掛籃法懸臂澆筑技術(shù)在嘉陵江某大橋中的應(yīng)用

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摘要：連續(xù)剛構(gòu)是由梁和剛架相結(jié)合的體系，它是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)采用懸臂施工法而發(fā)展起來的一種新體系，文章結(jié)合嘉陵江某大橋施工的成功實(shí)施，重點(diǎn)介紹了該橋連續(xù)剛構(gòu)懸澆梁段的施工方法和步驟及合攏段的施工控制方法，對組合體系類橋梁的施工具有一定的參考和借鑒價值。

關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)；懸臂施工；新體系

一、工程概況

嘉陵江某大橋橋垮布置為：3×24m+8×32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁+（84+144+84）m預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)+8×32m+4×24m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，正線橋長1025.06m，雙線等長。本橋12、13號墩上部連續(xù)剛構(gòu)箱梁為三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，采用全預(yù)應(yīng)力，單箱單室變高度變截面箱形截面。主梁梁體分節(jié)段進(jìn)行施工，其中主墩墩頂0號塊長13m，采用墩頂托架現(xiàn)澆。施工中兩個T型剛構(gòu)各劃分為17對梁段用掛籃進(jìn)行懸臂澆注，其梁段長度從根部至中跨跨中分別為2×3+3×3.5+12×4m，累計懸臂長度為71m。中跨合攏后邊跨有兩個4m延伸懸臂段至邊跨合攏。中跨和邊跨的1號到17號塊以及邊跨的18、19號塊均采用掛籃懸臂澆注，設(shè)計要求每套掛籃、機(jī)具、人群及其它施工荷載總重不超過1200KN，懸臂澆注最大重量為2549KN。全橋共有三個合攏段，其中中跨為18號塊，邊跨為20號塊，合攏段均為2m。

二、掛籃簡介

所謂掛籃施工法就是將橋體沿橋梁軸線分成若干節(jié)段，從橋墩附近開始使用掛籃對稱在兩側(cè)就地澆筑混凝土的施工方法。掛籃是一個能沿梁頂滑動或滾動的承重構(gòu)架，其錨固懸掛在已施工梁段上，在掛籃上可進(jìn)行下一梁段的模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安設(shè)，混凝土灌注和預(yù)應(yīng)力張拉，灌漿等作業(yè)。掛籃由以下幾部分組成：三角架、底模平臺、吊掛起頂系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板及模板支撐系統(tǒng)、限位系統(tǒng)等[1]。每只掛籃有兩片三腳架，掛籃底模平臺由前后下橫梁、上下游限位縱梁、縱梁及挑梁等主要構(gòu)件組成，吊掛系統(tǒng)由底模平臺的前后吊掛系統(tǒng)、內(nèi)滑梁的前后吊掛系統(tǒng)、外滑梁的前后吊掛系統(tǒng)組成，掛籃走道由四種類型的走道梁組成，在掛籃施工過程中向前接長使用，掛籃的錨固系統(tǒng)根據(jù)不同情況有不同措施，掛籃在走行過程中，通過走道和后鉤板錨固于已澆注的梁段上，到位后，錨固于后錨固，掛籃模板有外模及外模支架、內(nèi)模及內(nèi)模支架、底模三部分組成。

三、主要施工工藝及技術(shù)措施

連續(xù)剛構(gòu)總體上的施工順序是：先進(jìn)行0#塊現(xiàn)澆，然后拼裝掛籃對稱懸澆

至18#塊，再進(jìn)行中跨合攏段施工，接著進(jìn)行邊跨18#、19#兩個塊段懸澆，同時進(jìn)行邊跨11#墩頂21#塊的托架上現(xiàn)澆施工，最后澆注邊跨合攏段20#塊。連續(xù)剛構(gòu)懸澆梁段的具體方法和步驟是：掛籃走行定位—模板安裝—鋼筋和預(yù)應(yīng)力體系安裝—掛籃標(biāo)高及吊桿拉力調(diào)整—混凝土澆注與養(yǎng)生—預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿—掛籃走行。掛籃在施工前均要進(jìn)行100%荷載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)掛籃各主要部件受力情況、消除掛籃的非彈性變形及觀測掛籃的彈性變形，以便指導(dǎo)施工[2]。

（一）掛籃的預(yù)壓及觀測

掛籃預(yù)壓前要仔細(xì)檢查后錨是否錨固穩(wěn)定，各錨固精軋螺紋鋼受力是否均勻，后錨掛鉤是否與軌道脫離，前吊帶連接銷是否連好，是否均勻受力，底模后吊帶是否上緊，支撐千斤頂是否平穩(wěn)，張拉受力分配粱是否與各片底絎架貼靠緊。

預(yù)壓采取分級施加荷載的方法，共5級：30%、50%、70%、90%、100%。每次張拉持荷一小時，滿載后持荷12小時后開始卸載。為準(zhǔn)確觀測到掛籃的彈性和非彈性變形，在掛籃的后錨左右兩側(cè)各設(shè)一觀測點(diǎn)，掛籃前支點(diǎn)左右兩側(cè)各設(shè)兩個觀測點(diǎn)，前上橫梁設(shè)兩個觀測點(diǎn)，底模前橫梁設(shè)兩個觀測點(diǎn)。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)繪制各測點(diǎn)的位移變化情況曲線，根據(jù)加載、變化曲線分析非彈性、彈性變形值的大小，為預(yù)測施工立模標(biāo)高提供參考。[3]

（二）掛籃行走定位

在0號塊或上一梁段混凝土澆注且完成脫模、縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉后，即可拆除掛籃后錨固，走行掛籃，步驟大致如下：

1、在已澆注的梁段上鋪設(shè)下滑道枕木。

2、將掛籃走道梁用梁體或預(yù)埋的豎向25㎜精軋螺紋鋼錨固。

3、將底模平臺臨時用倒鏈和千斤繩吊掛于外模支架上，并從梁上可靠的位置掛設(shè)保險繩，再拆除底模平臺前后吊掛。

4、檢查后鉤板無誤后，卸除后錨固。

5、將內(nèi)、外滑梁及三角構(gòu)架用100KN倒鏈或千斤頂向前牽引，滑行至前支座離開支座墊塊。

6、取出支座下的墊塊，將支座墊塊前移至掛籃定位處安裝好。

7、將豎向25㎜精軋螺紋鋼的連接螺母上好擰緊，檢查掛籃走道。

8、繼續(xù)用100KN倒鏈或千斤頂向前牽引，前移掛籃至下一節(jié)段。

9、將到位的掛籃精定位，使其順橋向偏差控制在±10㎜以內(nèi)；橫橋向偏差控制在±5㎜以內(nèi)；兩主桁相對偏差控制在±5㎜以內(nèi)。注意每個節(jié)段誤差不得積累積，以確保梁體中線順直，并便于模板安裝調(diào)整[4]。

10、用倒鏈將外側(cè)模和底模牽引到位，安裝并固定底模和外側(cè)模。

（三）預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)應(yīng)力筋的安裝

因主梁為全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力狀態(tài)關(guān)系到全橋成橋后的受力和施工線型、施工受力，應(yīng)作為施工中的重點(diǎn)。施工時要嚴(yán)格保證管道位置正確。在預(yù)應(yīng)力管道縱向每隔50㎝設(shè)一道定位鋼筋網(wǎng)，并與主筋固定牢，防止混凝土澆注中預(yù)應(yīng)力管道上浮。預(yù)應(yīng)力安裝時，豎向、橫向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋在管道安裝時即同時安裝，而橫向、縱向錨固束鋼絞線則在混凝土澆注之后，抽撥出芯管之后人工穿束。

預(yù)應(yīng)力筋安裝時要根據(jù)混凝土澆注次數(shù)分兩次安裝，在第一次混凝土澆注要安裝腹板內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力筋和部分橫向預(yù)應(yīng)力筋，安裝時根據(jù)設(shè)計圖紙和混凝土澆注高度確定埋設(shè)的根數(shù)。預(yù)應(yīng)力施工中位置優(yōu)先原則是：首先保證縱向預(yù)應(yīng)力，其次是頂板橫向預(yù)應(yīng)力，再次是豎向預(yù)應(yīng)力，然后是普通鋼筋。

（四）懸臂梁段預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿和封錨

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉順序：在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%，張拉縱向預(yù)應(yīng)力；在混凝土澆注15d以后張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋；在混凝土澆注30d以后，強(qiáng)度達(dá)到100%的設(shè)計強(qiáng)度，張拉橫向預(yù)應(yīng)力筋。張拉時按對稱原則，即橫截面對稱原則和縱向同一束鋼束對稱原則。張拉前先要對每根鋼鉸線預(yù)拉，再整束張拉，采用伸長量與應(yīng)力雙控，預(yù)拉時采用單根預(yù)拉。伸長量確定時，設(shè)計錨具參數(shù)僅為參考值，應(yīng)以現(xiàn)場實(shí)際試驗(yàn)所測進(jìn)行調(diào)整。在檢查伸長量的同時，還應(yīng)注意考慮錨下鋼束回縮值。

每節(jié)梁段張拉完畢后，孔道內(nèi)應(yīng)盡早安排壓漿，壓漿必須在鋼線張拉完畢后3天內(nèi)完成，并保證注漿密實(shí)，以減少預(yù)應(yīng)力筋的松弛損失。每根孔道壓漿應(yīng)一次完成，不得中斷，壓漿時先壓底層孔道，再由下向上進(jìn)行。在梁體懸澆施工時，可先移掛籃再進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力管道的壓漿，壓漿要有配合比試驗(yàn)。

孔道壓漿完畢，應(yīng)將張拉孔、張拉槽和外露錨頭處臨時切斷的鋼筋補(bǔ)齊復(fù)位，將端部混凝土鑿毛沖洗后用與梁體混凝土相同等級的混凝土封填，并振搗密實(shí)。

（五）合攏段施工

全橋共有邊跨合攏段二處，跨中合攏段一處，合攏段長度均為2m，跨中合攏后邊跨合攏。合攏方法是在箱梁頂、底板設(shè)體外支撐，利用N45、N49鋼束作合攏鎖定束，利用單只掛籃立模澆注合攏段。

合攏段施工時，另一側(cè)掛籃退回2個塊段，再鎖定合攏處的體外支撐體系，并張拉設(shè)計要求的部分縱向預(yù)應(yīng)力和所有施工中附加的臨時預(yù)應(yīng)力束，然后進(jìn)行合攏段混凝土澆注。臨時“鎖定”是合攏的關(guān)鍵，合攏“鎖定”遵循又拉又撐的原則，即“鎖定”包括焊接勁性骨架和張拉臨時預(yù)應(yīng)力束[5]。

合攏段體外支撐體系要能夠承受合攏段的自重、在澆注后溫度變化范圍內(nèi)引起的附加應(yīng)力、澆注混凝土前張拉臨時鋼束和部分永久性鋼束的應(yīng)力、體系轉(zhuǎn)換前的風(fēng)荷載和施工過程中的施工荷載。合攏段施工前要了解氣溫、風(fēng)荷載、梁體實(shí)測溫度曲線、梁上實(shí)際施工荷載和固定荷載分布以及施工活載觀測記錄等詳細(xì)資料。

四、結(jié)語

組合體系類橋梁一般跨度大、斷面大，安全要求高，施工難度大，本文結(jié)合嘉陵江某大橋的施工，簡要闡述了掛籃法懸臂澆筑技術(shù)，并重點(diǎn)介紹了連續(xù)剛構(gòu)懸臂梁段的主要施工工藝及控制措施，對同類橋有一定參考價值。