懸臂箱梁施工法在飛仙關大橋上的應用

王荷堂

中國水利水電第十一工程局有限公司，河南鄭州 450000

1 工程概況

天全河仁義大橋及道路工程位于四川省華能飛仙關水電站壩址上游天全河上，距壩址約200.0m。仁義大橋長179m，采用45+70+45=160m三跨預應力混凝土連續(xù)梁結構從天全河上跨過。箱梁預應力體系為三向：縱向預應力體系采用抗拉強度標準值為1860MPaΦl15.2mm高強低松弛鋼絞線，分17根和18根，錨固體系采用OVM15系列錨具自錨式體系；豎向、橫向預應力體系預應力筋均采用JL-32型精軋螺紋鋼，錨固體系采用YGM32錨具、YGL32連接器和下螺母。

2 總體施工規(guī)劃

2.1 施工方法

1～7#懸臂現(xiàn)澆段采用三角掛籃懸臂施工。

2.2 主要施工順序說明

0#塊澆筑、張拉、錨固縱向預應力束T1、T2和壓漿完畢后，進行掛籃安裝及懸臂箱梁施工，懸臂箱梁施工共分7個階段。

1）第一個階段

（1）在已澆筑的0#塊上拼裝掛籃；

（2）在掛籃上懸臂對稱澆筑1#梁段；

（3）張拉并錨固1#梁段縱向預應力束T3、T4及0#塊橫、豎向預應力束和壓漿。

2）第二個階段

（1）分別以1#、2#墩中心線為對稱線同時移動掛籃至下一梁段；

（2）在掛籃上懸臂對稱澆筑2#梁段；

（3）張拉并錨固2#梁段縱向預應力束T5、T6及1#塊橫、豎向預應力束和壓漿。

3）第三個階段

（1）移動掛籃至下一梁段；

（2）在掛籃上懸臂對稱澆筑3#號梁段；

（3）張拉并錨固3#梁段縱向預應力束T7、T8及2#塊橫、豎向預應力束和壓漿。

4）第四個階段

（1）移動掛籃至下一梁段；

（2）在掛籃上懸臂對稱澆筑4#號梁段；

（3）張拉并錨固4#梁段縱向預應力束T9、T10及3#塊橫、豎向預應力束和壓漿。

5）第五個階段

（1）移動掛籃至下一梁段；

（2）在掛籃上懸臂對稱澆筑5#梁段；

（3）張拉并錨固5#梁段縱向預應力束T11、T12及4#塊橫、豎向預應力束和壓漿。

6）第六個階段

（1）移動掛籃至下一梁段；

（2）在掛籃上懸臂對稱澆筑6#梁段；

（3）張拉并錨固6#梁段縱向預應力束T13、T14及5#塊橫、豎向預應力束和壓漿。

7）第七個階段

（1）移動掛籃至下一梁段；

（2）在掛籃上懸臂對稱澆筑7#梁段；

（3）張拉并錨固7#梁段縱向預應力束T15、T16及6#塊橫、豎向預應力束和壓漿。

3 懸臂澆筑段施工

3.1 施工方法

懸臂澆筑法的主要施工設備是掛籃，一個能夠沿軌道行走的活動作業(yè)平臺，它通過后錨錨固支承在已完成的懸臂梁段上，利用前伸的桁架通過前后吊帶和吊桿將掛籃外模、掛籃底模連接，形成梁體現(xiàn)澆工作平臺，完成懸臂現(xiàn)澆施工任務。其施工步驟主要包括掛籃安裝、掛籃預壓、內外模和底模安裝、懸臂段施工和掛籃移動，進行下一梁段施工等。

3.2 掛籃設計與加工

掛籃的主桁部分采用三角形結構，其行走為整體移動，一次性到位。主吊帶為倒鏈，其余懸吊錨桿均為φ32mm精軋螺紋鋼，外模、底模、內模頂模和部分內側模采用鋼模板，其余采用竹膠板。掛籃通過有資質的設計制作單位完成，要求：

1）本橋掛籃軌道考慮通過箱梁豎向預應力筋預埋孔進行穿心固定。兩排預應力筋預埋孔間距為5 260mm；

2）掛籃自重按40t以內控制，同時掛籃應設有調整±10cm豎向撓度的功能，以便調整立模標高。吊帶要求采用精軋螺紋鋼進行；

3）掛籃必須設置防脫落裝置，確保掛籃不會脫落；

4）掛籃長度按④#塊長度（4.65m）控制，掛籃外模高度按0#塊高度（總高度3.845m）控制，掛籃允許承載按1#塊（100t）控制；

5）兩翼后弦桿上增加斜向拉桿，拉桿采用直徑32mm精軋螺紋鋼；

6）橫聯(lián)花架控制頂高，將花架做大到1m高，花架增加斜向拉桿，后主梁下增加斜撐；

7）主桁架前后斜桿做入主梁內并銷接。

3.3 掛籃安裝

掛籃拼裝要求對稱平衡進行。先對掛籃軌道安裝位置進行找平，然后安裝軌道并進行錨定，再在軌道上安裝三角桁架片，并對每個獨立構件在安裝過程中要進行足夠的臨時固定，最后安裝懸吊系統(tǒng)和底籃、側模。具體按《掛籃廠家安裝作業(yè)指導書》進行。

3.4 掛籃壓載試驗

掛籃安裝完成后，必須進行壓載試驗，以檢驗掛籃各構件的受力情況、掛籃的抗傾覆性及掛籃的剛度，消除掛籃的非彈性變形和測定彈性變形量，為梁體的線形控制提供基礎數(shù)據(jù)。

1）計算懸臂澆筑1#梁段過程中掛籃的最大靜載重量（102.6+2.9+5）×1.2=132.6t，（混凝土重量102.6t，內模重2.9t，施工荷載5t）作為壓載的總重量；

2）在掛籃前端底模上和前端橫梁上分左、中、右各設3個觀測點，并測定各點的初始標高。同時在后錨點設置觀測點，記錄后錨點的變化；

3）加載：50%、80%、100%、120%四個等重量級，逐級加載，每加一級荷載，即測定一次觀測點的標高值，并做好記錄；

4）卸載：卸載前應檢查掛籃各結點的連結情況，然后逐級卸載，并逐級測定減載后的標高值，同樣做好記錄。

3.5 掛籃施工

1）施工順序（以1#塊為例）

（1）底模、外側模安裝就位；

（2）安裝底板及腹板鋼筋并安放預應力管道；

（3）（安裝內模，根據(jù)1#塊梁段高度調整模板；

（4）在頂板和腹板安裝下料串筒位置留洞，在腹板的搗固位置預留天窗；

（5）綁扎頂板鋼筋，安放預應力管道；

（6）加固模板；

（7）對稱灌注1#塊混凝土；

（8）養(yǎng)護、松外模；

2）模板調整

通過手拉葫蘆或千斤頂來調整掛籃和模板系統(tǒng)的位置和標高，測定標高并記錄。箱梁的模板應與前已澆梁段緊密結合，嚴格按設計要求進行接縫處理，嚴防接縫處錯臺和漏漿。掛籃底模后下橫梁剛度要大，采用強度高的后短吊帶收緊，以防底板接縫處錯臺和漏漿。內、外側模在后一塊搭接處事先預埋好拉桿孔，在澆筑下一階段混凝土前利用此螺母或孔收緊模板。

3）混凝土澆筑

（1）澆筑前，清理干凈倉面，撤離不需要的所有材料和設備；

（2）澆筑盡可能對稱均勻布料，砼澆筑順序：底板-腹板-頂板，從懸臂端向墩身方向澆筑；

（3）倉號澆筑前，先灑水濕潤；

（4）潤管用的水和砂漿嚴禁入倉；

（5）振搗時，嚴禁碰撞波紋管，以免損傷波紋管，導致堵塞；

（6）振搗時，嚴格按照要求進行，特別是對于鋼筋密集、預留孔洞邊角等振搗器不易夠到部位，要加強振搗，必須時通過人工插搗密實。

4 預應力張拉灌漿

4.1 張拉順序說明

連續(xù)梁張拉一般按設計要求程序進行。

4.2 張拉控制指標

縱向預應力一般采用抗拉強度標準值為1 860MPaΦl15.2mm高強低松弛鋼絞線，所有縱向預應力鋼束均采用兩端張拉。

4.3 預應力及孔道壓漿施工工藝

1）預應力施工

（1）張拉機具選用

張拉采用的千斤頂型號為YCW500B油壓千斤頂，張拉油泵采用ZB4-500型電動油泵。

（3）縱向預應力張拉

①進行張拉時，梁體混凝土必須達到設計強度85%和且齡期不少于4天，具體以預壓砼試塊為準；

②進行張拉時，張拉程序為：

0→15%σo（量伸長量）→30%σo（量伸長量）→60%σo（量伸長量）→100%σo（量伸長量）→105%σo(量伸長量并靜停5min)→補拉σo（量伸長量）→錨固

σo：張拉控制應力。

（4）豎向、橫向預應力張拉

豎向預應力采用Φ32高強精軋螺紋鋼筋，采用JLM-32錨具和YCW-70B千斤頂張拉。

2）孔道壓漿

（1）孔道清理：切除鋼絞線并沖洗管道預應力鋼束張拉完成后，按照封錨和封端要求切除鋼絞線，清理錨墊板上的壓漿孔，保證壓漿通道通暢。用清水沖洗管道，并用高壓空氣吹洗干凈；

（2）漿液拌制：漿體攪拌必須嚴格按照配合比進行施工，攪拌出的漿體符合設計要求。拌制時間不少于3min，水泥漿倒入拌漿機時要用孔眼小于3mm的篩子過濾；

（3）壓漿：孔道清理完成、漿液配置充足后，啟動注漿泵，開始往管道內壓漿。壓漿過程中，壓漿最大壓力不超過0.60MPa。管道出漿后，確認出漿濃度與進漿濃度一致時，封閉保壓；

（4）豎向預應力孔道灌漿：豎向預應力孔道壓漿設置采用下部設置進漿管，上部設一根排氣管排氣的方式。進漿管和出漿管采用25mm內徑塑料管。

通過以上施工方法在飛仙關預應力連續(xù)梁大橋應用，使大橋安全快速順利合攏，并提前合同工期十天通車，得到業(yè)主和社會各界一致肯定。

（2）張拉配套設備

在后張梁張拉過程中，配套設備有：限位板、千斤頂、工具錨等，張拉構造示意圖見下圖。

[1]路橋集團第一公路工程局.公路橋涵施工技術規(guī)范[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)橋[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]上海市政工程設計研究總院.橋梁設計工程師手冊[M].北京：人民交通出版社，2007.