連續(xù)剛構在橋梁工程中的應用
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摘要:廣州市軌道交通十四號線高架橋梁標準段在國內創(chuàng)新首次大規(guī)模、長距離采用節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構形式，上部結構采用預制節(jié)段拼裝組合箱梁，下部結構采用薄壁墩。介紹了現(xiàn)澆法結合短線法節(jié)段預制梁膠拼、整孔架設、濕接縫及后澆段澆筑、整聯(lián)箱梁預應力張拉的施工方法，為今后類似工程的施工提供借鑒。
關鍵詞:節(jié)段預制拼裝，預應力，連續(xù)剛構，高架橋
1工程概況
廣州市軌道交通十四號線高架橋約32km，除上跨河涌、現(xiàn)狀或規(guī)劃橋梁等特殊節(jié)點為現(xiàn)澆或懸澆連續(xù)剛構橋梁外，高架區(qū)間標準段在國內創(chuàng)新首次大規(guī)模、長距離采用節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構形式。節(jié)段預制拼裝標準橋梁為4跨1聯(lián)為標準跨徑組合連續(xù)剛構箱梁，以40m跨為標準跨徑，配跨為4×38m連續(xù)剛構等跨徑組合。每一節(jié)段塊結構形式為單箱單室斷面。箱梁頂寬10m，梁底寬2．4m，梁高2m，采用短線法［1，2］預制，現(xiàn)場膠拼、逐孔架設，節(jié)段重約40t。施工效率高，最快平均2．5d架設一跨。每孔橋梁兩側與中墩墩頂塊預留20cm的濕接縫采用混凝土現(xiàn)澆，每一聯(lián)橋梁兩端邊墩采用單薄壁墩，單薄壁墩采用現(xiàn)澆施工工藝，墩柱頂與節(jié)段梁底同寬，墩梁連接協(xié)調一致。
2施工方案
節(jié)段梁的架設采用DP50/40節(jié)段拼裝架橋機逐孔架設。整體施工采用先簡支后連續(xù)的施工工藝。節(jié)段梁運架總體施工流程:節(jié)段梁由平板運梁車運輸至架橋機正下方，由架橋機提升至架設位置，將所有梁段全部提升懸掛后，從該跨的后端開始逐片涂膠預拼，張拉臨時預應力，待所有梁段膠拼完成后，張拉簡支預應力鋼束至設計規(guī)定值，注漿封錨、整孔落梁，解除架橋機與混凝土梁的連接，架橋機過孔，重復上述步驟完成整聯(lián)內各孔節(jié)段梁的架設。澆筑濕接縫，待混凝土達到設計要求后張拉連續(xù)預應力鋼束至設計規(guī)定值，注漿封錨。
3節(jié)段梁膠拼施工
3．1節(jié)段塊懸掛與試拼
起重天車把箱梁節(jié)段吊起，移動天車至節(jié)段的安裝位置，利用吊掛將節(jié)段塊懸掛于主梁下方，天車摘鉤后繼續(xù)吊運其他節(jié)段，直到整跨的箱梁各節(jié)段全部吊掛在架橋機上。梁段經(jīng)車起吊至與已拼裝梁段相同高度后停止，緩慢將天車向已拼梁段靠攏，在快靠攏時，用木楔在兩梁段接縫間臨時塞墊，防止梁段撞傷。等梁段穩(wěn)定后，通過吊具對起吊梁段的位置調整，使其與已拼梁段端面匹配。取出墊木，緩慢驅動天車將起吊梁段與已拼梁段拼接，到位后觀察上、下接縫是否嚴密，有無錯臺。
3．2環(huán)氧樹脂膠涂抹
在節(jié)段梁試拼完成后，再將其沿縱向后移40cm，在已拼裝梁斷面進行涂膠。涂膠完成后，合龍梁段，施加臨時預應力，并在膠結劑固化前，進行體內束預應力張拉。涂膠總的原則是快速、均勻并保證涂膠厚度。涂膠面要用鋼絲刷、砂紙打平，并洗干凈和保持干燥。兩塊節(jié)段梁的拼接時間段包括第一筒配比涂刷，刮平，拼裝對位，臨時張拉，合計時間為40min，采用的粘接劑初步固化時間應大于2h。
4預應力施工
4．1臨時預應力施工
臨時張拉預應力采用6根精軋直螺紋鋼筋作為預應力張拉桿件，分別布置于梁段頂板及底板上。張拉時采用頂板和底板上下同時張拉，橫向按先中間后兩邊對稱張拉［3］。臨時預應力解除時，必須在整孔體內縱向預應力束全部完成后。
4．2整孔箱梁預應力施工
1)材料及施工機具。本工程預應力體系構造主要有:鋼絞線、錨板和夾片、錨墊板和螺旋筋、轉向器、預埋管、密封裝置、減振裝置、保護罩等，見圖1。2)施工流程。施工機具、材料準備→下料→體內索穿束→張拉體內束→孔道壓漿→錨頭預埋管內防腐→防松裝置保護罩的安裝。
4．3孔道壓漿
張拉完畢后，應該及時壓漿，最遲不得超過48h，以免預應力鋼束銹蝕或松弛。圖1外立面施工技術要求:管道壓漿采用真空壓漿，水泥漿標號為425號以上的普通硅酸鹽水泥。真空壓漿的主要設備包括智能壓漿機、真空泵。預應力管道材料不允許有裂縫或存在影響抽真空的缺陷。采用真空泵排除多余空氣后，管道內應能維持－0．06MPa～－0．09MPa的真空度。預應力孔道經(jīng)過清孔后，不允許留有積水。
4．4封錨
壓漿完成后，用砂輪切割機割除長余的鋼絞線，其外露長度大于3cm，并對需封錨的部位及時進行混凝土澆筑［4］。
5箱梁固定與濕接縫、后澆段澆筑
預應力束張拉完成后，箱梁形成一個整體，此時解除架橋機中吊掛與箱梁的連接，依靠架橋機兩端的端吊掛使整孔箱梁下落，當箱梁下落距臨時支架頂端約3cm～5cm時停止下落，此時啟動架橋機的縱橫移泵站，操作架橋機的縱橫移油缸使箱梁正確對位后(對位基準依據(jù)線路縱向中心線和梁面控制高程)，繼續(xù)下落箱梁至臨時支架頂部。
5．1箱梁固定
整孔箱梁下落至臨時支架支撐、解除架橋機的兩個端吊掛后，箱梁會向下坡方向有一定的移動量，導致箱梁兩端濕接縫的間隙大小不一致，特別是線路縱坡較大時更為明顯。整孔箱梁下落至臨時支架支撐后，在梁體與墩頂塊放置可調擋塊，加以固定(將可調擋塊提前調節(jié)至濕接縫規(guī)定尺寸)。
5．2濕接縫澆筑及后澆段施工
施工人員在修飾架上拼裝濕接縫外模板，內模板在內腔室安裝。濕接縫混凝土用輪胎式起重機起吊料斗至橋面澆筑。采用兩臺振搗器振搗，要確保不漏振、不欠振、振搗密實。澆筑完畢后注意覆蓋土工布并進行灑水養(yǎng)護［5］。每一聯(lián)的兩端節(jié)段塊為后澆節(jié)段塊，它與邊墩連接處存在一部分后澆段來實現(xiàn)整聯(lián)節(jié)段梁為剛構連續(xù)梁。后澆節(jié)段塊與橋墩的后澆部分均有預埋鋼筋。落梁時要特別注意后澆節(jié)段塊鋼筋與橋墩鋼筋的相對位置，整孔落梁后需把后澆塊鋼筋與橋墩鋼筋進行搭接，使橋墩與后澆塊連接為整體，然后再澆筑后澆塊與橋墩之間的混凝土，使后澆塊與邊墩成為一個整體。
6整聯(lián)箱梁預應力張拉及臨時支架拆除
待一聯(lián)的所有箱梁架設完成并且濕接縫強度達到后，需對整聯(lián)節(jié)段梁進行整體預應力張拉、壓漿、封錨。注意連接孔與孔之間的鋼絞線端頭均布置在箱梁腹內的下底板或上底板上，操作空間有限，且上蓋板處張拉時千斤頂需牢靠固定。整聯(lián)箱梁張拉完成后，卸除臨時支架的支撐反力，完成力系轉換。
7拼裝測量控制
結合本線路的設計特點(即高位拼裝、低位落梁的架設工藝)和架橋機的結構特點。測量控制內容包括:高位拼裝時重點控制節(jié)段梁的里程和軸線，輔助控制節(jié)段梁的高程，拼裝完成的整跨梁頂面在同一個水平面內;低位落梁時，借助架橋機端吊掛的升降、縱移和橫移對整跨梁進行里程、高程和軸線的重點測量控制。
8結語
廣州市軌道交通十四號線高架橋梁標準段長距離采用節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構橋梁，用架橋機進行節(jié)段預制膠拼、整孔架設、先簡支后連續(xù)施工，經(jīng)過典型斷面橋梁靜載、動載等檢測，結果顯示節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構箱梁荷載效率、撓度、控制界面應變值和殘余比、跑車運營響應性能指標等均在規(guī)范允許正常范圍內，試驗過程中梁體未發(fā)生明顯裂縫，橋梁質量狀況良好。廣州市軌道交通十四號線已于2018年12月28日正式開通試運營，自開通以來，高架橋梁沉降、變形、裂縫等長期監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，均在規(guī)范允許正常范圍內，橋梁運營正常。實踐表明，長達幾十公里大規(guī)模、長距離的軌道交通高架橋梁上部結構采用節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構形式是可行的，采用現(xiàn)澆法結合“短線法”節(jié)段預制梁膠拼，線性控制等測量較精確，施工效率高，質量亦有保障，為今后同類橋梁工程的施工提供借鑒。
參考文獻:
［1］張國勝．預制懸臂拼裝施工線性控制研究［J］．四川水泥，2015(10):256-349．
［2］劉斌．香港東區(qū)立交工程短線法節(jié)段梁施工技術［J］．世界橋梁，2015(2):25-43．
［4］JTG/TF50—2011，公路橋涵施工技術規(guī)范［S］．
［5］JTGD62—2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范［S
作者：趙敬川 單位：廣州地鐵集團有限公司