預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)懸臂施工技術(shù)及應(yīng)力控制分析

喬守朝

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

1 工程概況

住龍鎮(zhèn)3#橋位于麗水市龍泉市住龍鎮(zhèn)，該橋坡陡崖峭，地處75～85°的V 型河谷中，高度百余米，橋下谷底凈寬不足20m，有效場地不足600m2，且受山谷洪水威脅大，施工道路相當(dāng)不便。

橋梁總長度為213.9m，梁跨采用（54+100+54m）懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁布置，箱梁斷面為單箱單室形式，箱體底面寬度600cm，全橋現(xiàn)澆箱梁懸臂長度為200cm。翼緣板端部20cm 厚，根部厚度為75cm。墩頂處箱梁梁高600cm，各跨跨中以及現(xiàn)澆梁段梁高均為260cm，箱梁高度按1.8 次拋物線變化。

2 掛籃施工

具體施工方法為采用千斤頂頂推方式行走，已施工前梁段上采用后錨式固懸掛施工，在已澆筑的梁段上進(jìn)行下一節(jié)段的模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝、混凝土澆筑等工作，待完成一節(jié)段混凝土澆筑后，掛籃前移就位，之后再進(jìn)行下一節(jié)段的混凝土澆筑，如此反復(fù)，直至混凝土澆筑完成。

2.1 掛籃結(jié)構(gòu)形式、主要性能及特點(diǎn)

（1）適用施工節(jié)段長：3.0～4.0m；

（2）適用梁高：6～2.6m；

（3）掛籃設(shè)計(jì)重量：580kN；

（4）超載系數(shù)取：1.05；

（5）掛籃行走時的沖擊系數(shù)?。?.2；

（6）抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2.0；

（7）行走方式：采用千斤頂頂推方式；

（8）掛籃主要由七個部分組成：主桁系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)、調(diào)整系統(tǒng)、模板及操作平臺。

掛籃桁架斷面見圖1。

圖1 菱形掛籃桁架斷面圖

2.2 掛籃荷載試驗(yàn)

為了保證掛籃在懸臂澆筑及行走過程中的安全性，在0#塊上首次拼裝完成后，有必要對其進(jìn)行加載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)掛籃的計(jì)算撓度值和實(shí)際撓度值是否存在偏差，應(yīng)當(dāng)注意的是，加載時要按施工中掛籃受力最不利的梁段荷載進(jìn)行1.2倍超載預(yù)壓。具體試驗(yàn)過程中加載分0、80%、100%、120%三個等級完成，待每級荷載加載完成且穩(wěn)定后隨即觀測，觀測各級加載作用下產(chǎn)生的撓度以及最大荷載作用下的控制應(yīng)力。

2.3 鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋管道制作

按設(shè)計(jì)要求下料加工制作，按照結(jié)構(gòu)尺寸和部位進(jìn)行分類堆放，按照底板、腹板、頂板依次進(jìn)行，綁扎過程中采用梅花形布置，且每平方不少于4 個墊塊。預(yù)應(yīng)力管道位置必須按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行定位，預(yù)應(yīng)力管道在平彎或者豎彎段適當(dāng)加密定位網(wǎng)片，確保預(yù)應(yīng)力管道平順。

2.4 混凝土澆筑

在鋼筋綁扎完畢、預(yù)應(yīng)力孔道安放及預(yù)應(yīng)力筋施工結(jié)束后，并按要求預(yù)埋掛籃行走及錨固所需各類預(yù)埋件及預(yù)留孔道，確認(rèn)以上工序符合施工要求后進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑順序依次為底板、腹板、頂板，對稱澆筑[1]。澆筑完成后，應(yīng)及時覆蓋土工布并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，確保梁體濕潤。

2.5 預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿

預(yù)應(yīng)力連續(xù)懸臂箱梁，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束主要由兩部分組成：（1）懸灌施工施加的預(yù)應(yīng)力束，其作用為承受懸灌梁段自重和施工荷載，保證懸灌梁不斷向前延伸，大多分布在腹板內(nèi)向下彎曲或是頂板內(nèi)，在下一梁段施工前施加完畢；（2）承受連續(xù)梁恒載和列車活載施加的預(yù)應(yīng)力束，多分布在腹板底部和底板內(nèi)，在施工過程中逐段完成。

2.6 合攏段施工

（1）合攏段。箱梁為3 段合攏段，合攏順序遵循“先邊跨，后中跨”的施工原則，邊、中跨合攏段混凝土采用掛籃施工。在合攏段施工過程中，應(yīng)保持T 構(gòu)兩端懸臂端受力盡量接近以及保持懸臂端的平衡穩(wěn)定，防止合攏過程中出現(xiàn)懸臂箱梁變位。

（2）合攏段施工要點(diǎn)。①在確定合攏前期隨時掌握天氣預(yù)報情況，分析天氣溫度與混凝土溫度的關(guān)系，以便確定具體合攏時間，選擇一天氣溫最低時間段灌注段混凝土。②在中跨合攏前，按要求用千斤頂在合攏口兩端同步對稱施加2000kN的水平推力，使梁體產(chǎn)生前后各3cm 的強(qiáng)迫位移，用以抵消梁體的收縮變形。

3 應(yīng)力檢測

應(yīng)力檢測是保證該大橋在施工過程中和運(yùn)營時安全的主要依據(jù)，也是大跨徑連續(xù)梁橋施工的主要內(nèi)容之一[2]。

全橋設(shè)置7 個斷面作為應(yīng)力觀測斷面，分別是一號墩懸臂根部B1、B2 斷面，二號墩懸臂根部B3、B4 斷面，距一號墩中心線0.4L 處A1 斷面，距一號墩中心線L/4 處A2 斷面，中跨跨中A3 斷面。表1 為A1 斷面應(yīng)力觀測數(shù)據(jù)，其余觀測斷面應(yīng)力值滿足規(guī)范要求。

表1 A1 斷面應(yīng)力觀測數(shù)據(jù)

在施工過程中，混凝土應(yīng)力值會隨著塊段的澆筑與預(yù)應(yīng)力的張拉不斷增大。每澆完一個塊段，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力束的張拉，在12 號塊段完成預(yù)應(yīng)力束張拉后各斷面應(yīng)力值達(dá)到最大，合攏完成后兩個T 構(gòu)形成整體，橋梁中進(jìn)行應(yīng)力重分布，此后應(yīng)力狀態(tài)趨于穩(wěn)定。通過對所觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究計(jì)算，其具體值皆小于規(guī)范允許應(yīng)力值，滿足安全要求。

從成橋的線形來看，說明采用程序計(jì)算的理論結(jié)果是可靠的，能夠保證連續(xù)梁在整個施工過程中，其實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)一直處于安全有效的控制之中。

4 結(jié)束語

本文通過對懸臂澆筑法的施工工藝及應(yīng)力控制進(jìn)行了論述，在施工單位和檢測單位的共同努力下，預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋梁順利完工，可為今后的類似施工提供借鑒。