公路大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋掛籃施工控制

衛(wèi)林 中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司

1.工程概況

烏海黃河特大橋工程東起于規(guī)劃中的110國道K1105+050與109國道之間的連接線LK19+400處，設(shè)置起點互通一座。本項目橋梁部分包含正橋及互通立交橋梁，正橋起始里程K1105+613.5～K1106+743.5，全長1.13 km。主橋跨徑布置為（120+220+120）m中央索面變高度混凝土連續(xù)箱梁部分斜拉橋，全長460m。主梁橫斷面為變高度混凝土連續(xù)箱梁，單箱三室，外腹板為斜腹板，斜率為1：3.209，中腹板為直腹板，梁高為4.0～8.5m（梁高為箱梁中心處高度，不含梁頂加厚塊）。頂板寬33.5m，底板變寬23.5～20.695，兩側(cè)挑臂各長4.0m，頂面設(shè)1.5%雙向橫坡。中跨合龍段長為2m，底板寬23.5m，頂板寬33.5m，高為4.0m，頂板標(biāo)準(zhǔn)厚為0.3m，底板標(biāo)準(zhǔn)厚為0.28m，邊腹板厚為0.65m，中腹板厚度為0.5m。

2.掛籃及模板就位

2.1 掛籃設(shè)計

本橋梁設(shè)計懸臂較長，依據(jù)施工圖紙要求，盡量減輕施工臨時荷載，本工程設(shè)計為輕型三角掛籃，且烏海地區(qū)風(fēng)沙較大，因為三角掛籃重心底，可降低大風(fēng)對掛籃的影響，為了使三角掛籃達(dá)到菱形掛籃施工的操作空間，將三角掛籃后上橫梁斷開，增大上桁架剛度，確保掛籃的安全性。

2.2 拼裝就位

掛籃拼裝工序如下：安裝滑道→吊裝主梁→拼裝主梁立柱桁架→吊裝后上橫梁、前上橫梁，使主梁構(gòu)成一個穩(wěn)定體系→安裝前、后吊帶→拼裝底模，前下橫梁、后下橫梁和底?？v梁及模板組成一個底模系整體→完成外側(cè)模系統(tǒng)→安裝內(nèi)模及其內(nèi)?；骸{(diào)整模板整個掛籃安裝完畢。

2.3 掛籃預(yù)壓

掛籃預(yù)壓采用底模加預(yù)壓沙袋逐級加載的方法?？偤奢d為節(jié)段最大重量的1.1倍。首次加載50%，第二次加載至75%，最后加載至100%。每一級加載后持荷60min，并對掛籃全面檢查，做好記錄，情況正常后，再進(jìn)行下一級的加載。全部壓載完成后，每隔2h對掛籃進(jìn)行一次觀測，當(dāng)掛籃變形量趨于穩(wěn)定時且全部荷載堆載完成后不小于24h停止壓載，并卸載。預(yù)壓目的是檢測掛籃的變形，并清除掛籃非彈性變形，同時為2#段立模高程提供依據(jù)。

2.4 掛籃的行走

當(dāng)對前節(jié)梁段灌注完畢后，按設(shè)計對預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉，張拉完成后壓漿，壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75%后，方可移動掛籃，掛籃的移動必須遵照以下步驟進(jìn)行：

（1）主梁后錨桿稍松開，用千斤頂將主梁頂起，將滑道采用卷揚(yáng)機(jī)滑移到位并將其錨固，然后將主梁落下，利用油頂將主梁進(jìn)行滑移，主梁的前移帶動側(cè)模系統(tǒng)、底模系統(tǒng)及內(nèi)滑梁整體移位；（2）掛籃及模板系統(tǒng)在主梁前移時同步前移，到位后，用吊桿從箱梁頂板預(yù)留孔道穿過與側(cè)模縱梁上的吊架連接，將側(cè)模系統(tǒng)托起；（3）后下橫梁滑移到位后，中間錨固于已成梁段上，兩邊與后上橫梁用吊桿連接。前下橫梁用吊桿與前上橫梁連接；（4）調(diào)整底模系統(tǒng)中線、標(biāo)高；（5）將底模系統(tǒng)與已澆梁段底板、側(cè)模系統(tǒng)與翼緣板及腹板外側(cè)密合，并將后吊桿打緊；（6）調(diào)整側(cè)模系統(tǒng)中線、標(biāo)高；（7）將內(nèi)模系統(tǒng)拖移到位，并調(diào)好中線及標(biāo)高。

2.5 掛籃線形控制

平面線形控制和標(biāo)高控制是掛籃施工線形控制的兩個基本內(nèi)容。其中，標(biāo)高控制難度較大，標(biāo)準(zhǔn)更高。在實現(xiàn)標(biāo)高的合理控制中，需要分析多種荷載下的撓度。其次，調(diào)節(jié)模板高度，避免掛籃的應(yīng)用超過立模標(biāo)高誤差。最后，嚴(yán)格控制掛籃的質(zhì)量，盡量選擇高強(qiáng)度、高承載能力的掛籃應(yīng)用到項目施工中，避免施工過程中掛籃出現(xiàn)變形的狀況。

3.合龍段施工

3.1 合龍段總體施工工藝

主梁采用先施工邊跨現(xiàn)澆段，再施工邊跨合龍段，最后施工中跨合龍段的順序，在中跨合龍前，即邊跨合龍預(yù)應(yīng)力束張拉完成后，解除主墩臨時固結(jié)約束，然后中跨合龍勁性骨架鎖定，施工合龍段混凝土，完成體系轉(zhuǎn)換。

3.2 中跨合龍掛籃定位

在施工主梁34#節(jié)段時，2#墩中跨掛籃后退至33#節(jié)段，1#墩中跨掛籃滑移到位后錨固。待34#節(jié)段施工完成后，掛籃主體不動，滑移側(cè)模系統(tǒng)，清理雜物，重新鋪設(shè)底模板，利用掛籃平臺作為合龍托架施工合龍段?？紤]到掛籃平臺懸臂受力及模板與合龍口緊貼，在平臺縱梁端部位置設(shè)置一道橫向分配梁，根據(jù)梁體結(jié)構(gòu)受力設(shè)置錨固點，上端與合龍勁性骨架錨固。掛籃前吊桿位于合龍段內(nèi)，φ32mm精軋螺紋鋼吊桿采用φ50mm波紋管進(jìn)行包裹，便于后期拆除。

3.3 解除臨時固結(jié)

主墩臨時固結(jié)約束解除時間為邊跨合龍預(yù)應(yīng)力束張拉完成后、中跨勁性骨架鎖定前實施。一是釋放梁體內(nèi)力，使梁體在自然狀態(tài)下合龍；二是支座反力調(diào)整，確保結(jié)構(gòu)體系的安全轉(zhuǎn)換。

3.4 監(jiān)控量測

合龍段施工前，提前3d對近期白天和夜間溫度進(jìn)行監(jiān)測，總結(jié)摸索出近期溫度最低且穩(wěn)定的時間段，同時通過主梁節(jié)段預(yù)埋的監(jiān)測點，量測出不同時間、不同溫度下的懸臂端梁段的軸線、高程和梁長隨溫度變化產(chǎn)生的變化值，通過分析與總結(jié)在不同溫度下的變化以指導(dǎo)合龍段施工。

合龍段施工中，在配重前后、勁性骨架鎖定前后、混凝土澆筑前后及預(yù)應(yīng)力張拉前后等工序，對合龍段兩端梁面線形位置及高程進(jìn)行精確測量，確定最佳的勁性骨架鎖定與混凝土澆筑時間，確保主梁線形符合設(shè)計要求。為減小測量誤差，測量安排在氣溫不高且大致相同時進(jìn)行。

3.5 加載配重調(diào)整標(biāo)高

掛籃底模系統(tǒng)安裝就位后，需要調(diào)整合龍口標(biāo)高，合龍口標(biāo)高可采用水箱配重的方法調(diào)整。合龍段水箱配重前根據(jù)測量結(jié)果和監(jiān)控數(shù)據(jù)，算出合龍段混凝土的重量在兩邊梁端上的分配，根據(jù)分配重量計算出兩邊梁端的撓度，按撓度等效原則在合龍段兩邊梁上設(shè)置水箱并確定加水量。在混凝土澆筑過程中根據(jù)澆筑混凝土方量逐漸減載換重，水通過水管排出橋面。排水量嚴(yán)格按照混凝土澆筑方量控制，可在水箱上作刻度標(biāo)記，以便控制放水量，放水量與合龍段混凝土澆筑量相差不超過5t，使主梁在澆筑合龍段之前內(nèi)力分布情況與在澆筑合龍段過程中及澆筑完成后一致。

3.6 勁性骨架鎖定

勁性骨架的鎖定是關(guān)鍵工序，要求快速、對稱進(jìn)行，并保證焊縫質(zhì)量符合規(guī)范要求。勁性骨架采用雙拼I56型鋼，頂板骨架布置7道，長度為630cm，底板骨架布置6道，長度為370cm，骨架與合龍段兩側(cè)梁端預(yù)埋鋼板焊接，起臨時連接作用。在解除主墩臨時固結(jié)約束，且合龍段標(biāo)高達(dá)到監(jiān)控和設(shè)計要求后，進(jìn)行合龍勁性骨架的鎖定，鎖定時間應(yīng)在一天中溫度較低且比較穩(wěn)定時進(jìn)行鎖定。

通過掛籃和勁性骨架的鎖定，合龍段與兩側(cè)梁段連在一起，在混凝土澆筑前，主梁在結(jié)構(gòu)上已經(jīng)達(dá)到合龍狀態(tài)。

3.7 合龍段質(zhì)量控制

（1）中跨合龍段在焊接勁性骨架及澆筑混凝土之前要對懸臂端進(jìn)行等效的配重預(yù)壓，在預(yù)壓配重時應(yīng)注意兩端的重量及預(yù)壓位置。（2）在中跨合龍段澆筑混凝土過程中，中跨配重同步撤除。（3）臨時固結(jié)的拆除，應(yīng)均衡對稱進(jìn)行。提前應(yīng)測量各梁段高程，并在解除過程中，注意各梁段的高程變化。如有異常情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，找出原因及時糾偏，以確保施工安全。（4）合龍段混凝土澆筑應(yīng)在一天中氣溫較低時進(jìn)行，保證合龍段新澆筑的混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓的狀態(tài)下達(dá)到終凝，以防混凝土開裂。

4.結(jié)束語

烏海黃河特大橋已經(jīng)施工完成，其中主梁掛籃安全跨越了2個冬季，經(jīng)受了低溫，大風(fēng)沙天氣，實現(xiàn)了主梁中跨合龍精度平面位置和高程全部在10mm以內(nèi)，實踐證明在開展預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁建設(shè)施工的過程中，掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用水平可以直接影響整個項目的施工質(zhì)量和安全。