浅述宁波南翔桥V腿施工技术

2014-09-26刘薇

城市道桥与防洪 2014年6期

刘薇

（宁波市政工程建设集团股份有限公司，浙江宁波 315012）

1 工程概况

南翔桥横跨奉化江，位于宁波市鄞州区，系宁波市机场路高架南延的控制性工程。大桥主桥为双幅80+130+80=290（m）的V型墩连续刚构，分上行和下行两幅桥，单幅桥面宽度为23.3 m，主墩Pzx45、Pzs46、Pzx46、Pzs47采用 V型空心薄壁墩，墩梁固结。V型墩两斜腿截面为单箱双室的预应力钢筋混凝土箱形结构，高度2.0～2.4 m，横向宽度15.5 m。箱体顶、底板厚度均为50 cm，腹板厚度分别为80㎝～120㎝。两斜腿内中间设隔板，V撑斜腿顶、底部各设有一定长度的实体过渡段，以连接箱梁和V撑台座。中跨侧斜腿长14.935 m,边跨侧斜腿长15.085 m,两侧斜腿与铅垂线夹角均为38.752°。在每个斜腿的顶、底板中各设置12束12孔的预应力钢绞线，顺着斜腿直至0#块中横梁。其纵横断面图如图1所示。

图1 V型墩构造图（单位：mm）

2 技术难点

（1）在V墩未形成倒三角之前，由于V墩自身混凝土的重力作用，在斜腿的根部会产生一个向外的不利弯矩。这个弯矩可能使得斜腿根部混凝土开裂，在施工过程中采取什么措施平衡这个不利弯矩，是一个难点。

（2）每个斜腿里面有24束预应力钢绞线，在分段浇筑的过程中如何安装定位波纹管是一个很伤脑筋的问题。

（3）混凝土的浇捣难度大，斜腿是一个箱型结构，插入式振捣棒很难伸入到最底层混凝土中，而附着式振捣器的应用又会对支架系统产生安全隐患。如何保证结构混凝土的密实度就成了一个问题。

（4）斜腿的横桥向宽度达到15.5 m，而V墩支架采用在水中钢管桩平台上拼装碗扣支架，这种组合式支架形式给V墩模板系统的变形带来很多变数，不均匀的变形可能会使V墩产生纵向裂缝，如何减小这种不均匀变形，防止结构出现裂缝是一个必须面临的难点。

3 施工技术

对于V墩的施工，常见的工艺有三种：平衡支架法，爬模法，满堂支架法。相比前两种施工工艺，满堂支架法有相关的施工经验，材料的供应能得到保障，现场的施工条件满足搭设满堂支架。所以南翔桥V墩支架系统采用在水中平台上搭设碗扣式满堂支架。水中平台的基础采用Ф426钢管，入土深度经计算为30 m。钢管桩顶设36#双拼工字钢横梁，纵梁采用321贝雷梁，其上采用14#工字钢做分配梁，间距30 cm，最上面满铺8 mm厚的钢板。

3.1 支架（见图2）

图2 V型支架示意图

碗扣支架的布置：在斜腿腹板和横隔梁对应位置30 cm×30 cm，其余部位60 cm×60 cm，横杆间距60 cm。碗扣式支架属于拼装式支架，支架的整体性不是很好，严格按照相关规范设纵、横、平三向剪刀撑。纵横两向每隔4 m设置一根基准杆，以保证整个支架的垂直度和顺直度。支架顶部采用10#槽钢做分配梁。

3.2 骨架

南翔桥的体内骨架不参与施工过程的受力，只是为了斜腿内预应力波纹管的安装和定位。V墩预应力采用P锚，张拉端在0#块横梁位置，锚固端在承台里面。长度为29.135 m～32.125 m。骨架根据混凝土浇筑次数分段接高，采用10 cm×10 cm等边角钢焊接成桁架结构放置在三道腹板内，用10 cm×10 cm等边角钢做上下两道横向连接。骨架的放置位置要准确，使得波纹管付托在骨架上。塑料波纹管和铁皮波纹管的自立性很差，为保证预应力管道的线形，采用壁厚2.5 mm的焊管作为预应力孔道。焊管两端绞丝，焊管之间的连接采用螺栓头连接。

3.3 模板

为提高底模板的刚度，抵抗支架的不均匀变形带来的不利影响，V墩底模采用钢模，其余部位模板均采用木模。钢模一次性拼装到位。钢模与每排碗扣支架的接触面均设置水平钢支座，保证力的竖向传递。有止推作用。

3.4 混凝土

V型墩采用水平分层法分次浇筑施工，V腿高度约12 m，共分4次浇筑，每次浇筑高度约3 m。便于施工人员振捣密实。

控制混凝土自身质量：要求商品混凝土公司配置免振捣自流平混凝土，碎石采用最大粒径为20～25 mm石子，连续级配，经过反击破处理（去除针片状石子和棱角），混凝土塌落度为22 cm，扩展度为直径600 mm以上。防止出现混凝土振捣不密实，减轻现场工人振捣工作量。

为保证V墩上表面的外观质量，减少表面气泡数量，在混凝土浇筑完成后1 h左右时间安排工人对顶板进行复振。

插入式振捣棒很难插入到混凝土的底部，为此在混凝土浇筑前，在V墩的顶板和底板横向每隔1.2 m设置一道8#槽钢作为振捣棒插入混凝土的通道，槽钢长度等长于浇筑长度。

V墩是一个斜面，V墩支架的预压很难实现，对于支架的塑性变形，以及钢管桩的沉降的消除只有靠混凝土自重来完成，这就要求混凝土初凝时间尽可能地长点。在混凝土初凝之前支架的变形和沉降基本完成。南翔桥混凝土的初凝时间控制在12 h。

3.5 临时对拉系统

为保证V墩的受力安全，减小变形，防止斜腿根部弯矩过大而导致混凝土开裂，必须在V墩设置临时对拉系统。在斜腿的钢模上设置张拉锚固位置。

斜腿分4次浇筑，共设置4层水平精轧螺纹钢对拉杆。从下到上如下：

第一层：在标高6.793 m处，设置6根φ32精轧螺纹钢，对应第一次混凝土浇筑。这一层拉杆为被动拉杆，不需张拉。

第二层：在标高9.86 m处，设置16根φ32精轧螺纹钢，对应第二次混凝土浇筑。主动拉杆，在第二层混凝土强度达到设计强度的80%后张拉，张拉力为200 kN。

第三层：在标高12.928 m处，设置6根φ32精轧螺纹钢，对应第三次混凝土浇筑。主动拉杆，在第三层混凝土强度达到设计强度的80%后张拉，张拉力为200 kN。同时补足第二层拉杆的拉力。

第四层：在标高14.456 m处，设置16根φ32精轧螺纹钢，对应第四次混凝土浇筑。主动拉杆，在第四层混凝土强度达到设计强度的80%后张拉，张拉力为300 kN。同时补足第三层拉杆的拉力。在0#块混凝土浇筑前12 h内第二层拉杆张拉到400 kN，第四层张拉到460 kN，先张拉第四层拉杆，后张拉第二层拉杆，最后补张第四层拉杆。