淺談懸澆箱梁0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力三角托架施工技術(shù)

■胡長(zhǎng)江

(福建第一公路工程集團(tuán)有限公司，泉州 362000)

1 工程概況

龍海市龍江大道工程一標(biāo)段中港大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為（35+2×55+35）m四跨預(yù)應(yīng)力混凝土懸澆箱梁，左幅和右幅均為單箱單室變截面連續(xù)箱梁，0號(hào)塊長(zhǎng)11m，箱梁根部梁高3.5m，箱梁根部底板厚60cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2.0次拋物線變化，箱梁腹板根部厚70cm，箱梁頂板寬13.75m，底板寬7.0m，兩側(cè)翼緣板懸臂長(zhǎng)度3.375m，懸臂板端部厚18cm、根部厚70cm，箱梁頂設(shè)有2%的橫坡，箱梁底板保持水平，腹板保持鉛垂，通過調(diào)整兩腹板的高差，實(shí)現(xiàn)頂板的單向橫坡。一個(gè)0#塊砼為174.55m3，采用一次性現(xiàn)場(chǎng)澆筑。

2 0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力三角托架設(shè)計(jì)方案

0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力支承三角托架，包括6組對(duì)稱的支撐架10。該6組支撐架10設(shè)于橋墩墩身11的左右兩側(cè)。每個(gè)支撐架10包括裝設(shè)于橋墩墩身11上的I40b工字鋼水平縱梁12、［25b雙拼槽鋼斜撐梁13及［25b雙拼槽鋼斜向加強(qiáng)腹桿15。斜撐梁13的上部與水平支撐梁12連接并焊接在預(yù)埋在墩身11上的733mm×733mm×20mm鋼板，下部連接有加強(qiáng)鋼板22，該加強(qiáng)鋼板22的底面連接有I36b工字鋼橫梁17，橫梁17的下部連接有Φ100mm插銷棒，該插銷棒插入橋墩墩身11的預(yù)留孔內(nèi)。插銷棒為插銷鋼棒，從而增強(qiáng)插銷棒的強(qiáng)度，避免斷裂。插銷鋼棒的下方還設(shè)有用于支撐插銷鋼棒的支撐鋼板16，該支撐鋼板16呈三角形狀。斜向加強(qiáng)腹桿15的一端與水平縱梁12的頭部連接，另一端與斜撐梁13的中部連接。斜向加強(qiáng)腹桿15的設(shè)置，可大大提高斜撐梁13的承載力。斜向加強(qiáng)腹桿15與斜撐梁13的夾角呈90°，從而可使斜撐梁13有較大的承載力。斜向加強(qiáng)腹桿15用橫向連續(xù)梁18連接，從而提高三角支撐托架的整體穩(wěn)定性。每個(gè)支撐架10的水平縱梁12通過張拉4根B32精軋螺紋鋼穿過橋墩墩身11的拉桿預(yù)留孔19連接，以確保上節(jié)點(diǎn)承受外荷引起的拉力、剪力。兩組支撐架10的加強(qiáng)鋼座17的兩端分別設(shè)有拉桿孔21，用兩端帶有螺紋的拉桿以及螺母固定該兩個(gè)橫梁17，使該橋墩墩身11兩側(cè)的支承三角托架形成整體。由此形成三角懸臂承重托架，在托架上鋪設(shè)I36b工字鋼作為分配梁，工字鋼上鋪設(shè)木板，從而形成0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力三角托架施工平臺(tái)，在平臺(tái)上進(jìn)行0號(hào)塊的所有工序作業(yè)。托架示意圖見圖1和圖2：

圖1 縱向結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 橫向結(jié)構(gòu)示意圖

3 施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→設(shè)置預(yù)留孔→安裝鋼棒、三角托架、穿精軋螺紋鋼→安裝橫梁→安裝三角托架→張拉精軋螺紋鋼→安裝橫向聯(lián)系梁→安裝分配梁→托架預(yù)壓→安裝模板→0號(hào)塊鋼筋砼施工→拆底膜、分配梁→放松精軋螺紋鋼、拆三角托架→封堵預(yù)留孔洞→結(jié)束。

3.2 施工操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

在鋼筋加工場(chǎng)加工三角托架（圖3）、PVC管，準(zhǔn)備鋼棒和精軋螺紋鋼，張拉設(shè)備檢驗(yàn)。三角托架加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行裁切，焊接時(shí)應(yīng)注意工字鋼與鋼板、工字鋼與工字鋼之間的焊接效果，保證焊縫飽滿，通過檢查沒有發(fā)現(xiàn)裂紋、氣孔、夾雜、焊瘤等缺陷。

圖3 加工三角托架

3.2.2 設(shè)置預(yù)留孔

預(yù)留孔包括精軋螺紋鋼預(yù)留孔和鋼棒預(yù)留孔，在砼澆筑前嚴(yán)格在設(shè)計(jì)預(yù)留孔位置安裝PVC管，在施工現(xiàn)場(chǎng)放樣出PVC管的位置并固定牢固，PVC管如與橋墩主筋發(fā)生碰撞時(shí)可適當(dāng)調(diào)整主筋位置，切不可將主筋切斷；PVC管定位好后用土工布封堵PVC管的兩頭管口，防止砼澆筑的時(shí)候混凝土進(jìn)入管內(nèi)造成堵塞，混凝土振搗時(shí)要注意振搗棒不能碰撞PVC管，確保PVC管不跑位和不被破壞。墩身預(yù)留孔見圖4。

3.2.3 安裝鋼棒、穿精軋螺紋鋼

吊車、工人安排就位，吊裝鋼棒、精軋螺紋鋼穿入預(yù)留孔，安裝時(shí)應(yīng)注意確保鋼棒與設(shè)計(jì)同一水平面。

3.2.4 安裝橫梁

吊裝I36b工字鋼安裝在預(yù)埋于墩身的6根直徑10cm的鋼棒上，使I36b工字鋼緊貼墩身固定，處理好I36b工字鋼與鋼棒的間隙，并用兩根螺栓在墩身的前后將兩根工字鋼連接在一起鎖緊。

3.2.5 安裝三角托架

圖4 墩身預(yù)留孔

用平板車運(yùn)送三角托架至墩身附近，將之前加工好的6組三角托架沿橋梁縱向安裝定位（見圖5），處理好下節(jié)點(diǎn)焊接的鋼板與I36b工字鋼的間隙，利用精軋螺紋鋼的張拉力，以確保上節(jié)點(diǎn)承受外荷引起的拉力、剪力。在吊裝前必須對(duì)吊車司機(jī)、起重信號(hào)工以及作業(yè)工人進(jìn)行培訓(xùn)與技術(shù)交底，并經(jīng)考核合格后方可上崗。

圖5 安裝三角托架

3.2.6 張拉精軋螺紋鋼

精軋螺紋鋼的張拉極其重要，利用精軋螺紋鋼的張拉力，以確保上節(jié)點(diǎn)承受外荷引起的拉力、剪力，它直接關(guān)系到0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力三角托架施工的安全。千斤頂、油泵、油壓表在使用前應(yīng)先進(jìn)行匹配標(biāo)定，張拉過程中注意張拉力的控制、監(jiān)測(cè)，及時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)記錄，以及最后檢查驗(yàn)收等，張拉過程見圖6。

圖6 張拉精軋螺紋鋼

3.2.7 安裝橫向聯(lián)系梁

焊接定位橫向聯(lián)系梁，將6組三角托架連成一個(gè)整體。

3.2.8 安裝分配梁

在三角托架上鋪設(shè)I36b分配梁（見圖7），注意分配梁的間距控制、定位，妥善處理分配梁與縱梁的間隙。

圖7 安裝分配梁

3.2.9 托架預(yù)壓

托架預(yù)壓主要是為了測(cè)出托架的彈性變形量和消除托架的非彈性變形，以此來驗(yàn)證托架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以便為設(shè)置托架的預(yù)拱度指導(dǎo)施工。托架預(yù)壓利用千斤頂反壓的方法進(jìn)行加載施壓（見圖8），施壓的荷載值為計(jì)算荷載的1.2倍，預(yù)壓方法如下：

利用千斤頂反壓的方式進(jìn)行0號(hào)塊托架的預(yù)壓，首先在承臺(tái)兩側(cè)分別預(yù)埋8根B32精軋螺紋鋼，嵌入承臺(tái)混凝土1.6m。墩身托架及橫向分配梁施工完成后，在分配梁上安裝兩層雙拼I40b工字鋼，作為預(yù)壓反梁，精軋螺紋鋼穿過雙拼工字鋼，并鎖定于上層工字鋼上，利用千斤頂對(duì)雙拼工字鋼進(jìn)行施加壓力，使托架平臺(tái)上的4根I40b承壓梁承受千斤頂壓力，通過承壓梁傳遞到分配梁、托架上，以達(dá)到托架預(yù)壓的效果。

圖8 托架預(yù)壓

3.2.10 安裝模板

0號(hào)塊預(yù)壓完成后，鋪設(shè)0號(hào)塊縱向三角架、橫向方木和底模（見圖9）。在方木與橫向分配梁間布置木楔調(diào)整底模標(biāo)高和底模脫模，底模標(biāo)高根據(jù)預(yù)壓后的沉降觀測(cè)結(jié)果設(shè)置預(yù)拱度來確定，外側(cè)模板采用人工配合吊車的方法分段吊裝就位在搭設(shè)好的平臺(tái)上，利用千斤頂進(jìn)行標(biāo)高的調(diào)整，同時(shí)采用鋼墊板或木墊板支墊模板支撐桁架，精確測(cè)量定位后進(jìn)行鎖定。

圖9 安裝模板

3.2.11 0號(hào)塊鋼筋砼施工

先進(jìn)行底板、腹板鋼筋綁扎焊接、縱向預(yù)應(yīng)力管道定位，然后進(jìn)行內(nèi)模的拼裝，內(nèi)側(cè)模安裝后應(yīng)與外模用拉條進(jìn)行連接固定，做好腹板臨時(shí)內(nèi)支撐?；炷潦┕で皯?yīng)注意檢查掛籃后錨孔、混凝土輸送泵孔等預(yù)埋件孔道。0號(hào)塊混凝土的施工，振搗是關(guān)鍵，澆筑過程中應(yīng)指派專人負(fù)責(zé)檢查鋼筋和模板的牢固性，發(fā)現(xiàn)問題第一時(shí)間處理。混凝土振搗時(shí)，應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，嚴(yán)禁碰撞鋼筋、模板、預(yù)力孔道與預(yù)埋件，倒角及預(yù)應(yīng)力錨后位置應(yīng)加強(qiáng)振搗，以保證混凝土密實(shí)?；炷翝仓瓿珊蟛捎猛凉げ几采w及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。預(yù)應(yīng)力的張拉、壓漿應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的90%且混凝土齡期不少于7d后方可進(jìn)行。

3.2.12 拆底膜、分配梁

全橋合攏后，即可拆除底模、分配梁。拆除時(shí)，應(yīng)遵循先支后拆，后支先拆的原則，嚴(yán)禁從高處拋扔。首先對(duì)縱向三角架進(jìn)行切割，切割完成后，待底模脫落，最后拆除分配梁。在拆除過程中，現(xiàn)場(chǎng)安全員、施工員要全過程監(jiān)督施工工人做好安全防護(hù)措施。

3.2.13 放松精軋螺紋鋼、拆三角托架

使用前卡式千斤頂配合力矩扳手松開鎖定在三角托架上的螺母。吊車、人員安排就位，按順序依次拆除三角托架。三角托架拆除后，應(yīng)認(rèn)真檢查焊縫是否完整，若完好則可以重復(fù)使用，否則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

3.2.14 封堵預(yù)留孔洞

拆除鋼棒后，用同標(biāo)號(hào)的砼封堵預(yù)留孔洞。

4 施工效果評(píng)價(jià)

龍海市龍江大道工程一標(biāo)段中港大橋主橋上部結(jié)構(gòu)懸澆箱梁左右幅共6個(gè)主墩均采用0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力三角托架，右幅3個(gè)主墩0號(hào)塊施工完成后拆除三角托架用于左幅3個(gè)主墩0號(hào)塊施工，采用0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力三角托架施工技術(shù)，托架分塊整體吊裝，安裝方便技術(shù)難度小，在墩身砼施工時(shí)預(yù)埋PVC形成插銷棒預(yù)留孔，插銷棒插入預(yù)留孔內(nèi)即可成為托架的下支撐點(diǎn)，操作簡(jiǎn)單，高空操作時(shí)間短，拆除時(shí)分塊拆除，拆卸速度快，通用性好，安全可靠，工期短，且可周轉(zhuǎn)利用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)龍海市龍江大道工程一標(biāo)段中港大橋主橋上部結(jié)構(gòu)懸澆箱梁0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力三角托架的施工工藝流程進(jìn)行了總結(jié)，并提出了在施工過程中應(yīng)注意的要點(diǎn)，采用預(yù)應(yīng)力三角托架施工0號(hào)塊，可以克服使用其他方法材料、人工及機(jī)械用量大，成本高，費(fèi)用大，速度慢，高墩、軟土地基及水中不適用，高空作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)工種多，交叉作業(yè)多，互相干擾大等缺點(diǎn)，可為今后的類似工程施工提供參考借鑒。