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：621.54m，橋面總寬28.0m，為分離式雙向4車道，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728片，其中20m梁板611片，30m梁板117片。并分為兩個階段施工，先簡支--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，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)計圖中各立柱間不設(shè)水中系梁。后設(shè)計考慮結(jié)構(gòu)受力、立柱的穩(wěn)定性等問題。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10根(指左、右幅)，這對加固樁基礎(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12.7m，寬1m，高1.2m。原系梁頂標高為4.20m，系梁底標高為3.00m。設(shè)計考慮到西小江水位標高為3.80m。為保證工程的順利進行，將5#-9#墩系梁頂標高調(diào)整為5.00m，雖然設(shè)計提高了水中系梁的施工標高值，但水中系梁施工周期較長，西小江水位實際標高為4.40m，系梁仍處在水中作業(yè)，給施工帶來諸多不便，因此水中系梁采用木樁土圍堰方式進行施工。
    
    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。
    
    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)濟角度等方面考慮。因地制宜，充分利用水中平臺的雙排松木支撐樁作為圍護柱，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行填實，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)從一個方向向另一個方向逐漸推進，將槽內(nèi)的水擠出。以增加密實性減少滲透量，填筑粘土應(yīng)高水面50cm左右，這樣形成一個密實牢固的長方形土圍堰。
    
    2．2水中懸掛式支架搭設(shè)
    圍堰成功后，用大流量水泵進行堰內(nèi)抽水，待水位降到低于系梁底標高40cm時，開始安裝懸掛式支架。在系梁施工的全過程中直至砼強度達到規(guī)定后，包括模板拆除之前，圍堰內(nèi)的水位始終保持不變，切不可過低降低堰內(nèi)水位，否則堰內(nèi)外水位高差問題導(dǎo)致堰壁向內(nèi)的側(cè)壓力增大，危極到施工安全，故對圍堰內(nèi)的水位標高的監(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6m的松木聯(lián)接成總長15m的兩根橫托梁。用8#鐵絲暫時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。模板的中心線與橋墩中心軸線相重合。
    4、然后在圍堰雙排木柱上。用φ20cm長為6m的松木，每組三根疊成"品"字形。共計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，并同時按設(shè)計的系梁底標高進行調(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)抓緊時間安裝鋼筋骨架。
    
    鋼筋骨架拼裝之前按照設(shè)計圖尺寸進行放樣下料。
    
    由于系梁主筋長度較長達12.07m，在安放時，受到圍堰長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去。
    
    然后鋼筋骨架按照設(shè)計尺寸，施工技術(shù)規(guī)范要求進行拼裝綁扎，并在鋼筋與底模側(cè)模之間設(shè)置墊塊，墊塊與鋼筋扎緊，按梅花狀錯開放置。
    
    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)模板固定采用對拉螺桿和斜撐木進行加固。在模板的上下端用16mm的螺桿對拉模板外側(cè)的豎向加強木（10×10cm）。
    
    再增加四組松木對底模進行第二次加固，通過八組松木挑梁完全可以承受系梁施工過程中的所有重量。
    
    側(cè)模板拼裝完成后，以系梁中軸線為基準，對模板作最后總體較正，加以斜撐支護增強模板的穩(wěn)定性。
    
    2．5澆筑系梁砼
    砼采用HZW25A強制式攪拌站拌制，輸送方式采用砼輸送泵送至系梁處進行澆筑。
    
    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)，整個系梁體積砼只需1小時左右就能澆筑完畢，可不考慮初凝及重塑問題。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，振動移動距離控制在50cm以內(nèi)。
    
    砼的振搗方法采用階梯式接力方法進行振搗。保證砼振搗密實，待砼終凝后可停止抽水，讓其處于水中自然養(yǎng)護。
    
    2．6模板拆除
    水中系梁砼強度達到2.5Mpa以上可抽水拆除其側(cè)模板。由于系梁單跨跨徑為5.5m，大于規(guī)范規(guī)定的4m跨徑。所以系梁砼強度必須達到設(shè)計強度標準值的75%以上時，即在砼強度能承受其自重力及其他可能疊加荷載時，方可拆除系梁底模板。
    
    3．結(jié)論
    
    實踐證明，西小江大橋水中橋墩系梁采用木樁土圍堰方式進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)集團有限公司)