滨海滩涂地带大跨度变截面预应力连续箱梁现浇施工技术

1、工程概况

福鼎市铁锵大道地处滨海滩涂深层淤泥地带处, 其淤泥深度较大, 最深达到19m, 且淤泥为软塑至流塑状态。其间跨越规划河道需修建大跨度连续箱梁桥K2+360大桥1座, 该大桥全长100m, 桥宽36m, 分左右两幅。

桥梁上部结构采用30m+40m+30m预应力混凝土变截面连续箱梁。箱梁采用单箱三室断面, 主梁根部梁高为3m, 跨中梁高为1.6m, 梁宽为18m, 悬臂长为2.5m, 悬臂根部厚0.5m, 桥面横坡采用腹板高度调整, 箱梁底面横向水平, 桥面横坡为1.5%的单向坡。

桥梁下部结构桥墩采用柱式桥墩, 墩径1.8m, 桩径1.5m, 桥台采用实体式桥台, 双排冲孔灌注桩基础, 桩径1.2m。桩底终孔地层为中风化凝灰熔岩, 桩为端承桩。桥梁及支架纵、横断面设计图如下图。

2、施工总体顺序及方案

本工程施工总体顺序为:施工准备、桩基及地基处理、支架施工、桥梁结构施工 (包括模板安装与加固、钢筋制安、波纹管安装、混凝土浇筑与养护、预应力张拉、孔道压浆封端、桥面附属结构施工) 。

本工程主要施工方案为:

(1) 现浇箱梁全跨采用贝雷梁+碗扣式支架, 竹胶板底内模及侧模。采用现场绑扎钢筋、预埋波纹管, 分两次浇筑混凝土的施工方案 (第一次浇筑至翼板下10cm, 第二次浇筑至顶板) 。

(2) 支架设计及施工:采用钻孔灌注桩支撑贝雷梁平台;贝雷梁平台搭设碗扣式满堂支架;贝雷梁采用国产“321”公路钢桥桁架 (3×1.5m) ;横向采用普通三排单层贝雷桁架放置在桩顶作分配梁, 在桁架上纵向按900mm的间距布置单排单层贝雷桁架, 在纵向桁架上横向按间距600mm布置I25a工字钢, 对工字钢及贝雷桁架进行固定, 在I25a工字钢上面搭设碗扣式满堂脚手架。碗扣式脚手架各钢管均设置顶、底托, 顶托上横向布置间距600mm的120×150mm方木, 纵向布置间距200mm的100×100mm方木, 再在其上设置15mm的竹胶板作为底模。

(3) 混凝土施工:利用形成的翼板和底模平台绑扎底、腹板钢筋, 安装中横梁横向和腹板纵向波纹管, 并穿好钢绞线, 在内模安装完成后, 浇筑C50砼至翼板下10cm时, 进行覆盖养护;在第二次浇筑至顶板、养护至混凝土强度达到设计强度100%后, 拆除内模, 进行预应力张拉;压浆强度达到强度后, 拆除支架和底模。

3、各重点工序施工质量控制

(1) 支架堆载预压:支架搭设完、底模安装好后, 在混凝土施工前对支架进行预压。预压的目的是消除支架搭设的非弹性变形, 测算出施工荷载时的弹性变形, 以供计算出贝雷支架底模的预拱度。加载采用砂袋配重堆载。整个预压加载过程模拟实际混凝土施工时的荷载分布, 按照先每跨跨中向两端底板, 再腹板, 最后堆载顶板和翼板的顺序进行, 并按60%、80%、100%、120%四级进行加载。

(2) 支座安装:在模板安装之前, 在垫石顶面按设计位置精确预留支座锚栓孔。安装时将支座垫层混凝土凿毛, 将支座吊装就位后安装模板灌注高强度水泥浆。

(3) 模板安装:箱梁外模的面板采用2.44m×1.22m×0.015m竹胶板;箱梁内模的面板采用木模, 底部不封闭;箱梁端模的面板采用厚1.5cm的木胶板。

(4) 钢筋工程:按照设计要求进行现场绑扎, 同时做好预埋件的埋设。波纹管安装严格按施工图纸提供坐标安放, 完成后, 安装张拉端的锚具的锚垫板和螺旋筋, 同时在固定端波纹管或连接器外罩上设置PVC压浆排气管, 排气管露出梁外。

(5) 预应力穿束:在混凝土浇筑之前穿束的管道进行全面的检查, 并应检查钢绞线能否在管道内自由滑动。本项目预应力钢绞线采用先穿的方式且利用穿束机单根进行。

(6) 高强砼浇筑:设计采用C50砼。施工时混凝土泵送应连续进行, 现场要预留一辆泵车, 至少要有两辆泵车时才可按正常情况连续泵送, 保持浇筑的连续性。混凝土浇筑按水平分层、斜向浇筑、整体浇筑的方法进行施工。混凝土浇筑采用全断面二次浇筑成型的方法, 由低向高自一端横梁向另一端横梁连续浇筑。浇筑时纵向分段、竖向分层, 分段长度原则上按10m划分为一个浇筑段。每段先浇筑底板混凝土, 再浇腹板和横梁, 最后浇筑顶板和翼板。浇筑完成后, 在收浆后予以覆盖和洒水养护, 养护日期不小于7天。

(7) 预应力张拉

(1) 张拉以应力和伸长值双控法控制, 以前者为主要控制指标, 后者作为校核。初始应力张拉至控制应力的15%, 然后两端对称分级对称张拉至控制应力。张拉及伸长值量测均由智能电脑操控完成。

(2) 张拉顺序:采用4套智能张拉设备对称进行张拉。张拉顺序遵循同步、对称张拉的原则, 先张拉纵向腹板, 后张拉底板, 再张拉顶板, 最后张拉横向的中横梁预应力钢束。顶、底板钢束均沿箱梁中心线对称张拉。

(3) 质量控制:同一束钢绞线回缩量不大于6mm, 否则必须重新张拉。断、滑丝的数量不得超过预应力筋总数的0.5%, 并不得位于梁体的同一侧。且一束内断丝数量不得超过一丝, 同束夹片外露量差值不得超过2mm。预应力束张拉值与伸长率双控测量数据均须符合设计图纸与验收规范要求。

(8) 孔道压浆、封锚:压浆应在张拉后24小时内进行, 采用一次压浆工艺, 按照单向压浆从低到高的方法和顺序进行。

(9) 支架及底模的拆除:在梁体张拉完成后, 压浆强度达到设计强度, 方可拆除支架和底模。梁底模及支架卸载顺序, 严格按照从梁体挠度最大处支架节点开始, 逐步向两端卸落相邻节点, 当达到一定卸载量后, 支架方可脱离梁体。

4、质量检测结果分析

本桥进行了全面严格的质量检测。具体检测结论为:

(1) 外观:外观质量良好;

(2) 结构:混凝土强度评定标定均为1、保护层厚度评定标定为1、混凝土碳化评定标定为1;

(3) 荷载试验:

(1) 城市-A级静载试验效率为1.04, 卸荷后各测点的相对残余变形在1%-5%之间<20%;

(2) 试验荷载满载时, 桥跨结构总体刚度满足设计要求, 卸荷后各测点的相对残余变形在3%-16%之间<20%, 各应变测点的实测应变值小于理论计算值;

(3) 无障碍行车试验下箱梁冲击系数最大值为1.11<1.22, 试验中未见肉眼可见新增裂缝, 主体结构未见明显变形。

经检测, 桥梁整体施工质量为良好。

5、结束语

福鼎市铁锵大道工程投资建设-移交 (BT) 项目部承担并出色的完成了K2+360大桥大跨度变截面连续箱梁的施工任务。该施工方案技术可行, 经济合理, 其施工经验为地处滨海滩涂深层淤泥地带的大跨度变截面预应力混凝土连续箱梁施工提供了新的选择和工程实践经验。

摘要：本文通过福鼎铁锵大道滨海滩涂地层大跨度变截面预应力连续箱梁现浇施工实践, 重点阐述了支架法现浇施工质量控制关键点, 详述了质量关键点的施工工艺, 以供借鉴。

关键词：滨海滩涂,大跨度变截面,预应力连续箱梁,施工工艺

参考文献

[1] 、福鼎市铁锵大道三期工程设计图 (2012-03第一版) , 工程编号:2011-市政-113, 福州市规划设计研究院;

[2] 、《福鼎市铁锵大道岩土工程勘察报告》 (工程编号:DCN2011159) , 福建东辰综合工程勘察院, 二○一二年一月;

[3] 、《城镇桥梁工程施工与质量验收规范规范》CJJ2/-2008;

[4] 、《路桥施工计算手册》, 周水兴等著, 人民交通出版社, 2001年10月。