大雅河3号特大桥连续梁施工质量控制浅析
2017-10-30
1、工程概况
东北东部铁路通道DT2标大雅河3号特大桥长度为1111.44 m；为以桥代路及跨越大雅河和201国道、望天洞旅游线而设，平面位于R=1200m的曲线上，纵断面位于3‰坡道上，结构为29-32简支梁＋（32＋48＋32）连续梁＋1-32 m简支梁，主桥(32+48+32)米预应力混凝土连续梁为单箱单室变高度变截面箱梁。主跨201国道，国道宽度为12m，线路中心线与国道夹角仅为29°，施工过程中质量和安全控制显得尤为重要。
2、施工工序及控制要点
2.1地基处理
先用推土机将墩位间表层耕植土推平并压实；32#墩挖井基础基坑清淤后采用分层回填并整平压实，压实度>85%。原有地基整平压实后，按2%横向排水坡（桥中心向两侧排水）再在其上填筑大约30cm的粘土，并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压，辗压次数不少于3遍，压实度>95%。如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，然后在处理好的粘土层上硬化20cm厚的C20混凝土垫层。
2.2支架
2.2.1支架搭设
在混凝土硬化好的基础顶面放置15×15cm方木作为支架立杆底座，在已放置好的底座上搭设WDJ碗扣式多功能钢支架，支架外围四周设剪刀撑，内部沿桥梁纵向每4排立杆搭设一排横向剪刀撑，横向剪刀撑间距不大于5m，支架高度通过可调托座和可调底座调节。搭设支架过程中严格检查，尤其注意以下几点：
(1) 选用支架时，严重腐蚀或因外力造成弯曲的支架不得使用；
(2) 全部底托底板必须与枕木密贴，如有少量不密贴，转动调节扣加以调整，直到符合要求为止；
(3) 底托与立杆同轴同心，如有偏斜，用锤敲击调正；
(4) 底托整个底板部分必须全部压在枕木上，如因枕木弯曲变形使底板悬空，在悬空处楔入一根短方木；
(5) 所有剪力撑底部必须顶紧地面，保证剪力撑起到稳定支架的作用；
(6) 支架搭设过程中，经常检查支架的垂直度，保证垂直度不大于L‰（L为支架高度）。
(7) 坚决杜绝出现松动碗扣，反复检查碗扣并拧紧，直到牢固为止。
2.2.2支架预压
为保证混凝土浇筑过程中支架安全和稳固，消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，确保梁体线形，对支架采取预压。预压材料采用梁体钢筋原材加沙袋，支架预压遵循整体、均匀受力的原则，即预加荷载时整体、均匀、分层进行叠加，严禁从支架一端开始堆高加载，防止支架偏心受压，造成支架变形甚至支架倒塌的安全事故。预压重量按现浇箱梁自重的110%，预压荷载分四级加载，每次加载1/4荷载，通过预压消除支架非弹性形变、地基沉降形变，同时获得支架弹性形变值，为控制模板标高提供数据，合理设置预拱度。加载前在支架上做好观测标记，沿顺桥向每5m为一断面，断面处设置3个控制点，间距为1.8m。恒载后每2h用测量仪器进行高程测控，观察支架变形量和地基的沉降量，加载前各标记作初读，加载后对各标记随时进行观察，当连续2d沉降趋于稳定时，且其预压24h沉降量不大于2mm时，则达到预压要求。卸载完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸载后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量,并根据上述预压成果（沉降量、弹性形变量）及反拱值调节顶托来调整对应立杆标高。
2.2.3模板
(1)外模
本桥所有使用模板（翼缘模板、外侧模 、内模、底模）均为玻璃钢竹胶板（厚20mm，面板尺寸1.2m×2.4m），铺设底板底模，根据节段的预拱值调节顶托来调整底模标高，在模板上测量放线，定出侧模位置，并按尺寸切割成型，尺寸必须准确，接缝必须严密，涂刷隔离剂或脱模剂，涂料应颜色一致，所有模板断面标高符合设计要求后，方可绑扎底板钢筋。
(2)内模
内模加工时内部支撑一定要稳定、牢靠，严控各部尺寸，特别是倒角部分，拼装时要连接平顺，表面平整、光滑，倒角接缝处以玻璃胶或腻子涂刷防止漏浆。内模板安装时，在两端顶板1/4跨度处各设一处施工预留口，尺寸为1.2×1.0m，以方便混凝土浇筑及模板拆除，将内模吊装到位，检查接点联系及纵横向稳定性，要确保牢固稳定，防止混凝土浇筑过程中发生变形、移位等。为了防止浇筑大体积混凝土时，发生胀摸，将外侧模板与内模用Φ12mm钢制拉杆拉住，拉杆上下左右间距按1m每道呈梅花形布置。安装模板过程中，需保证模板位置准确，保证顶板混凝土的厚度与梁体高程。
2.2.4钢筋及预应力管道布置
(1) 钢筋制安
进场的钢筋应通过抽样试验、质量鉴定，合格后进行钢筋的整直、除锈、弯折和焊接等工作。钢筋在梁下钢筋加工场地加工制作，用吊车将钢筋吊至底模上，按图纸设计绑扎，尺寸、间距、位置符合设计与规范要求；每一类型钢筋首先加工样品，经检验合格方进行大批量生产，每一钢筋安装焊接均画线定位，确保准确无误。钢筋焊接以搭接焊为主，双面焊缝搭接长度不小于5d，单面焊缝长度不小于10d，钢筋接头按规范要求错开布置，同一截面不得超过50%，钢筋的交叉点用铅丝绑扎结实，必要时用点焊焊接。钢筋的保护层用与梁体同标号的砂浆垫块支垫，数量为4个/m2。
(2) 预应力管道布置
波纹管安装时严格按设计给定坐标值用定位钢筋进行固定，沿长度方向每60cm一道设置定位钢筋，定位钢筋用Φ10mm圆钢焊接成“井”字形卡住管道，弯道处为每30 cm一道，并点焊在主筋上，确保了管道在浇筑混凝土时不上浮，不移位。在钢筋与预应力管道相互冲突时，采取调整钢筋位置、间距的措施，保证预应力管道的位置准确。相差较多时，应与设计单位及监理工程师研究解决，不得随意移动预应力管道位置。根据设计要求，接头处用塑料胶带缠裹好，波纹管安装后将端部堵好，防止水或其他杂物进入管道。波纹管安装完成后，进行水密试验，确保在浇筑混凝土时不产生漏浆现象后，方可进行下道工序施工。尤其是在波纹管平弯出需设置防崩钢筋，避免在张拉时由于应力过于集中，将混凝土崩落。
2.2.5混凝土
(1) 浇筑前检查
在浇筑混凝土前，相关技术人员认真对模板进行有序检查：
① 端模板应与侧模和底模紧密贴合，并与孔道轴线垂直，接缝严密不漏浆；
② 梁内预埋件位置应准确，特别是锚垫板应与端头模板紧密贴合，不得平移或移动；
③ 预应力管道的数量、固定间距、各接头是否严密，预应力管道是否顺直，排气管有无脱落或缺损；
④ 预应力管道两端用海绵或布条堵塞严实，以防水泥浆进入管道。
(2) 混凝土及运输
生产混凝土时，机械设备的各种计量器要保持准确；对骨料的含水率进行检测，雨天施工增加检测次数，并根据所测数据调整混凝土配合比；检查拌合物的均匀性、和易性等，拌合物应颜色一致，不得有离析和泌水现象；混凝土拌制完成后，应在现场及时检查拌合物坍落度及含气量，检查时以现场测值为准，使性能指标在允许范围内。
混凝土采用搅拌站集中搅拌，混凝土运输车运送至浇筑地点，使用混凝土汽车输送泵输送混凝土。
(3) 混凝土浇筑
底板混凝土由两侧腹板位置灌入，底板中间混凝土浇筑不到位的位置，从内模顶板预留孔位置灌入混凝土填充，然后浇筑腹板，最后浇筑顶板。混凝土浇筑斜向分段，呈台阶状往前推进，为保证混凝土连续性，下一层混凝土必须在上层混凝土初凝前浇筑，同时为保证混凝土整体性，混凝土上下接缝相互错开，不可位于同一平面。在振捣混凝土过程中，加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，安排专人负责检查模板、管道、钢筋、和预埋件，防止螺栓松动、模板变形时及时采取措施予以处理。振捣采用插入式振捣棒，振捣移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍，振捣时要离开模板5～10 cm，振捣上层混凝土时插入下层混凝土内5～10 cm，振捣时应注意避免碰撞模板、钢筋、预应力管道、内模。浇筑时应避免混凝土长距离流动，以免引起混凝土离析，影响混凝士强度。在中间横隔板处因钢筋布置较为密集，一定要注意振捣到位，防止振捣不到位造成混凝土毛面。混凝土浇筑完后，应仔细将混凝土表面压实抹平，抹面时严禁洒水。
(4) 混凝土养护
浇筑完成后，水化热较大，为防止引起温缩、干缩裂缝，混凝土表面不能降温过快，及时洒水养护，待混凝土初凝后应立即覆盖土工布进行养护，始终保持混凝土表面湿润连续养护两周以上。
2.2.6预应力工程
(1) 下料穿束
钢绞线的下料长度，通过计算确定，计算时考虑锚具长度、千斤顶长度、弹性回缩量、张拉伸长值和外露长度等因素。钢绞线编束时，梳理顺直，每1 m～2 m用铁丝绑扎牢固，其间防止互相缠绞，距端头2m范围内每0．5 m绑扎一道。钢绞线一端弯成钩形，以利牵引，然后用砂轮打磨端头，以免穿束时戳破波纹管，造成堵孔。各组不同编号的钢绞线必须有明显的标记，以防止混用。穿束前检查锚垫板位置是否正确，孔道是否畅通，穿束时先将粗铁丝作导线穿过孔道与钢绞线束连接在一起，以导线牵引为主，以推送为辅。穿束后应使钢绞线在孔道内自由滑动。
(2) 张拉
千斤顶与油表必须经具资质检测单位校定后方可使用，张拉时要对锚头、孔道等引起的摩阻损失进行实际测定，测定方法按照铁路桥涵施工规范附录规定执行。根据实测结果计算张拉控制力，并与设计单位协商进行修正，最终确定各束理论伸长值。张拉前油路、锚具及夹片安装正确无误后，开动油泵进行张拉，由两人扶正千斤顶使工作锚准确进入锚垫板的限位板槽内。张拉程序为0→初应力20%σcon→σcon（持续5分钟）→锚固。预应力采用两端同步张拉，左右对称进行，最大不平衡束不应超过一束，张拉顺序严格按照设计张拉顺序进行。张拉采用张拉力为主、伸长量作为校核的原则进行双控，当实际伸长值与理论伸长值不相符，并超过±6%时应停止张拉查明原因。在张拉过程中如发现滑丝断丝立即停止操作，查明原因作好记录。若滑丝、断丝的数量超过有关规定时，经监理工程师检查同意后重新换束。张拉完成后采用砂轮切割机将钢绞线切断，用水泥砂浆封住锚具，将钢绞线端头包裹密实。
(3) 压浆
孔道压浆是最后一道工序，直接与张拉保持效果切身相关，所以最后一道关更应该把握，操作程序如下：
① 清洗孔道先用高压水清洗管道，将管内的铁锈、污水等冲出，然后用高压风吹管道，将预应力管道内的水冲洗，直到风口无水雾喷出为止。
② 拌制灰浆先加水，然后倒入水泥和减水剂、微膨胀剂，在加入水泥和减水剂之前开动拌浆机，拌合时间不少于3 min。
③ 压浆启动压浆泵开始压浆，待出浆阀溢出浓稠的水泥浆时，关闭出浆阀，并保持0.4 MPa～1.0 MPa的压力2 min～5 min，然后关闭进浆阀，卸掉压浆管。
④ 拆卸阀门待水泥浆达初凝后(一般为1 h～4 h)，拆除压浆阀，堵住浆嘴，密封盖等，并清洗干净，以备下次使用。
⑤ 封端：压浆后应先将锚具周围冲洗干净并凿毛，然后设置钢筋网和浇筑封锚端，其混凝土标号应符合设计要求。
3结语
以上对连续梁施工做简要论述，是对大雅河3号特大桥连续梁的施工进行归纳整理，有其局限性，但在实际操作中，基本可以达到预期目的，经施工实践证明，以上施工工艺及质量控制措施是成功的，在类似连续梁施工中具有一定的借鉴价值。
参考文献：
(1)黄磊连续梁桥施工控制技术与应用研究山西建筑2008年3月
(2)客运专线线路桥涵工程施工技术指南中国铁道出版社2009年2月
作者简介：
王忠文：通灌工程建设指挥部指挥长， 高级工程师
杨民：华铁工程咨询有限监理公司通灌监理站总监， 高级工程师
