大跨度連續(xù)箱梁橋懸臂現(xiàn)澆施工技術(shù)探討陳 淵

摘要：文章結(jié)合太和鄉(xiāng)特大橋連續(xù)梁橋工程施工實(shí)例，探討了大跨度連續(xù)箱梁橋的懸臂箱梁現(xiàn)澆施工技術(shù)，提出了施工過(guò)程中可能存在的不確定因素，針對(duì)這些因素提出了相應(yīng)的技術(shù)措施，以使其滿足預(yù)期的施工目標(biāo)，為類(lèi)似工程提供了參考。

關(guān)鍵詞：大跨度；連續(xù)箱；梁橋懸臂；現(xiàn)澆施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）08-0090-03

1 工程概況

太和鄉(xiāng)特大橋48+80+48m連續(xù)梁，梁全長(zhǎng)為177.5m，計(jì)算跨度為48+80+48m。合攏段施工模板采用行走到位的掛籃模板。合攏段施工時(shí)先進(jìn)行邊跨合攏，后進(jìn)行中跨合攏?；炷劣砂韬险炯泄?yīng)，泵送入模。梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.0m，箱梁底寬6.7m。頂板厚度除梁端附近外均為40cm，底板厚度40～100cm，按直線線性變化，腹板厚度48～60cm、60～90cm，按折線變化。全聯(lián)在端支點(diǎn)、中跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)5個(gè)橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過(guò)。梁全長(zhǎng)為177.5m，計(jì)算跨度為48+80+48m，中支點(diǎn)處梁高6.65m，跨中9m直線段及邊跨13.25m直線段梁高為3.85m，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.75m。具體梁體斷面尺寸如圖1所示：

2 菱形掛籃的應(yīng)用

本連續(xù)梁采用菱形掛籃進(jìn)行梁段施工，掛籃請(qǐng)有資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。0#塊采用搭設(shè)鋼管柱支架法，并在墩頂設(shè)臨時(shí)支座。澆筑0#塊后在0#塊上安裝預(yù)壓后的菱形掛籃，澆筑1#塊。然后對(duì)稱向兩側(cè)行走掛藍(lán)并依次澆筑其他標(biāo)準(zhǔn)梁段。邊跨直線段采用鋼管柱支架做支撐系統(tǒng)。菱形掛籃由主承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、內(nèi)外模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及行走系統(tǒng)組成。

2.1 菱形架灌注混凝土驗(yàn)算

結(jié)構(gòu)部件分析驗(yàn)算，灌注1#塊的工況時(shí)，前上橫梁受力最大，棱形架受力最大。如圖3所示的受力狀態(tài)，計(jì)算出最大壓力Fmax=1611kN。

從以上計(jì)算結(jié)果表明，本工程菱形架桿件壓應(yīng)力及拉應(yīng)力均通過(guò)。

然后再對(duì)其進(jìn)行位移驗(yàn)算，位移圖如圖4所示。計(jì)算出節(jié)點(diǎn)4最大位移fx=10.18mm，fy=18.99mm。走行時(shí)，僅承載底模自重、側(cè)模自重及內(nèi)模自重，與施工荷載相比，其載荷很小，不對(duì)此工況進(jìn)行驗(yàn)算。

2.2 掛籃制作與安裝

掛籃桁架及模板均在工廠內(nèi)加工制作，所用材料必須質(zhì)量可靠，具有相應(yīng)的產(chǎn)品合格證，并做適當(dāng)?shù)牟牧狭W(xué)試驗(yàn)。加工中嚴(yán)格執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001），對(duì)構(gòu)件、零部件及焊縫進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定。每套加工完成后在工廠及時(shí)進(jìn)行試拼，并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)。為避免運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)構(gòu)件的損壞，運(yùn)輸時(shí)采取防護(hù)措施，構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)進(jìn)行檢查、核對(duì)驗(yàn)收。

2.3 掛籃預(yù)壓

考慮到掛籃受力變形主要為主桁架受力變形，因此為了節(jié)省預(yù)壓時(shí)間及施工方便，掛籃采用在地面上預(yù)壓后再吊裝，如圖5所示：

2.4 掛籃安裝步驟

連續(xù)梁0#塊梁體澆筑前，按照設(shè)計(jì)圖紙預(yù)留圓孔Φ50mm，用于滑道吊架、后錨梁錨固及模板后錨桿安裝等。待0#塊梁體混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，并在預(yù)應(yīng)力張拉完成后進(jìn)行掛籃安裝。安裝主桁架及聯(lián)結(jié)系；放樣掛籃走行軌道中線，安裝走行軌，用薄鋼板調(diào)整使走行軌處于水平位置，用吊機(jī)吊裝主桁架就位后，利用梁體豎向Ф32精軋螺紋鋼臨時(shí)錨固，采用四臺(tái)5t導(dǎo)鏈臨時(shí)固定并調(diào)整好主桁架垂直度。隨后采用同樣步驟安裝下一片主桁架，并及時(shí)調(diào)整間距安裝立柱橫聯(lián)。吊裝前、后上橫梁及后錨梁，并與主桁架采用焊接形成整體，組裝Ф32精軋螺紋鋼吊桿，吊裝前、后下橫梁，安裝底?？v梁。安裝模板系統(tǒng)采取吊裝底模，并固定于縱梁上，再安裝前吊桿及后錨桿。接著吊裝外滑道，導(dǎo)鏈配合外滑道置于側(cè)模內(nèi)，松開(kāi)側(cè)模板，使側(cè)模重量全部置于外滑道上，采用鋼絲繩及導(dǎo)鏈牽引側(cè)模到位，安裝前、后吊桿。底腹板鋼筋及豎向預(yù)應(yīng)力綁扎完成后吊裝內(nèi)模滑道及內(nèi)模板，安裝內(nèi)模前、后吊桿，使內(nèi)模作用于滑梁上。

2.5 掛籃使用控制技術(shù)措施

針對(duì)掛籃使用，如何確保掛籃使用的安全性以及高效性是關(guān)鍵。在施工前，制定安全技術(shù)措施；掛籃試拼后，要進(jìn)行全面檢查，并做靜載試驗(yàn)。在墩上進(jìn)行0#塊施工并以鋼管柱支架做施工平臺(tái)時(shí)，在平臺(tái)邊緣處，設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)，墩身兩側(cè)槽鋼管柱支架平臺(tái)之間搭設(shè)人行道板并且連接牢固。使用的機(jī)具設(shè)備（如千斤頂、滑車(chē)、手拉葫蘆、鋼絲繩等），進(jìn)行檢查，不符合安全規(guī)定的嚴(yán)禁使用。雙層作業(yè)時(shí)，操作人員必須嚴(yán)守各自崗位職責(zé)，防止鐵件工具掉落等。掛籃拼裝及懸臂組裝中，根據(jù)作業(yè)點(diǎn)的具體情況設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施。

掛籃使用時(shí)，后錨固筋、張拉平臺(tái)的保險(xiǎn)繩等經(jīng)常檢查。底模標(biāo)高調(diào)整時(shí)，設(shè)專(zhuān)人統(tǒng)一指揮，且作業(yè)人員站在鋪設(shè)穩(wěn)固的腳手板上。掛籃行走時(shí)，要緩慢進(jìn)行，速度控制在0.1m/min以內(nèi)。掛籃后部各設(shè)一組溜繩，以保安全?；酪佋O(shè)平整、順直，不得偏移。在掛籃上另行增加設(shè)施（如防雨棚、人行通道）時(shí)，不得損壞掛籃結(jié)構(gòu)及改變其受力形式。連續(xù)梁混凝土接觸面的鑿毛作業(yè)人員要有安全防護(hù)措施。

3 懸臂現(xiàn)澆施工技術(shù)

3.1 掛籃及模板前移

掛籃桁架、底模、側(cè)模采取同步前移方式移動(dòng)。在走行軌上涂上黃油，接長(zhǎng)行走軌道并錨固，再接長(zhǎng)豎向精軋螺紋鋼，將精軋螺紋鋼錨固在掛籃主桁上，每側(cè)錨固不少于兩根，防止反壓輪受力破壞和掛籃前移時(shí)傾覆。再將側(cè)模后錨桿、前吊桿松開(kāi)，再松開(kāi)側(cè)模、底模，使底模下落10 ～ 20cm。再在后錨梁上安裝2個(gè)10t手拉葫蘆，掛鉤掛在后錨梁上，吊鉤鉤在已澆筑梁段的內(nèi)模吊桿孔上，兩側(cè)均勻拉動(dòng)手拉鏈條，牽引桁架前移；側(cè)模在吊架上滑動(dòng)前移，實(shí)現(xiàn)與掛籃桁架同步前移，底模通過(guò)底模桁架與掛籃桁架同步前移到位。錨固掛籃桁架及底模、側(cè)模，調(diào)整標(biāo)高及平面位置，即可進(jìn)行綁扎梁體底板、腹板鋼筋。

3.2 鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝

鋼筋成型過(guò)程中，盡量不采用點(diǎn)焊，否則很容易燒傷模板的表面，且容易損壞波紋管。底腹板鋼筋綁扎完成后進(jìn)行內(nèi)模安裝，然后進(jìn)行頂板鋼筋的綁扎、頂板預(yù)應(yīng)力管道安裝。預(yù)應(yīng)力管道位置采用定位鋼筋固定，定位鋼筋牢固焊接在鋼筋骨架上，如管道位置與骨架鋼筋相撞時(shí)，保證管道位置不變，僅將鋼筋稍加移動(dòng)。定位筋直線段間距0.5m，曲線段需適當(dāng)進(jìn)行加密，管道轉(zhuǎn)折點(diǎn)增設(shè)定位筋，保證管道位置正確，同時(shí)確保預(yù)應(yīng)力管道圓順，避免出現(xiàn)死彎。本梁采用縱、豎向預(yù)應(yīng)力體系，由于鋼筋、管道密集，如鋼絞線、精軋螺紋鋼筋等管道、普通鋼筋發(fā)生沖突時(shí)，允許進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整原則是先普通鋼筋，后精軋螺紋鋼筋，保持縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋管道位置不動(dòng)。錨具墊板及喇叭管尺寸正確，喇叭管的中心線要與錨具墊板嚴(yán)格垂直，喇叭管和波紋管的銜接要平順，不得漏漿，并杜絕堵塞孔道。

梁體鋼筋最小凈保護(hù)層不得小于30mm。為確保使用過(guò)程中梁體鋼筋不發(fā)生銹蝕，綁扎鐵絲的尾段不伸入保護(hù)層內(nèi)，預(yù)留孔不出現(xiàn)集中應(yīng)力裂縫而影響梁體耐久性，所有梁體預(yù)留孔處增設(shè)相應(yīng)的環(huán)狀鋼筋，橋面泄水孔處增設(shè)斜置的井字型鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)。嚴(yán)格控制梁體保護(hù)層厚度，墊塊采用與梁體同等標(biāo)號(hào)C50細(xì)石混凝土墊塊，保證梁體的耐久性。

3.3 模板安裝

模板前移到位后，調(diào)整模板標(biāo)高及平面位置后，再進(jìn)行底、腹板鋼筋綁扎，底、腹板鋼筋綁扎完成后，安裝內(nèi)模板，調(diào)整標(biāo)高及平面位置后，綁扎頂板鋼筋并安裝端模，腹板端頭模采用木模，對(duì)應(yīng)縱向鋼筋處鉆孔，為防止漏漿，待鋼筋穿過(guò)后用泡沫膠堵住縫隙，內(nèi)側(cè)模上、下口分別焊定位角鋼，中間由縱向鋼筋焊防脹模橫向鋼筋，外側(cè)利用縱向鋼筋焊定位鋼筋。錨墊板采用螺栓固定在端模設(shè)計(jì)位置，確保位置準(zhǔn)確。為有效防止混凝土側(cè)壓力造成模板變形，側(cè)模上、下口設(shè)三道Φ25精軋螺紋鋼拉桿，由于腹板高度高，混凝土側(cè)壓力大，采用Φ16拉桿進(jìn)行模板拉桿，豎向間距0.8m，橫向間距0.8m。混凝土澆筑前，復(fù)核模板偏位、標(biāo)高情況。

3.4 混凝土的澆筑

本橋采用C50混凝土高性能泵送混凝土，對(duì)混凝土和易性有嚴(yán)格的要求，經(jīng)對(duì)高標(biāo)號(hào)水泥、早強(qiáng)緩凝減水劑及外加劑進(jìn)行多次選擇實(shí)驗(yàn)，可以滿足早強(qiáng)緩凝、耐久性能良好和可泵性好等要求?；炷劣砷L(zhǎng)昆二分部四#拌合站集中供應(yīng)，混凝土采用泵車(chē)輸送到作業(yè)面。先底板后腹板、再頂板，從低處向高處對(duì)稱進(jìn)行澆筑。底板及腹板下部混凝土由串筒導(dǎo)流入模，立模時(shí)按規(guī)劃在頂板上留好天窗，底板澆筑完成后繼續(xù)對(duì)稱分層澆筑腹板混凝土，上部腹板2m范圍可由輸送管直接插入，分層厚度為30cm。混凝土振搗采用插入式振搗器，振搗器插入下一層混凝土5～10cm，插入間距控制在振搗棒作用半徑1.5倍之內(nèi)，振搗到混凝土不再下沉，表面泛漿有光澤并不再有氣泡逸出時(shí)將振搗棒緩慢抽出，防止混凝土內(nèi)留有空隙。

3.5 混凝土懸臂現(xiàn)澆注意事項(xiàng)

混凝土要分散緩慢卸落，防止大量混凝土集中沖擊鋼筋和波紋管；搗固混凝土?xí)r避免振動(dòng)棒與波紋管接觸振動(dòng)；混凝土入模過(guò)程中隨時(shí)注意保護(hù)波紋管，防止波紋管碰撞變形；對(duì)支座及橫隔板等鋼筋密集部位，需要開(kāi)孔進(jìn)行搗固，以保證該部位混凝土澆筑質(zhì)量?；炷翝仓瓿珊螅砻娌捎猛凉げ几采w，并灑水養(yǎng)護(hù)，待同等條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試件其彈性模量和抗壓強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，且混凝土齡期達(dá)5天以上方可張拉預(yù)應(yīng)力束，張拉順序?yàn)橄雀拱迨?，后頂板束，左右?duì)稱張拉。張拉完成后繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)，始終保持混凝土表面潮濕，養(yǎng)護(hù)天數(shù)14天以上。

4 懸臂現(xiàn)澆施工控制分析

對(duì)于橋梁懸臂現(xiàn)澆施工來(lái)說(shuō)，對(duì)其施工控制是關(guān)鍵技術(shù)之一。連續(xù)梁懸臂施工中要在設(shè)計(jì)給出的理論撓度值的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)得各種材料的實(shí)際參數(shù)（混凝土彈模、強(qiáng)度、容重、坍落度、掛籃變形、溫度等）和實(shí)際梁段位移，采用大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工動(dòng)態(tài)跟蹤程序“TRBT”計(jì)算并調(diào)整梁端立模標(biāo)高，確保其合攏后的線形符合設(shè)計(jì)要求。懸臂施工的連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的最終形成需經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜施工過(guò)程以及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化過(guò)程，對(duì)施工過(guò)程中每個(gè)階段的變形計(jì)算和受力分析，是橋梁結(jié)構(gòu)施工控制中最基本的內(nèi)容。施工監(jiān)控的目的就是確保施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的安全，保證橋梁成橋線形和受力狀態(tài)基本符合設(shè)計(jì)要求。為了達(dá)到施工控制的目的，必須對(duì)橋梁施工過(guò)程中每個(gè)階段的受力狀態(tài)和變形情況進(jìn)行預(yù)測(cè)和監(jiān)控。因此，必須采用合理的理論分析和計(jì)算方法來(lái)確定橋梁結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中每個(gè)階段的結(jié)構(gòu)行為。針對(duì)該橋的實(shí)際情況，采用正裝分析法和倒退分析方法進(jìn)行施工控制結(jié)構(gòu)分析。

（1）按照施工步驟進(jìn)行計(jì)算，考慮各梁段的自重、施加的預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變以及溫度的變化等因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)于混凝土的收縮、徐變等時(shí)差實(shí)效在各施工階段中逐步計(jì)入。

（2）每一階段的結(jié)構(gòu)分析必須以前一階段的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，前一階段結(jié)構(gòu)位移是本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎(chǔ)，以前各施工階段受力狀態(tài)是本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎(chǔ)，以前各施工階段結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)是本階段時(shí)差實(shí)效的計(jì)算基礎(chǔ)。

（3）計(jì)算出各階段的位移之后，根據(jù)后續(xù)施工階段對(duì)本階段的影響，進(jìn)行倒退分析即可得到各施工階段橋梁結(jié)構(gòu)的合理狀態(tài)和立模標(biāo)高。

（4）施工監(jiān)控首先根據(jù)施工圖紙進(jìn)行初步的計(jì)算，在施工過(guò)程中會(huì)存在許多難以預(yù)料的因素，可能導(dǎo)致施工進(jìn)度安排等與初始計(jì)算不符，若有與施工圖不同的地方應(yīng)根據(jù)施工單位實(shí)際提供的施工步驟進(jìn)行重新計(jì)算分析，施工單位應(yīng)在開(kāi)始施工前提供詳細(xì)的施工步驟，包括預(yù)應(yīng)力的張拉順序、每階段的施工持續(xù)時(shí)間、混凝土的加載齡期等。

5 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)結(jié)合特大橋懸臂現(xiàn)澆實(shí)例，總結(jié)出預(yù)應(yīng)力箱梁懸澆施工控制以及筆者在工程中的成功經(jīng)驗(yàn)，提出應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行大跨度預(yù)應(yīng)力箱梁掛籃懸澆施工質(zhì)量的控制，為同行提供借鑒。

作者簡(jiǎn)介：陳淵（1980—），男，湖南婁底人，中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司工程師，研究方向：施工

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（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）