鳳凰二橋混凝土連續(xù)箱梁移動模架一次雙跨整體澆筑施工技術(shù)

張?zhí)O 秦星

摘 要：廣州南沙明珠灣區(qū)鳳凰二橋引橋混凝土連續(xù)箱梁施工，將逐跨施工的移動模架改制成一次雙跨整體澆筑，解決了現(xiàn)澆箱梁梁體線形控制、雙跨模架行走、雙跨澆筑工藝優(yōu)化等技術(shù)難題，經(jīng)校驗各施工階段橋梁應(yīng)力、現(xiàn)澆箱梁的標高誤差等指標均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。一次雙跨整體澆筑施工技術(shù)有效提高了移動模架工法的工效，降低了施工風(fēng)險，適合在高墩、軟基、橋幅眾多的橋梁施工中推廣使用。

關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁 移動模架 一次雙跨

移動模架稱移動造橋機，是一種自行走，自帶模板，并支撐在墩柱或承臺上，而對橋梁上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆施工的專用設(shè)備，近年來，移動模架工藝因為不需要地基處理，在混凝土現(xiàn)澆梁的施工獲得廣泛應(yīng)用。目前，多采用移動模架進行逐跨施工，但對于一聯(lián)小跨度等截面箱梁一次性澆筑兩跨工藝應(yīng)用的較少。

1.工程概況

廣州南沙鳳凰二橋兩側(cè)引橋為30m-40m現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)，總長為1833m，其中北引橋長195m，單幅6跨2聯(lián)，北引橋總長為1638m，單幅總計51跨15聯(lián)其中南引橋117#墩（K4+334）到72#墩（K3+879）采用移動模架施工，其中30m跨徑現(xiàn)澆梁時采用一次雙跨整體現(xiàn)澆移動模架工法。

2.工程特點及難點

本工程混凝土連續(xù)箱梁采用移動模架一次雙跨整體澆筑施工技術(shù)，主要存在以下方面技術(shù)難點：

（1）移動模架拼裝場地受限、拼裝難度大，施工組織難；

（2）移動模架施工過程中，結(jié)構(gòu)受力形式由逐跨澆筑時簡支梁變化為兩跨同時澆筑時的多跨連續(xù)梁，對移動模架性能要求更高，受力情況不同于常規(guī)施工，變化復(fù)雜；

（3）雙跨施工時，移動模架多點受力，支撐系統(tǒng)受力平衡要求高，施工操作難度大；

（4）如何控制雙跨梁體線性，保證移動模架梁體外觀質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

3.移動模架一次兩跨澆筑工藝

3.1 工藝流程

施工準備→模架拼裝→底模、側(cè)模安裝調(diào)整→底板鋼筋、腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力波紋管的安裝定位→內(nèi)模板的整體吊裝→頂板鋼筋綁扎固定→砼施工→預(yù)應(yīng)力施工→落模、模架行走開始下一循環(huán)施工。

3.2 移動模架拼裝

（1）確定拼裝方案?？紤]到施工現(xiàn)場無大型起重設(shè)備，移動模架橋下拼裝整體吊放方案不適用，為了充分利用施工現(xiàn)場現(xiàn)有的起重設(shè)備，減小移動模架拼裝在關(guān)鍵線路上占用，移動模架需要提前進場，在箱梁現(xiàn)澆原位搭設(shè)鋼平臺，與支撐在承臺上的牛腿共同組成拼裝平臺，利用履帶吊將模架散件依次拼裝。

（2）牛腿安裝。支撐牛腿由鋼管柱和牛腿兩部分組成，鋼管柱直接安裝在承臺上，牛腿采用精軋螺紋鋼對拉。支腿安裝前先測放出墩身兩側(cè)放置支腿位置及標高值，采用支座灌漿料進行找平。第一個牛腿吊起與支腿螺栓連接完成后，用兩個10t葫蘆掛住三角牛腿上用來臨時固定吊耳，通過葫蘆調(diào)節(jié)盡量保證牛腿軸線與墩身軸線重合；吊裝另外一只牛腿并附帶精軋螺紋鋼，調(diào)整兩側(cè)牛腿在同一軸線上，支腿螺栓連接完成后穿牛腿精軋螺紋鋼并進行張拉。張拉時由內(nèi)向外由下向上順序?qū)ΨQ張拉三次，每根螺紋鋼預(yù)受力25T，張拉完成后觀察各個部位是否與墩柱貼緊，否則采用薄鋼板塞墊。最后安裝牛腿對拉梁及銷軸，對拉梁與墩身之間間隙用木楔子打緊。

（3）移動模架拼裝。移動模架拼裝采用逐節(jié)吊裝懸拼推進工藝，現(xiàn)場搭設(shè)臨時鋼平臺輔助安裝，見圖1所示。

具體拼裝步驟如下：

第一步：安裝主梁5，擱置在牛腿及鋼平臺上，懸臂拼裝前導(dǎo)梁；

第二步：懸臂拼裝主梁4并和主梁5連接，通過縱向千斤頂使主梁向小樁號移動；

第三步：懸臂拼裝主梁3，重復(fù)第二步直到完成后導(dǎo)梁的拼裝；

第四步：安裝橫梁、底模、側(cè)模；

3.3 箱梁施工

（1）箱梁澆筑。因本工程箱梁為一次雙跨澆筑，調(diào)整模板標高、軸線時先在2個固結(jié)墩周圍調(diào)整；翼緣板則通過支撐撐桿從端頭依次調(diào)整。模板調(diào)整完畢后，依次模板、鋼筋、混凝土、預(yù)應(yīng)力等工序。

（2）一次雙跨澆筑順序。因箱梁的施工接縫設(shè)置在1/5斷面處，懸挑6m，混凝土澆筑從懸臂端向已完成箱梁側(cè)進行。按照水平向分層、斜向分段（底板、腹板、頂板）全斷面同步推進，一次澆筑成型的原則進行。

（3）施工縫的處理。與逐跨澆筑相比，該方案一次澆筑兩跨，減少了施工縫，有利于橋梁整體線形及色差控制。本工程在施工縫處采用后支點懸掛，移動模架主梁與已澆筑混凝土側(cè)懸臂端變形協(xié)同，以較少新老混凝土錯臺。

4.現(xiàn)澆箱梁線型的控制

采用移動模架一次澆筑兩跨的施工工藝，在完成整聯(lián)現(xiàn)澆箱梁施工之前，需要進行一次受力體系的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換時施加縱向預(yù)應(yīng)力，懸臂端會產(chǎn)生負彎矩，有向上位移，同時考慮混凝土收縮、徐變等綜合作用，現(xiàn)澆箱梁的線型控制顯得尤為復(fù)雜，必須掌握現(xiàn)澆箱梁在施工全過程中的位移變化規(guī)律（包括移動模架的），并預(yù)先設(shè)置預(yù)拱度。

4.1 模架預(yù)拱度設(shè)置需要考慮的因素

（1）橋梁結(jié)構(gòu)自身的因素：主要包括現(xiàn)澆箱梁自重、二期荷載、縱向預(yù)應(yīng)力以及混凝土的收縮徐變。其中縱向預(yù)應(yīng)力對箱梁產(chǎn)生向上的變形。

（2）活載：主要是車輛荷載、人群荷載等?？紤]到行車舒適性，模架預(yù)拱度的設(shè)置僅考慮1/2活載變形。

（3）施工因素：移動模架自身的變形（包括主梁、牛腿彈性變形、非彈性變形等）以及為了減少施工縫處錯臺采用移動模架后支點懸掛的方式對已經(jīng)澆筑箱梁的荷載而產(chǎn)生的撓度。

4.2 預(yù)拱度設(shè)置

（1）橋梁結(jié)構(gòu)自身的因素、活載等對預(yù)拱度的影響值通過有限元計算確定，并在施工中注意測量進行修正。施工因素中移動模架主梁、牛腿變形（非彈性變形、彈性變形）通過預(yù)壓以及有限元分析計算綜合確定。

（2）模架預(yù)拱度的設(shè)置采用按二次拋物線分段擬合。實踐證明這種分段擬合不影響現(xiàn)澆箱梁的外觀線型。其中底模預(yù)拱度通過調(diào)整底模豎向千斤頂來設(shè)置；側(cè)模預(yù)拱度通過調(diào)整每塊模板連接螺栓的松緊程度來實現(xiàn)；翼緣板坡度則利用外模支撐桿的伸縮調(diào)整。

（3）施工時，分別在砼澆筑的前后、預(yù)應(yīng)力施工的前后、模架脫模前后等六個步驟對箱梁的線型進行監(jiān)測，并將測量數(shù)據(jù)與理論計算值進行較對，對偏差進行相應(yīng)調(diào)整修正，確保箱梁線形正確。

5.實施效果

廣州南沙鳳凰二橋混凝土連續(xù)箱梁采用移動模架量跨一次澆筑施工工法，與預(yù)制箱梁整孔架設(shè)工法相比，可節(jié)省制粱場、吊梁、運梁等大型設(shè)備投資；與滿堂支架工法相比，減少對基礎(chǔ)加固處理；與現(xiàn)澆單跨梁工藝相比，加快了施工進程，由原來12.5天/跨的澆筑速度提高至8天/跨的架設(shè)速度，每聯(lián)節(jié)省工期5天，節(jié)省總工期約1.5個月，模架運行步驟也有部分簡化，雙跨澆筑省掉了一次脫模、系統(tǒng)推進及調(diào)整側(cè)底模的作業(yè)，節(jié)省施工人員費和設(shè)備費約235萬元，節(jié)約項目管理費105萬元。

同時，移動模架雙跨澆筑技術(shù)在本工程的成功應(yīng)用，有效提高了移動模架工法工效，降低了施工風(fēng)險，對結(jié)構(gòu)質(zhì)量也有顯著提升，現(xiàn)澆箱梁的各項參數(shù)指標均滿足設(shè)計和規(guī)范的相關(guān)要求，獲得了業(yè)主、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)站等單位一致好評和肯定，具備了極好的社會效益。

6.結(jié)語

鳳凰二橋引橋箱梁施工，成功地將適用于逐跨施工的移動模架改制為雙跨施工，對雙跨一次澆筑工作狀況下移動模架的承載力進行了分析驗算，并對鼻梁、橫梁、支承小車、牛腿的強度及穩(wěn)定性進行分析，為模架預(yù)拱度的設(shè)置提供了理論的依據(jù)，并依據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)進行修正，解決了預(yù)拱度確定的難題，為國內(nèi)公路、鐵路橋梁的設(shè)計與施工提供了“移動模架雙跨一次澆筑混凝土箱梁”的成功范例，為同類型橋梁上部結(jié)構(gòu)施工提供了參考和借鑒。