大跨度橋梁施工中的懸臂施工技術(shù)研究

諶 勇

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 工程概況

本文重點(diǎn)針對(duì)我國(guó)貴州省鎮(zhèn)雄(滇黔界)至赫章高速公路發(fā)鄉(xiāng)河大橋施工展開(kāi)的分析和研究，該大橋所處的區(qū)域地形相對(duì)比較險(xiǎn)峻，周?chē)慕煌ńㄔO(shè)程度相對(duì)較低。該橋梁在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，主橋梁的位置位于直線(xiàn)路段，起始樁號(hào)為k21+518.5，橋梁的終點(diǎn)樁號(hào)為k21+844.5，橋長(zhǎng)326 m，橋型布置共兩聯(lián)：90+140+65 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+30 m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁。主橋橋墩采用雙薄壁墩，樁基礎(chǔ)；引橋過(guò)渡墩采用柱式墩，樁基礎(chǔ)；0號(hào)橋臺(tái)設(shè)置160型伸縮縫，三號(hào)墩處設(shè)置240型伸縮縫，4號(hào)橋臺(tái)處設(shè)置80型伸縮縫。橋梁的橫坡為2%。該大跨度橋梁采用主橋采用掛籃懸臂澆筑的施工方式，引橋采用滿(mǎn)堂支架整體現(xiàn)澆的施工方式。

2 懸臂施工技術(shù)在大跨度橋梁施工中的具體運(yùn)用

2.1 懸臂澆筑梁段的分布

發(fā)鄉(xiāng)河大橋主橋設(shè)計(jì)為不對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋，其中1號(hào)主墩設(shè)計(jì)懸臂梁段19段，最大的懸臂長(zhǎng)度81 m，2號(hào)主墩設(shè)計(jì)懸臂梁段13段，最大懸臂長(zhǎng)度57 m。主梁混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C55。主梁采用掛籃懸臂平衡澆筑施工，單幅共使用4套菱形結(jié)構(gòu)掛籃。由于1、2號(hào)主墩的設(shè)計(jì)最大快件重量不同，在選擇掛籃時(shí)根據(jù)掛籃重量不大于最大快件重量1/2的原則分別選擇了不同噸位的掛籃。

2.2 懸臂施工過(guò)程

懸臂施工一般分四大部分，主要程序如下:在墩頂托架上澆筑0#段，在0#段上安裝懸臂掛藍(lán)，向兩側(cè)依次對(duì)稱(chēng)地分段澆筑主梁至合龍前段，在臨時(shí)支架或托架上澆筑現(xiàn)澆梁段，合攏段施工。

(1)0#段施工

在各梁段中，0#段是梁段施工的關(guān)鍵。

①施工流程

主墩頂安裝主縱梁位置預(yù)埋件埋設(shè)→主縱梁安裝及調(diào)平、放線(xiàn)→鋪設(shè)分配梁→安裝底模及外側(cè)?！惭b底板及腹板鋼筋和豎向預(yù)應(yīng)力筋→安裝第一次澆筑部分側(cè)模及倒角模板→澆注底板混凝土及養(yǎng)生→安裝頂板鋼筋及縱、橫向預(yù)應(yīng)力管道→澆注頂板鹼→養(yǎng)生→張拉及壓漿→轉(zhuǎn)入下道工序。

②施工要點(diǎn)

支架拼裝好以后，采用砂袋法或水袋加水進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載按0#段混凝土重量及其它相關(guān)施工荷載總重量的1.25倍考慮。根據(jù)安裝掛籃需求，預(yù)留好各種預(yù)留孔道及預(yù)埋筋，以便掛籃拼裝時(shí)能準(zhǔn)確就位。0#段鋼筋及管道密集，管道定位要準(zhǔn)確且要牢固。混凝土澆筑后采用高壓水管沖洗管道。豎向預(yù)應(yīng)力壓漿孔設(shè)在箱梁腹板內(nèi)側(cè)面，在豎向波紋管上開(kāi)孔設(shè)置注漿孔，并用密封膠帶密封。腹板混凝土澆筑時(shí)，在內(nèi)模處留設(shè)混凝土側(cè)窗及搗固孔，以減少混凝土自由傾落高度，防止混凝土離析和對(duì)管道的過(guò)度沖擊，并避免搗固棒與管道猛烈碰撞，澆筑至預(yù)留孔位置后，封閉并加固側(cè)窗，繼續(xù)向上施工。

(2)梁段懸澆施工

梁段混凝土的懸臂澆注一般采用泵送，坍落度一般控制在18～24 cm，并應(yīng)隨溫度變化及運(yùn)輸和澆注速度做適當(dāng)調(diào)整。

①施工流程

掛籃安裝、試驗(yàn)→進(jìn)入懸灌段施工(外模安裝、校正→鋼筋綁扎、焊接，預(yù)應(yīng)力管道安裝→內(nèi)模、端模安裝→混凝土澆筑→縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉→縱向預(yù)應(yīng)力管道壓漿→移動(dòng)掛籃并定位)→豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉及壓漿→橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉及壓漿。

②施工要點(diǎn)

節(jié)段混凝土澆注前，須嚴(yán)格檢查掛籃中線(xiàn)，底模標(biāo)高；縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力束管道；鋼筋、錨頭及其它預(yù)埋件的位置，認(rèn)真核對(duì)無(wú)誤后方可灌注混凝土。為了保證箱梁的設(shè)計(jì)線(xiàn)形，應(yīng)制定線(xiàn)形控制方案，確定各節(jié)段的立模標(biāo)高?；炷恋臐沧⒁讼葟膾旎@前端開(kāi)始，從而避免新、舊混凝土間產(chǎn)生裂縫。節(jié)段預(yù)應(yīng)力束管道在混凝土灌注前插入硬塑襯管，以防管道被壓癟；澆完混凝土，立即用通孔器檢查管道，避免萬(wàn)一漏漿堵管現(xiàn)象。

(3)合攏施工

合攏段施工是體系轉(zhuǎn)換的過(guò)程，通過(guò)合攏段的施工，使橋梁完成體系的轉(zhuǎn)換。首先進(jìn)行邊跨合攏，最后進(jìn)行中跨合攏；合攏采用吊架施工，待現(xiàn)澆段施要是為檢測(cè)掛籃的剛度是否達(dá)工結(jié)束， 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即可進(jìn)行邊跨合攏段的施工；兩邊邊跨合攏段施工完成并張拉邊跨頂板、底板預(yù)應(yīng)力鋼束，完成邊跨體系轉(zhuǎn)換。相同步驟完成中跨合攏。

①施工流程

吊架安裝、預(yù)壓→頂、底板剛性支撐安裝→剪力撐安裝焊接→穿臨時(shí)束→撐緊剛性支撐→張拉臨時(shí)束→混凝土澆注→混凝土的養(yǎng)護(hù)達(dá)強(qiáng)度的90%→張拉永久鋼束→拆模及其它。

②施工要點(diǎn)

合攏段混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)選在日氣溫較低，溫度變化幅度較小時(shí)鎖定并澆筑混凝土。混凝土澆筑過(guò)程中等量泄水調(diào)節(jié)，防止主梁產(chǎn)生附加應(yīng)力。合攏段混凝土宜采用微膨脹混凝土。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)按照設(shè)計(jì)的規(guī)定。兩個(gè)T的懸臂段數(shù)不一致，要和理進(jìn)行施工組織，使中跨合攏時(shí)合攏段兩端混凝土齡期差盡量少，一般控制在15 d以?xún)?nèi)。

3 懸臂施工過(guò)程中的糾偏措施

(1)梁體標(biāo)高控制。標(biāo)高控制是整個(gè)施工監(jiān)控的重點(diǎn)，主要是確定每個(gè)節(jié)段的立模標(biāo)高。由于懸臂施工中產(chǎn)生的梁體擾度、混凝土彈性模量、溫差、預(yù)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、施工過(guò)程中的施工荷載及橋梁變形等因素影響，導(dǎo)致箱梁節(jié)段的標(biāo)高控制較為復(fù)雜，在實(shí)際立模過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)各種實(shí)測(cè)結(jié)果，分析撓度產(chǎn)生差異的主要因素后，計(jì)算出立模標(biāo)高。施工過(guò)程中嚴(yán)格進(jìn)行立模時(shí)、澆筑混凝土前、混凝土澆筑后的各節(jié)段標(biāo)高控制點(diǎn)測(cè)量，以計(jì)算確定下一節(jié)段的施工預(yù)抬高值。

(2)箱梁平面軸向偏位控制。主橋平面軸向偏位控制是監(jiān)控每施工一個(gè)箱梁階段后橋軸線(xiàn)實(shí)際平面坐標(biāo)是否與設(shè)計(jì)平面坐標(biāo)吻合。由于影響因素相對(duì)少，平面軸向偏位控制比箱梁標(biāo)高控制更加容易，屬常規(guī)測(cè)量控制。各節(jié)段施工前、后用全站儀進(jìn)行嚴(yán)格控制。

(3)主橋應(yīng)力監(jiān)控。主橋應(yīng)力監(jiān)控的目的是施工過(guò)程中的安全預(yù)警。在施工過(guò)程中，結(jié)構(gòu)中某一點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)隨著施工的進(jìn)行不斷變化。對(duì)比應(yīng)變值與預(yù)測(cè)值是否一致來(lái)確保結(jié)構(gòu)的安全性。彎矩和剪力在主梁的節(jié)段施工中的持續(xù)變化，根據(jù)主梁在各施工階段的受力特征和相應(yīng)的內(nèi)力分布，可知主梁各截面的上、下緣正應(yīng)力和支點(diǎn)附近至四分之一跨段內(nèi)的主控應(yīng)力，通過(guò)與設(shè)計(jì)應(yīng)力的對(duì)比可估算出結(jié)構(gòu)的安全性。懸臂施工過(guò)程中嚴(yán)格控制懸臂兩端的施工荷載均衡加載，懸澆節(jié)段混凝土澆筑時(shí)盡量?jī)啥送瑫r(shí)澆筑，若不能同時(shí)澆筑時(shí)，不平衡荷載不能超過(guò)一端底板混凝土的重量。大型施工機(jī)具盡量安裝在0號(hào)節(jié)段附近。

(4)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制。要確保施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的安全，需要對(duì)橋梁各施工工況進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，確保橋梁的穩(wěn)定安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文對(duì)大跨度橋梁施工當(dāng)中懸臂施工技術(shù)的應(yīng)用分析進(jìn)行總結(jié)，在該項(xiàng)工作的施工當(dāng)中，懸臂施工技術(shù)的有效應(yīng)用在大跨度橋梁建設(shè)中應(yīng)用的效果非常明顯，可以有效提高整個(gè)大跨度橋梁工程施工的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)保證整個(gè)公路交通的行車(chē)安全以及行車(chē)的穩(wěn)定性都有著重要的意義。在后續(xù)的橋梁施工當(dāng)中需要對(duì)懸臂施工技術(shù)加以充分重視，以此來(lái)推動(dòng)我國(guó)公路橋梁工程建設(shè)朝著更高層次地發(fā)展。