水中橋墩系梁混凝土施工

    摘要

    西小江大橋水中橋墩系梁采用木樁土圍堰方式進(jìn)行混凝土施工是一種因地制宜行之有效的方法。
    
    1．工程概況
    
    西小江特大橋位于浙江省紹興縣楊汛橋鎮(zhèn)，是連接杭金衢高速公路特大橋之一。
    
    該橋設(shè)計(jì)荷載為汽-超20，掛-120，其橋梁上部結(jié)構(gòu)為5×20+4×30+2×20+17.5+17×20，全橋總長(zhǎng)：621.54m，橋面總寬28.0m，為分離式雙向4車(chē)道，分兩幅修建，中央設(shè)分隔帶，各幅寬13.5m。
    
    上部結(jié)構(gòu)采用后張預(yù)應(yīng)力空心板梁，共計(jì)728片，其中20m梁板611片，30m梁板117片。并分為兩個(gè)階段施工，先簡(jiǎn)支--后連續(xù)，全橋跨聯(lián)布置分有2跨一聯(lián)，4跨一聯(lián)，5跨一聯(lián)，6跨一聯(lián)四種。
   
     橋面縱坡以14#墩為變坡點(diǎn)，杭州方向坡度為1.3%，衢州方向坡度為1.2%，橋面橫坡各幅向外側(cè)單向設(shè)置均為2%。
    
    西小江大橋5#-9#墩處于河中，原設(shè)計(jì)圖中各立柱間不設(shè)水中系梁。后設(shè)計(jì)考慮結(jié)構(gòu)受力、立柱的穩(wěn)定性等問(wèn)題。在5#-9#水中墩立柱與立柱間增設(shè)高度為1.2m的系梁。共計(jì)10根(指左、右幅)，這對(duì)加固樁基礎(chǔ)和橋梁下部結(jié)構(gòu)的剛度及穩(wěn)定性起到積極的作用。
    
    水中系梁長(zhǎng)12.7m，寬1m，高1.2m。原系梁頂標(biāo)高為4.20m，系梁底標(biāo)高為3.00m。設(shè)計(jì)考慮到西小江水位標(biāo)高為3.80m。為保證工程的順利進(jìn)行，將5#-9#墩系梁頂標(biāo)高調(diào)整為5.00m，雖然設(shè)計(jì)提高了水中系梁的施工標(biāo)高值，但水中系梁施工周期較長(zhǎng)，西小江水位實(shí)際標(biāo)高為4.40m，系梁仍處在水中作業(yè)，給施工帶來(lái)諸多不便，因此水中系梁采用木樁土圍堰方式進(jìn)行施工。
    
    2．水中系梁混凝土施工
    
    水中系梁施工主要程序：
    木樁土圍堰→搭設(shè)懸掛式支架→底模安裝→鋼筋骨架綁扎→安裝側(cè)模板→澆筑系梁砼→拆模及砼養(yǎng)護(hù)。
    
    2．1圍堰施工
    西小江大橋水中系梁圍堰從河水深度、流速、通航和經(jīng)濟(jì)角度等方面考慮。因地制宜，充分利用水中平臺(tái)的雙排松木支撐樁作為圍護(hù)柱，在松木樁的內(nèi)腔沿四周緊貼木樁內(nèi)側(cè)垂直插入用木條釘制的木網(wǎng)片。角片高5m，寬3m，待木網(wǎng)片全部插好固定后，為防止?jié)B漏及內(nèi)填粘土流失，采用彩條布貼于木網(wǎng)片內(nèi)表面，然后在兩彩條布之間倒入粘土進(jìn)行填實(shí)，彩條布借助粘土的重力和推力自然下沉，并與木網(wǎng)片及河床緊密相粘，在傾倒填筑粘土?xí)r應(yīng)從一個(gè)方向向另一個(gè)方向逐漸推進(jìn)，將槽內(nèi)的水?dāng)D出。以增加密實(shí)性減少滲透量，填筑粘土應(yīng)高水面50cm左右，這樣形成一個(gè)密實(shí)牢固的長(zhǎng)方形土圍堰。
    
    2．2水中懸掛式支架搭設(shè)
    圍堰成功后，用大流量水泵進(jìn)行堰內(nèi)抽水，待水位降到低于系梁底標(biāo)高40cm時(shí)，開(kāi)始安裝懸掛式支架。在系梁施工的全過(guò)程中直至砼強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定后，包括模板拆除之前，圍堰內(nèi)的水位始終保持不變，切不可過(guò)低降低堰內(nèi)水位，否則堰內(nèi)外水位高差問(wèn)題導(dǎo)致堰壁向內(nèi)的側(cè)壓力增大，危極到施工安全，故對(duì)圍堰內(nèi)的水位標(biāo)高的監(jiān)控十分重要。
    
    水中系梁處于河中，河床淤泥較深。就地搭設(shè)承重支架，由于沉降量太大是不可靠的，只能借助水中平臺(tái)的松木樁橫空采用懸掛式支架方案施工。其施工步驟為：
    
    1、先用φ20cm長(zhǎng)6m的松木聯(lián)接成總長(zhǎng)15m的兩根橫托梁。用8#鐵絲暫時(shí)夾固在三根鉆孔樁樁頭左右兩邊。
    2、在松木橫托梁上每隔30cm鋪設(shè)一根10×10（cm）的方木作橫擋，并用鐵釘和鐵絲將其固定在橫托梁上。
    3、在方木上鋪設(shè)已按系梁平面尺寸做成的底模板。模板的中心線(xiàn)與橋墩中心軸線(xiàn)相重合。
    4、然后在圍堰雙排木柱上。用φ20cm長(zhǎng)為6m的松木，每組三根疊成"品"字形。共計(jì)6組，每組間隔1.5m，最后用φ13mm的鋼絲繩與底模下面的橫托梁系緊系牢，并同時(shí)按設(shè)計(jì)的系梁底標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。
    
    2．3系梁鋼筋骨架安裝
    水中懸掛式支架搭設(shè)并調(diào)整好后，應(yīng)抓緊時(shí)間安裝鋼筋骨架。
    
    鋼筋骨架拼裝之前按照設(shè)計(jì)圖尺寸進(jìn)行放樣下料。
    
    由于系梁主筋長(zhǎng)度較長(zhǎng)達(dá)12.07m，在安放時(shí)，受到圍堰長(zhǎng)度和立柱鋼筋的限制，只能先穿中間后從兩邊倒回的方法，才能順利穿插安放進(jìn)去。
    
    然后鋼筋骨架按照設(shè)計(jì)尺寸，施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行拼裝綁扎，并在鋼筋與底模側(cè)模之間設(shè)置墊塊，墊塊與鋼筋扎緊，按梅花狀錯(cuò)開(kāi)放置。
    
    2．4側(cè)模板安裝
    側(cè)模板由兩種結(jié)構(gòu)拼裝而成，一種是用于樁柱的圓弧的部位，采用鋼結(jié)構(gòu)形式，另一種是用于系梁直線(xiàn)部位，采用竹木結(jié)構(gòu)形式，鋼模板與木模板的接口均用M16mm螺栓聯(lián)接式一整體。
    
    側(cè)模板固定采用對(duì)拉螺桿和斜撐木進(jìn)行加固。在模板的上下端用16mm的螺桿對(duì)拉模板外側(cè)的豎向加強(qiáng)木（10×10cm）。
    
    再增加四組松木對(duì)底模進(jìn)行第二次加固，通過(guò)八組松木挑梁完全可以承受系梁施工過(guò)程中的所有重量。
    
    側(cè)模板拼裝完成后，以系梁中軸線(xiàn)為基準(zhǔn)，對(duì)模板作最后總體較正，加以斜撐支護(hù)增強(qiáng)模板的穩(wěn)定性。
    
    2．5澆筑系梁砼
    砼采用HZW25A強(qiáng)制式攪拌站拌制，輸送方式采用砼輸送泵送至系梁處進(jìn)行澆筑。
    
    砼澆筑施工方法，采用分層斜向澆筑，由于砼連續(xù)不斷供應(yīng)，整個(gè)系梁體積砼只需1小時(shí)左右就能澆筑完畢，可不考慮初凝及重塑問(wèn)題。但上層與下層前后澆筑距離應(yīng)保持在1.5m以上。砼分層澆筑厚度不宜太厚，由于泵送砼的塌落度較大，澆筑厚度控制在50cm左右，振動(dòng)移動(dòng)距離控制在50cm以?xún)?nèi)。
    
    砼的振搗方法采用階梯式接力方法進(jìn)行振搗。保證砼振搗密實(shí)，待砼終凝后可停止抽水，讓其處于水中自然養(yǎng)護(hù)。
    
    2．6模板拆除
    水中系梁砼強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa以上可抽水拆除其側(cè)模板。由于系梁?jiǎn)慰缈鐝綖?.5m，大于規(guī)范規(guī)定的4m跨徑。所以系梁砼強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%以上時(shí)，即在砼強(qiáng)度能承受其自重力及其他可能疊加荷載時(shí)，方可拆除系梁底模板。
    
    3．結(jié)論
    
    實(shí)踐證明，西小江大橋水中橋墩系梁采用木樁土圍堰方式進(jìn)行混凝土施工是一種因地制宜行之有效的方法。
    
    (作者單位：上海市建筑科學(xué)研究院；浙江寶業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司)