橋梁懸澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)探討

楊基

摘 要：近年來，跨越城區(qū)及河流的公路及鐵路橋梁設(shè)計(jì)中，懸澆連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，其中部分跨徑較小的橋梁采用雙向預(yù)應(yīng)力體系，橋梁結(jié)構(gòu)無永久性豎向預(yù)應(yīng)力，使常規(guī)的懸澆梁掛籃施工無法利用橋梁本身的豎向精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固。該文以廣深沿江高速公路A2合同段B9標(biāo)民昌路高架橋跨越暨有道路懸澆箱梁的施工實(shí)踐，介紹了無豎向預(yù)應(yīng)力懸澆連續(xù)箱梁施工的主要技術(shù)及施工流程，以供業(yè)內(nèi)同行借鑒。

關(guān)鍵詞：無豎向預(yù)應(yīng)力 懸澆 橋梁 施工 技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）05（c）-0066-02

懸澆橋梁無豎向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的施工，其關(guān)鍵是需要解決主要施工設(shè)備掛籃的臨時(shí)錨固問題，近年來，作為懸澆連續(xù)箱梁的主要施工設(shè)備，無水平推力后支點(diǎn)三角形主桁形式的掛籃應(yīng)用廣泛，其由于結(jié)構(gòu)簡單、受力明確、重量輕、用材較省，在施工過程中的使用效果良好。該文以工程項(xiàng)目實(shí)踐為依托，描述了三角形掛籃用于無豎向預(yù)應(yīng)力懸澆箱梁的設(shè)計(jì)及連續(xù)箱梁的施工流程與工藝，對(duì)類似結(jié)構(gòu)橋梁施工技術(shù)的研究具有較為現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

全橋左右幅分離設(shè)計(jì)，孔跨布置為左幅14×30+23.5+（39.5+63+46）+4×30m，右幅14×30+23.5+（46+63+39.5）+4×30m，全橋長712 m。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁及節(jié)段懸澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁。懸澆段跨暨有城市道路，其孔跨布置為左幅（39.5+63+46）m，右幅（46+63+39.5）m，共計(jì)掛籃懸澆6孔。

懸澆段上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為直腹板變高度連續(xù)箱梁，單箱雙室斷面，單幅橋?qū)?9.85 m，0#塊長9 m，懸臂澆筑節(jié)段長度有3 m、3.5 m兩種，中跨合攏段長2 m，邊跨合攏段分別長9 m、15 m。單墩每側(cè)共計(jì)8個(gè)節(jié)段，1～8#節(jié)段采用掛籃懸臂施工，節(jié)段重量111.3～140.5 t。

箱梁設(shè)計(jì)為雙向預(yù)應(yīng)力體系，C50砼，無豎向預(yù)應(yīng)力筋，箱梁底板寬12.85 m，翼板寬3.5 m，梁高采用2次拋物線變化，支點(diǎn)位置最大高度3.5 m，跨中最小梁高2 m，腹板厚度為45～65 cm。箱梁底板橫向保持水平，頂板斜置設(shè)置單向2%橫坡。

2 臨時(shí)固結(jié)及0#塊施工

2.1 設(shè)計(jì)基本情況

0#塊長9 m，橋?qū)?9.85 m，中橫梁寬2.2 m，箱形梁段長3.4 m，腹板厚65 cm，頂板厚28c m，底板厚28～56 cm，支點(diǎn)位置梁高3.5 m，截面處梁高3.1 m，橫坡2%，為單箱雙室箱梁斷面。

箱梁臨時(shí)固結(jié)采用在墩身順橋向兩側(cè)設(shè)8根Φ60 cm（壁厚6 mm）的鋼管砼柱（管內(nèi)灌C40砼），鋼管砼頂面與箱梁結(jié)合部位設(shè)15 cm厚40號(hào)硫磺砂漿隔離層，以便施工完成后拆除臨時(shí)支撐墩，臨時(shí)固結(jié)頂部設(shè)預(yù)埋鋼筋伸入箱梁底板40 cm，并在箱梁底部增設(shè)三層Φ12加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，為增強(qiáng)鋼管砼結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性，單排鋼管之間采用2-[25b型槽鋼壓桿作為縱橫向聯(lián)系。

2.2 施工方案

0#塊施工方案利用臨時(shí)固結(jié)鋼管砼柱及定制的落地鋼管托架分別作為梁體支撐系統(tǒng)，設(shè)置橫橋向貝雷桁架主梁，箱梁底板以下各部分構(gòu)件分別為： 8cm厚鋼模板、三角形槽鋼底模托架、I25b工字鋼分配梁、7cm厚鐵尖脫模楔塊、橫向單層雙排貝雷主梁（與墩柱頂面平齊）、支點(diǎn)位置槽鋼支墊、縱向貝雷梁支點(diǎn)、托架橫梁、托架立柱。

箱梁翼板以下則為：整體鋼模板、[10槽鋼縱梁、支架頂托、鋼管腳手架、4 mm厚鋼板平臺(tái)、2-[14b槽鋼分配梁、單層雙排貝雷主梁、支點(diǎn)位置槽鋼支墊、縱向貝雷梁支點(diǎn)、托架橫梁、托架斜立柱。

箱梁0#塊砼分兩次完成澆筑，首次澆至腹板外下倒角以下2 cm，第二次澆筑頂板余下部分。

3 掛籃設(shè)計(jì)及懸澆箱梁節(jié)段施工

3.1 掛籃設(shè)計(jì)

根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)對(duì)掛籃及模板設(shè)計(jì)重量不大于60t的要求，考慮單箱雙室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擬定采用三塔式三角形結(jié)構(gòu)掛籃，全橋雙幅共有4個(gè)主墩，相應(yīng)有4個(gè)T，根據(jù)總體工期要求，計(jì)劃投入兩對(duì)（4只）掛籃對(duì)稱施工，按懸澆段最重節(jié)段140.5 t、最大長度3.5 m、0號(hào)塊最大長度9 m進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。

掛籃結(jié)構(gòu)分成四個(gè)系統(tǒng)，分別為：橋面三角形主桁系統(tǒng)（含主縱梁、立柱、節(jié)點(diǎn)、橫梁桁架、前支座）；懸吊、行走系統(tǒng)（含橫梁系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)）；錨固系統(tǒng)（含后錨系統(tǒng)、軌道梁錨固系統(tǒng)）；模板系統(tǒng)（含底模、內(nèi)模、外側(cè)模板）。掛籃各主要部件均采用型鋼加工而成，除底籃后吊點(diǎn)采用錳板吊帶外，其他各吊點(diǎn)均采用精軋螺紋鋼吊桿。由于掛籃需在0號(hào)塊頂面拼裝就位，主桁設(shè)后拼裝節(jié)段。掛籃及模板行走依靠手拉葫蘆水平牽引沿軌道滑移，底籃在滑移過程中將后橫梁兩側(cè)懸掛于外側(cè)模導(dǎo)梁上與側(cè)模板同時(shí)前移。為保證掛籃整體性及移籃過程的橫向抗扭，用槽鋼桁架將三道主桁連接成整體。

3.2 臨時(shí)錨固設(shè)計(jì)

為解決連續(xù)箱梁無永久豎向預(yù)應(yīng)力無法利用豎向筋直接設(shè)置臨時(shí)后錨及軌道錨的問題，掛籃的錨固系統(tǒng)采用在腹板兩側(cè)預(yù)埋孔道穿入錨桿與扁擔(dān)梁壓主桁架及軌道的方式錨固，腹板的倒角部位接觸面采用穿孔后的枕木楔塊與砼面貼合，保證錨桿豎直，錨桿使用完成后從預(yù)留孔道中拆出循環(huán)使用。臨時(shí)錨固方式圖示如圖1。

3.3 節(jié)段懸澆施工方案

懸澆節(jié)段為1～8#塊，施工時(shí)分為兩種工況，1#塊施工時(shí)由于已澆0#節(jié)段箱梁長度受限，掛籃主桁預(yù)留尾節(jié)，直接對(duì)稱拼裝，兩只掛籃共用后錨。2～8#塊施工時(shí)，兩只掛籃解體，安裝尾節(jié)，在尾節(jié)部位單獨(dú)配備后錨逐節(jié)前移懸臂澆筑施工。懸澆節(jié)段箱梁砼的施工采用全斷面一次性澆筑成型。

4 合攏段施工

4.1 中跨合攏段施工

（1）掛籃就位。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，懸澆段采用先中跨合攏，再進(jìn)行邊跨合攏的方式。中跨合攏段利用掛籃作為模板及支撐，在所有懸澆節(jié)塊均完成施工后，將其中一套掛籃前移至另一端懸澆節(jié)段8#塊上，另一套掛籃退出合攏段施工區(qū)域，將內(nèi)模導(dǎo)梁通過吊桿掛在已澆8#塊箱梁頂板上，外側(cè)模導(dǎo)梁掛在已澆梁體翼板上，底板下橫梁利用手拉葫蘆調(diào)整水平位置并通過已澆梁體底板吊桿掛住并張緊。

（2）標(biāo)高就位。

8#塊梁體施工前，在8#塊箱梁每個(gè)箱室的頂板及底板靠梁肋部位對(duì)臨時(shí)固結(jié)預(yù)埋鋼板進(jìn)行預(yù)埋，中跨合攏段模板安裝前，在已澆梁體的合適節(jié)段利用水箱配重，將兩側(cè)已澆節(jié)段的頂、底板標(biāo)高程調(diào)至設(shè)計(jì)標(biāo)高（規(guī)范允許范圍內(nèi)）。

（3）臨時(shí)固結(jié)。

采用雙排I40a型工字鋼與兩側(cè)已澆梁體每個(gè)箱室角點(diǎn)上的預(yù)埋鋼板焊接作為臨時(shí)固結(jié)，每個(gè)中跨合攏段共8道。

（4）張拉部分合攏束。

復(fù)測(cè)、模板安裝完成后，可進(jìn)行鋼筋綁扎及管道埋設(shè)施工。在砼澆筑前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)稱選擇4對(duì)合攏束事先穿入管道，張拉至設(shè)計(jì)應(yīng)力。

（5）砼澆筑施工。

合攏段砼澆筑施工時(shí)間選在當(dāng)天氣溫較低的凌晨，以保證合攏溫度17～21℃。梁體砼采用砼天泵車泵送入模、全斷面一次澆筑成型，砼經(jīng)養(yǎng)生達(dá)到要求后，解除臨時(shí)固結(jié)剛性連接，張拉余下合攏束，其余鋼束隨后張拉（張拉順序以先下后上，由內(nèi)向外對(duì)稱進(jìn)行）。節(jié)段鋼束張拉完成后，卸除水箱配重物，拆除中跨位置一對(duì)掛籃，完成體系第一次轉(zhuǎn)換。

4.2 邊跨合攏段施工

邊跨合攏段設(shè)計(jì)長度分別為：8.91 m、15.41 m。均為2 m梁高，為等高度單箱雙室箱梁斷面，兩邊跨現(xiàn)澆段縱向由直線段及梁端倒角部分構(gòu)成，直線段長度變化形成兩邊跨不同長度現(xiàn)澆段，施工采用振入鋼管樁配貝雷主梁搭設(shè)平臺(tái)支模方案，砼分兩次澆筑成型，首次澆至腹板外上倒角以下2 cm處，第二次澆完余下部分，砼完成澆筑后張拉邊跨合攏束，拆除現(xiàn)澆段支架，完成體系第二次轉(zhuǎn)換。箱梁底板以下各部分構(gòu)件分別為：2 cm厚竹膠合板模板、橫向鋪設(shè)6×10@25 cm木枋、I25b工字鋼分配梁、單層雙排貝雷主梁、振入Φ530*6 mm鋼管樁立柱。箱梁翼板以下則為：2 cm厚竹膠合模板、6×10 cm木枋、[10槽鋼縱梁、支架頂托、鋼管腳手架、4mm厚鋼板平臺(tái)、2-[14b槽鋼分配梁、單層雙排貝雷主梁、振入Φ530*6 mm鋼管樁立柱。

5 臨時(shí)固結(jié)拆除

依據(jù)設(shè)計(jì)要求完成邊跨合攏段施工后，逐套拆除掛籃，可進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)鋼管的拆除，首先搭設(shè)腳手架工作平臺(tái)，采用氧割對(duì)鋼管與箱梁接合部位進(jìn)行切除后，接通電源使結(jié)合面硫磺砂漿熔解，并使用風(fēng)鎬人工鑿除接合面未熔解的殘余砼，錨固鋼筋采用手動(dòng)砂輪機(jī)切割，逐根吊除鋼管砼柱，完成箱梁第三次體系轉(zhuǎn)換后達(dá)到成橋狀態(tài)。

6 結(jié)語

筆者所在項(xiàng)目橋梁無豎向力預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁經(jīng)應(yīng)用本文所述施工技術(shù)，三次體系轉(zhuǎn)換及時(shí)，成橋質(zhì)量情況良好，進(jìn)度與施工成本的管理均獲得了良好的實(shí)效。筆者據(jù)此總結(jié)，為類似條件下懸澆箱梁的施工與相關(guān)掛籃設(shè)計(jì)提供了一套可供借鑒的方法。

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