质量控制要点
李育庆 (中交四航局一公司平阳高速公路路基八标项目部)
摘要:结合太阳高速公路温河大桥主桥连续刚构挂篮悬臂浇筑施工经验,简要介绍连续刚构各工序施工质量 控制要点及相关注意事项。 关键词:连续刚构 挂篮悬浇 质量控制 要点

1 前言
温河大桥是山西太阳高速公路的控制性工程之一,其主桥为65+2×120+65m预应力砼 连续刚构结构,分左右幅,全长370米,其跨径和结构尺寸是目前山西公路史上同类型桥 梁之最。主桥箱梁断面采用单箱单室直腹板断面,箱梁顶板宽 16.5米,底板宽8.5米,悬 臂长度4米。箱梁根部梁高为7.5米,跨中及边跨合拢段、边跨现浇段梁高为 2.8米,其余 梁底下缘按1.75次抛物线变化。其中0#块长度10m,1#~5#块节段长度300cm,6#~10 #块节段长度360cm,11#~15#块节段长度420cm,中跨、边跨合拢段长度均为200cm。 主桥箱梁施工除0#、1#块在墩顶托架上浇筑完成,边跨现浇段在支架上浇筑完成外,其余 从2号块至15号块均采用挂篮悬臂浇筑法施工,悬浇节段最大块体重量为2#块,2#块砼体 积为73.3m3,重190.2t。 目前大桥已建成并交验,主桥连续刚构施工顺利,期间未出现质量安全事故,各项监 控、检测数据正常,施工中的质量控制是顺利完工的关键。本文结合温河大桥连续刚构的 施工经验,就连续刚构挂篮悬浇施工在支架、模板、挂篮、钢筋混凝土及预应力等方面的 施工质量控制要点进行简要的总结和探讨。

2 支架及模板
2.1 支架 连续刚构支架包括0#、1#块现浇托架及边跨现浇段落地支架。支架不稳、沉降或变形 过大均会造成现浇混凝土的严重质量事故:轻者后端混凝土拉开裂,重者支架坍塌造成重 大损失。 所以要重视支架的设计验算和搭设质量, 支架搭设完成后须对支架实施超载预压, 确保支架安全。 支架设计验算须有足够安全系数,考虑支架质量影响,宜取 2~3的安全系数,设计时 要充分考虑各种荷载作用力(混凝土、支架模板自重、施工荷载、自然因素等)和地基承 载力,严格验算支架受力和变形能否满足要求。

因本桥边跨现浇段均较短,落地支架形式相对简单,采用φ 630大钢管与墩身预埋件 组成支架,支架支承在承台上,地基承载力满足要求;采用堆载法进行预压,堆载物采用 方便吊装的成捆钢绞线,省工省时。具体不做详解,本文重点介绍0#、1#块托架搭设及预 压。 2.1.1 0#、1#块托架 本桥结合箱梁形式和荷载情况将托架设计为:墩柱上预埋钢板、加强弦杆头,贝雷片 与加强弦杆连接形成纵向水平杆,工28a工字钢斜撑梁一端预埋钢板焊接,另一端支撑贝 雷片形成0#、1#受力托架。托架上横桥向铺工32a工字钢,工32a工字钢上铺[8槽钢定型桁 架,桁架上铺10X10方木及木板。施工托架具体情况如图2.1:托架立面图,图2.2:托架 侧面图。 为方便混凝土浇筑完成后顺利下落底模,施工托架时,位于底模下方的[8桁钢定型架 片与工32a工字钢之间设木楔,木楔还能起到调整底模标高的作用。

图2.1:托架立面图

图2.2:托架侧面图

2.1.2 托架预压设置 在连续刚构高墩施工中 ,对托架进行预压,可检验托架的受力性能和安全性,消除非弹 性变形、测量弹性变形量,为立模标高提供依据。为克服堆载法耗费材料多、加载时间长、 加载吨位难以精确控制的缺点,本桥连续刚构1-0-1′# 块托架预压采用预应力施载法。 采用此方法可通过油表读数精确控制预压荷载,且具有材料用量少、预压时间短、施工方 便、节省费用等优点。 加载原理:将面荷载模拟成等效的多点集中荷载,张拉加载时产生的集中荷载通过张 拉盒及下方工字钢使支架均匀受力;简单讲即为千斤顶张拉预应力钢绞线,钢绞线下端锚 固于承台锚固端、 由其提供反力, 上端通过固定于托架上方的张拉端及反压梁施载于托架, 从而达到预压效果。

下部锚固端的设置:在承台施工时在各加载点预埋2根φ 32 mm精轧螺纹钢螺纹钢,长 200cm,其中埋在混凝土内140cm,外露60cm,两根精轧钢间距36cm,其下端设下垫板及下 螺母,并在端部安装加强钢筋网增强混凝土锚固力 ,精轧螺纹钢在主墩承台上的具体位置 见图2.3:承台预埋点平面布置图。预压时用挂篮的小分配梁用螺母锁紧在两根精轧钢做 为固定端的传力构件,钢绞线固定端则用多孔扁锚固定在分配梁下端从而形成预压固定 端,如图2.4:预压固定端示意图。 上部反压梁及张拉端设置:安装托架后安装反压工字钢对托架进行预压 ,预压重量为 自重和所有施工荷载总重量的1.2 倍。在0#块托架顶部横桥向方向与下部预应力钢绞线固 定端对应布置铺设两条工32工字钢,并在工32工字钢上放置张拉盒进行张拉,如图2.5: 预压张拉端示意图。

图2.3:承台预埋点平面布置图

图2.4:预应力预压固定端示意图

图2.5:预压张拉端示意图

2.1.3 托架预压验算及实施

0#、1#块梁段砼分2 次浇注,第一次浇注底板和腹板,第二次浇注顶板,托架只考虑第 一层的荷载 , 第二层的荷载由第一层箱梁自行承担 , 托架计算只计算有效荷载 , 即只计算 “悬空”部分,墩顶部分荷载由墩身自身承受,即将悬空混凝土自重,模板、支架自重及 施工荷载组合考虑,并取1.2的安全系数进行计算。 经过计算1#点受力最大为991.43kN。该点设置Φ S 15.2预应力钢绞线5条,每条钢绞 线张拉力为198.26kN(小于0.8fpk对应张拉力208.32kN);对应的承台固定端每根Φ 32mm 精轧螺纹钢张拉控制力 [P]=690.8kN , 两根精轧钢的总拉力为 1381.6kN ,满足最大张力 P=991.43kN的要求。受力体系满足要求并具有一定安全储备。 预压采用4个单顶进行张拉,分级加载,然后分级卸载。张拉工作在墩顶完成,张拉 时设专人统一指挥。张拉按预压的张拉力0→25%→50% →75% →10%持荷24 h。张拉顺序: 先①⑤④⑧位后②⑦③⑥位,每4个点作为一组对称施加张拉力。采用水准仪和全站仪对 各个观测点进行变形观测,观测时由同一仪器测量,同一测量人读数,每次观测都要对上 述测点的标高进行测量记录,保存好原始数据以便下步进行数据的分析。 通过托架预压沉降数据显示平均变形值均在10mm以内,回弹变形在5mm内,预压过程 结束。整个预压过程严格按照拟定方案执行,预压沉降数据显示托架满足施工要求。 2.2 模板 连续刚构模板包括现浇段底模、内外模板,悬浇段内模。为方便装拆,底模、内模采 用木胶板,侧模在部分方便拆除的位置采用墩身或挂篮钢模板、其余采用木胶板,节段端 头模板采用5mm钢板。 模板安装时在平整度、刚度、平面位置方面须满足规范要求,且现浇段底模标高须根 据支架预压数据中的弹性变形值设置相应预拱度。模板加固措施须到位,防止塌模、鼓膜 现象发生。 0#、1#块现浇段的两端头位置(即1#块处)外侧模板利用提前拼装好的挂篮侧模板, 安装该段侧模时整体吊装就位。待挂篮主桁架安装就位后即可利用卷扬机将侧模拉出就 位,方便快捷。侧模吊装就位前,可根据现浇段标高及侧模尺寸计算出侧模底部就位时标 高,在支架上根据该标高提前用型钢设置标高带,侧模就位时放置在标高带上调整好垂直 度并对拉加固即可完成安装。

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