朱智卓

1 工程概况

北冯特大桥起讫里程为DK889+358.02～DK892+559.6,全长3201.58 m,孔跨结构形式为:25-32 m箱梁+(32+48+32)m连续梁+69-32 m箱梁。该桥位于安徽省定远县北冯村,在DK890+223～DK890+256处跨越盱定路(309省道),交角为64°,路面宽12 m,规划宽度30 m。

现浇梁梁部设计为单箱单室等高度截面箱梁,顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。桥面宽度:防护墙内侧净宽8.8 m,桥上人行道栏杆内侧净宽为11.9 m,桥面宽度12 m,桥面建筑总宽12.28 m,梁底宽度5.4 m,翼缘板宽度2.65 m。梁全长113.3 m,跨度为(32.65+48+32.65)m,梁高3.25 m。

2 线形观测的重要性及施工过程中控制措施、要领

桥梁的线形对桥上线路的坡度有直接影响。尤其是对列车的动力冲击作用、预应力束的形状和位置、桥梁的外观、无碴轨道桥梁的轨道系统等影响很大;甚至徐变计算不准和预拱度设置不当,可能导致梁部持续上拱而开裂。对于铁路桥的跨度越大,墩越高,进度越快,线形控制的重要性就越突出。线形的质量是全桥施工质量的有机组成部分,线形控制是桥梁施工技术的重要内容。直线梁主要是控制梁顶、梁底的高程及支座位置,曲线梁还要监控梁的中线和扭转角。线形控制工作的内容可分为理论计算和实施两个方面。理论计算方面:根据设计图和施工组织设计,可以得到预计的各种计算参数值,并提前进行预拱度及挠度的理论计算,得到立模高程的理论值;制定控制计划,进行技术交底,指导实施工作;收集、整理、分析测控结果。

3 连续跨施工方案、施工方法

3.1 总体施工方案

该连续梁采用满堂支架现浇施工,在省道处留设2孔4 m×5 m的门洞,门洞立柱采用φ 325,厚8 mm的钢管搭设,其余位置均为满堂碗扣式脚手架,碗口支架钢管外径为48 mm,壁厚3.5 mm,支架顶设置顶托,顶托内设Ⅰ10型钢横梁,横梁上铺10 cm×10 cm方木,方木顶铺设竹胶板作为底模。施工工艺见图1。

3.2 现浇连续梁支架及模板施工

1)地基处理方法。首先对连续梁下的地基采用触探试验进行地基承载力勘查,找到需处理范围内地层均匀、合适的持力层,将支架范围内的松软地段全部挖除,分层换填AB组料,要求压实度不低于90%,上覆20 cm厚C20混凝土硬化处理,并做好防排水措施。

2)满堂支架系统方案。碗口式满堂支架立柱纵向步距0.6 m,横向间距在腹板下为0.3 m,翼缘板下为0.9 m。每幅立柱完成后,剪刀撑和水平杆要相继安装完毕。水平杆间距1.2 m,纵横均设。剪力杆在沿桥向每三排立杆设置一道,以增加支架的整体刚性及稳定性。

3)支架预压。采用模拟梁体浇筑顺序对支架实施预压,先底腹板,后顶板、翼缘板,荷载加载分三级对称加载,用编织袋装砂对支架进行预压,预压荷载按梁体自重的120%考虑。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高,从而达到对箱梁底高程进行修正的目的。在预压过程中同时观测支架的强度和稳定性,对变形超过设计变形的要立即停止加载,查明原因处理后继续施工。

4)模板安装。支架预压完成后,先测定箱梁中心线、梁端线及梁底两侧边线。在支模前,做好高程的控制,先按照设计坡度线高程进行,待底模立完后,调节梁底主梁工字钢下的顶托,将底板以及翼缘板标高调整至要求的高度,以达到预拱度的设置要求,经标高复测无误后,将顶托锁定。

3.3 钢筋绑扎及混凝土施工

钢筋绑扎与管道安装同步进行,预应力管道采用定位钢筋网片进行固定,定位网片安装与钢筋绑扎同步进行。预应力管道采用金属波纹管成孔。钢筋及预应力管道首先绑扎底板钢筋,底板上下两层钢筋间采用蹬筋支撑,横隔板、腹板钢筋绑扎采用在内侧搭设临时脚手架固定,绑扎成型后拆除。混凝土浇筑采用斜向分段、水平分层、左右对称一次性连续浇筑成型。灌注顺序:先灌注腹板根部,再灌注底板、上部腹板,最后灌注顶板。浇筑完成后对混凝土裸露面应及时进行修整、抹平,在初凝前再抹第二遍并压光,并盖养生布洒水养护。养护时间不少于14 d。

3.4 预应力施工

预应力钢束张拉按初张拉和终张拉两个阶段进行。箱梁纵向预应力束采用两端张拉,张拉顺序严格按设计次序进行,施工过程中实行双控,以油表读数为主,伸长值为辅。预应力采用双控制,张拉值的大小以油压表的读数为主,以预应力钢绞线的伸长值加以校核,实际伸长量应不超过理论伸长量的±6%,当伸长量超过±6%时应查明原因。压浆采用真空辅助压浆工艺,施工步骤:准备工作→抽真空→拌制灌浆料→灌浆。压浆泵采用连续式,同一管道压浆应连续进行,一次完成。

3.5 模板及支架拆除

梁体混凝土浇筑完毕后,端模在3 d后拆除,内模在初张拉完完成后拆除,剩余的翼缘、腹板侧模、底板等模板在终张拉后随支架一起拆除完成。

4 连续梁线形监控

4.1 测点布置

连续梁顶面分别在每跨的两端、1/4截面、跨中及 3/4截面处布设26个观测标,监测其预应力施工及支架拆除后梁体发生的上拱及下挠等标高变化情况,并按照观测方案的周期进行观测。沉降标布置图见图2。

4.2 桥梁预拱度的设置

根据计算得出的跨中拱度值,以跨中为最高点,以两支座处为“0”建立抛物线坐标,并代入求出抛物线表达式:y=ax2+b,然后根据实际支承垫石间距的相对坐标,求出纵向每个横断面的反拱值yx(即距离跨中 x处的反拱值),再减去该断面处支架的弹性变形值δ1,即为该断面处需设置的拱度,即:ΔHx=yx+δx。其中,ΔHx为距离跨中x处的拱度值;yx为根据计算得出的距离跨中x处的反拱值;δx为距离跨中x处支架的弹性变形值。

4.3 监测方法

在梁顶面预埋专用观测标进行详细观测。梁顶线形观测标预埋在顶板混凝土中,圆头露出梁顶面即可。观测标布置在两侧防撞墙预埋钢筋附近,以减少对桥面平整度的影响,但要方便观测。在其正式使用前,必须与承台上观测标联测,保证原始观测数据的有效性。必须在日出前固定的时间或固定的温度下测量,保证准确、及时地掌握支架现浇梁梁面标高的发展变化情况。

4.4 监测频率

张拉前读取初始数据,张拉后的第1天,第3天,第5天各读取一次数据。一周之后,7 d读取一次数据,持续至张拉后三个月。

4.5 数据分析及线形控制的最终目标

梁的线形是呈动态变化的,梁段的高程将因后续工序的影响而改变,竣工后的长期徐变、收缩、温变及活载等,将继续使该梁段的高程产生变化,我们称竣工后某一时刻的线形为最终线形。在施工过程中,通过正确设置预拱度来控制模板及混凝土的高程,使梁在徐变完成时的最终线形与设计线形一致,这就是线形控制的理想目标。设计线形就是设计立面图中的梁顶线。

[1]TBJ 2-85,铁路桥涵施工规范[S].

[2]张继尧,王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2004:3.

[3]段明得,孙东泽,余 量.天生桥 2号大桥线形控制[J].铁道建筑技术,1995(5):6.