特大橋連續(xù)箱梁掛籃懸臂澆筑施工探討

葉健強(qiáng)，蔣海平

（1.浙江正方交通建設(shè)有限公司，浙江 金華 321025；2.浙江華恒交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，浙江 紹興 312000）

0 引言

近年來(lái)隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，特大橋梁建設(shè)逐漸增多，梁掛籃懸橋梁工程中連續(xù)箱梁的應(yīng)用也逐漸朝著大跨度方向發(fā)展。

1 施工方法及原理

特大橋的橋墩與梁體是相互鉸接的，因此預(yù)應(yīng)力混凝土不能抵抗彎矩，在施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)設(shè)置墩、梁來(lái)固結(jié)臨時(shí)支撐，梁體跨中在合龍后方可拆除臨時(shí)支撐，最終實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)化。掛籃懸臂澆筑指的是以掛籃為主要施工設(shè)備，在張拉錨固并與墩身連成整體的橋梁上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)逐段澆筑梁體砼，且每段梁體從建模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉等工序都在掛籃內(nèi)完成，在本段施工結(jié)束后，掛籃對(duì)稱向前移動(dòng)。整個(gè)施工過(guò)程中，梁體的線形及掛籃吊架等都可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

2 施工流程

特大橋連續(xù)箱掛籃懸臂澆筑的總體施工工序?yàn)椋?＃段施工→懸臂灌筑一般梁段→邊跨邊部梁段→邊跨合龍→中跨合龍。掛籃懸臂澆筑施工流程為：組裝掛籃→箱梁模板→底板、腹板鋼筋安裝及預(yù)應(yīng)力管道安裝→內(nèi)模及腹板內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力筋安裝→頂板鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道及鋼束安裝→混凝土澆筑→預(yù)應(yīng)力管道檢查與清理→混凝土養(yǎng)護(hù)→模板拆除→穿鋼絞線束→張拉縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼束（筋）→管道壓漿→分段梁體完成、檢驗(yàn)。

0＃梁段是在主墩周圍直接設(shè)置鋼托架進(jìn)行現(xiàn)澆施工，而其他懸澆段均在掛籃上進(jìn)行對(duì)稱澆筑砼，待懸掛段與現(xiàn)澆段都完成施工后，邊跨部位先合龍，形成兩單懸臂梁，最后再中跨合龍，形成三跨連續(xù)梁。邊跨合龍采用支架現(xiàn)澆合龍，中跨利用其中一套掛籃合龍。

3 施工注意事項(xiàng)

3.1 勞動(dòng)組織

在施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程量及施工季節(jié)變化等，合理安排調(diào)整施工人員的人數(shù)，并做好對(duì)新進(jìn)場(chǎng)施工人員的培訓(xùn)工作，尤其是在春節(jié)或農(nóng)忙季過(guò)后，對(duì)返場(chǎng)人員進(jìn)行安全教育及技術(shù)培訓(xùn)。

3.2 設(shè)備材料保障

在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)的力度，并對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期檢查、記錄。首先，在機(jī)械設(shè)備使用前，開(kāi)展全面檢查，嚴(yán)謹(jǐn)使用存在存在安全隱患的機(jī)械設(shè)備。其次，采購(gòu)施工材料前，應(yīng)充分了解供應(yīng)商的供貨質(zhì)量、信譽(yù)度、供貨能力，并選擇持續(xù)供貨能力強(qiáng)的供應(yīng)商作為工程采購(gòu)供應(yīng)商。最后，對(duì)入場(chǎng)的各種材料的質(zhì)量做好跟蹤記錄，保存材料相關(guān)各種證明、合格證、驗(yàn)收單據(jù)等，確保資料的完整性與可追溯性。如表1中懸臂澆筑施工機(jī)具設(shè)備配置所示，在橋梁正式施工前，確定機(jī)械設(shè)備的種類與數(shù)量，便于開(kāi)展后續(xù)施工。

表1 懸臂澆筑施工機(jī)具設(shè)備配置表

3.3 0＃梁段施工

0＃梁澆筑前，應(yīng)確保正式支座與臨時(shí)支墩均以就位，并用活動(dòng)支座對(duì)此鎖定，方可開(kāi)始澆筑。正式支座需要注意：在梁體開(kāi)始施工前，應(yīng)詳盡了解設(shè)計(jì)圖紙，找準(zhǔn)固定支座、橫向支座、縱向支座、多向支座等位置，確保支座四角的高度差的準(zhǔn)確度。臨時(shí)支座需要注意：由于此類工程的橋墩及梁采取支座連接方式，因此在正式支座不能承受施工過(guò)程中產(chǎn)生的不平衡力矩時(shí)，應(yīng)考慮搭設(shè)臨時(shí)支墩，便于平衡施工過(guò)程中的不平衡力矩。如果橋梁的橫向?qū)挾炔蛔?，其墩頂便不具備設(shè)置臨時(shí)支墩的條件，因此考慮在墩身外設(shè)置鋼管混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，待全橋合龍后方可猜出臨時(shí)支座。

在0＃梁段梁體施工現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，采用鋼托架進(jìn)行0＃梁體的施工、經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)及受力情況的準(zhǔn)確計(jì)算，采用合理的鋼托架，如三角托架等。鋼托架頂部的主梁應(yīng)采取工字鋼貫穿焊接在整個(gè)臨時(shí)支墩鋼管混凝土柱上，并在橋墩身處預(yù)留埋件并焊接牢固。0＃塊梁段的模板、鋼筋、砼等施工應(yīng)采用常規(guī)的施工方法，在安裝好的鋼托架上依次展開(kāi)模板、鋼筋以及砼澆筑等工序的施工。

3.4 中間節(jié)段梁體掛籃懸澆施工

3.4.1 掛籃選擇、構(gòu)造

常用的掛籃形式有三角掛籃和菱形掛籃兩種，應(yīng)根據(jù)橋梁工程的實(shí)際情況予以選擇。正式加工及使用前應(yīng)對(duì)掛籃的結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行分析、計(jì)算，確保工程施工過(guò)程中掛籃結(jié)構(gòu)的安全、可靠。

3.4.2 掛籃的加工要求

以三角掛籃為例，三角桁片是由主梁、立柱、斜拉帶及后錨幾部分構(gòu)成。主梁是掛籃的主要承重構(gòu)件，掛籃兩根主梁間應(yīng)增設(shè)橫梁以減少側(cè)向變形的發(fā)生，且增加掛籃的整體穩(wěn)定性，另外主梁、力主及斜拉帶均應(yīng)為鉸聯(lián)接。立柱橫聯(lián)應(yīng)采取型鋼焊接的方式，形成剛性桁架，立柱、斜拉帶及主梁等部分構(gòu)成三角桁架，共同承受主桁前后橫梁傳給的外荷載。斜拉帶應(yīng)防止局部應(yīng)力集中的發(fā)生。后錨包括后錨梁、主梁后錨面及后錨鐙筋等部分，上端通過(guò)后錨梁錨于主桁架后橫梁上，下端通過(guò)后錨鐙筋錨于箱梁腹板上，掛籃后錨鐙筋設(shè)置形式和數(shù)量需根據(jù)工程實(shí)際情況并通過(guò)受力計(jì)算確定。

3.4.3 掛籃的拼裝

運(yùn)用平板車將掛籃運(yùn)送到施工墩位處，待0＃梁段施工完畢、張拉預(yù)應(yīng)力索并拆鋼托架后方可進(jìn)行掛籃拼裝工作，具體拼裝順序如下：測(cè)量放線→鋪設(shè)枕木、鋼枕行走系統(tǒng)→三角架及聯(lián)結(jié)系統(tǒng)→后錨固系統(tǒng)→上前橫梁及吊掛系統(tǒng)→后吊掛系統(tǒng)→安裝底?！鈧?cè)?！鷥?nèi)頂模支架及模板→張拉平臺(tái)。

3.4.4 預(yù)壓掛籃

掛籃拼裝完成后，應(yīng)對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓，以實(shí)現(xiàn)對(duì)掛籃強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢測(cè)，并測(cè)量掛籃的非彈性變形值及彈性變形值。壓重的數(shù)量依照懸臂施工中最重的來(lái)計(jì)算，然后按照施工荷載與施工的安全系數(shù)計(jì)算。壓重的材料盡量選用碎石屑，并將碎石屑用大包裝袋，便于吊裝與運(yùn)輸。壓重的先后順序應(yīng)按照混凝土的澆筑順序進(jìn)行：先澆筑混凝土的部位先壓重，后澆筑混凝土的部位后壓重。當(dāng)荷載壓至設(shè)計(jì)荷載的50%、75%、100%都要對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測(cè)；當(dāng)壓至總重量的110%時(shí)停止壓重并持荷2d。在這期間對(duì)支架、底模、支架等處的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，作好詳細(xì)記錄。

3.4.5 混凝土澆筑

懸臂施工的2個(gè)對(duì)稱節(jié)段對(duì)稱平衡，其差值應(yīng)當(dāng)控制在4m3內(nèi)，并依照先底板、后腹板、再頂板的順序分段逐層灌注，分層厚度宜為30cm，上下層間澆筑間隔時(shí)間應(yīng)小于初凝時(shí)間，混凝土的自由高度不得超過(guò)2m。

混凝土振搗以插入式振搗器為主。振搗時(shí)需要防止漏振、同時(shí)也要盡量避免過(guò)振。通常橋梁混凝土采用聚羧酸系外加劑，振動(dòng)時(shí)間以40～50s為宜，以便充分排出混凝土內(nèi)部氣體。澆筑梁體時(shí)，要隨時(shí)觀測(cè)橋墩偏移量，如偏移量過(guò)大時(shí)，需壓重調(diào)整。懸臂最大時(shí)必須嚴(yán)格控制外加荷載與偏載。混凝土澆筑過(guò)程中，根據(jù)掛籃彈性變形情況，分次頂升調(diào)整，每次調(diào)整值為4～6mm。

3.4.6 掛籃的移動(dòng)

待一段橋梁澆筑完畢且砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上，便可按照設(shè)計(jì)要求對(duì)縱向索展開(kāi)張拉，在壓漿完成后，方可移動(dòng)掛籃，準(zhǔn)備投入下一段橋梁砼的澆筑。

3.5 邊跨邊塊現(xiàn)澆段施工

邊跨邊塊現(xiàn)澆段采用支架法施工，首先對(duì)地面場(chǎng)地進(jìn)行平整、壓實(shí)，并用混凝土硬化地面，其次，用常規(guī)支架施工工藝開(kāi)展加載預(yù)壓，消除支架在荷載作用下出現(xiàn)非彈性變形的可能，并測(cè)量支架的彈性變形度，確保橋梁合龍的準(zhǔn)確度。

3.6 合龍段施工及體系轉(zhuǎn)換

合龍是懸臂灌注施工體系轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)之一。全部采取掛籃澆筑方式的合龍施工需要確保受力狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求及保持梁線形，并有效控制合龍段的施工誤差。合龍施工開(kāi)始前調(diào)整中線及高程。為克服混凝土澆筑后，由于熱脹冷縮形成的開(kāi)裂，澆筑前需用型鋼先行焊接合龍段，強(qiáng)制合龍，同時(shí)確保強(qiáng)拉力大于梁支座摩擦力。澆筑混凝土宜在凌晨4～8時(shí)進(jìn)行，以便混凝土在熱脹冷縮的作用下，基本處于受壓狀態(tài)。此外還需將兩懸臂端間距離根據(jù)設(shè)計(jì)合龍溫度，并按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)置好臨時(shí)剛結(jié)，進(jìn)行約束鎖定?；炷翝仓瓿珊?，預(yù)應(yīng)力張拉之前將合龍一側(cè)的臨時(shí)固定支座釋放。

合龍梁段施工工藝流程為：安裝底模、側(cè)模板，測(cè)量底模標(biāo)高→綁扎底板鋼筋，安裝底板波紋管→安裝底模支撐→綁扎腹扳鋼筋，安裝腹板波紋管、預(yù)埋件→安裝頂板支撐、內(nèi)模→綁扎頂板鋼筋，安裝頂板波紋管、預(yù)埋件→張拉頂板及底板臨時(shí)鋼絞線束→灌注砼。

施工工序?yàn)椋合群淆堖吙?，后合龍中跨。在現(xiàn)澆段支架上先完成邊跨合龍段的施工任務(wù)，張拉設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力，然后拆除支架和臨時(shí)支座，將臨時(shí)支座反力轉(zhuǎn)移到永久支座上。雙懸臂梁變成單懸臂梁，完成由雙懸臂梁向單懸臂梁的第一次體系轉(zhuǎn)換。中跨合龍利用一個(gè)掛籃來(lái)進(jìn)行，移掛籃到中跨合龍段，在掛籃上完成中跨合龍段的施工，實(shí)現(xiàn)由兩單懸臂梁向三跨連續(xù)梁的第二次體系轉(zhuǎn)換。合龍后按設(shè)計(jì)張拉鋼絞線完成體系轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)語(yǔ)

特大橋連續(xù)箱梁掛籃懸臂澆筑施工是橋梁建筑施工項(xiàng)目的重要組成部分，同時(shí)也是橋梁建筑項(xiàng)目施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因此在實(shí)際使用過(guò)程中，應(yīng)充分了解掛籃懸臂澆筑施工的技術(shù)特點(diǎn)與工序要求，這樣才能在實(shí)際施工中更好地開(kāi)展施工。

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