大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)掛籃懸澆施工要點(diǎn)及撓度控制

劉爭(zhēng)剛

（中鐵隧道局集團(tuán)路橋工程有限公司，天津300308）

1 引言

大跨徑橋梁建設(shè)領(lǐng)域，線形控制是施工全流程中不可或缺的環(huán)節(jié)，其中以撓度控制最為關(guān)鍵。連續(xù)箱梁懸澆施工中，若未按照規(guī)范將撓度誤差控制在許可范圍內(nèi)，將對(duì)合龍乃至成橋后的通行服務(wù)水平帶來不良影響。鑒于此，必須嚴(yán)格把控施工要點(diǎn)，做好對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)的控制工作。

2 工程概況

蒙華鐵路MHTJ-9 標(biāo)段仕望河特大橋位于陜西省延安市宜川縣境內(nèi)，起訖里程DK444+979.50～DK445+514.30。該橋橋跨布置為12～32 m 雙線簡(jiǎn)支T 梁+1-（64 m+64 m）雙線T 構(gòu)，T構(gòu)設(shè)置于12 號(hào)墩到三方臺(tái)之間，13 號(hào)墩采用T 構(gòu)主墩結(jié)構(gòu)形式，高度51 m，利用掛籃懸臂澆筑的方式建設(shè)成型。

3 掛籃懸澆施工要點(diǎn)

掛籃懸澆施工過程中，需要注意掛籃結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)型式等指標(biāo)，并配套適宜的設(shè)備裝置輔助施工[1]。

1）計(jì)算并驗(yàn)證掛籃結(jié)構(gòu)，要求其在強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性方面均滿足要求。鑒于0 號(hào)梁段較短的特點(diǎn)，宜采用托架法完成該部分的施工作業(yè)。懸澆段施工可運(yùn)用掛籃法，為順利完成施工，應(yīng)檢驗(yàn)掛籃聯(lián)體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，要求其達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以保證掛籃在使用期間可維持穩(wěn)定的狀態(tài)。

2）結(jié)構(gòu)形式、尺寸均是掛籃模板設(shè)置過程中需重點(diǎn)考慮的指標(biāo)，應(yīng)有效適應(yīng)兩端長(zhǎng)度、高度等方面的變化，且必須與已澆筑兩端緊密搭接。

3）根據(jù)掛籃走行要求，配套縱向走行設(shè)備和抗傾覆裝置，彼此協(xié)同作用，確保掛籃維持穩(wěn)定的狀態(tài)，抗傾覆安全系數(shù)至少達(dá)到2 或更高。

4 撓度變化的影響因素分析

撓度是掛籃懸澆施工期間的重點(diǎn)控制指標(biāo)，其包含一期恒載、掛籃和模板等相關(guān)施工裝置的自重、風(fēng)荷載、人群荷載等多類因素。此類影響因素的作用機(jī)制各異，其中存在部分具有變動(dòng)性的因素，會(huì)隨施工狀況的變化而改變，例如，混凝土所具有的彈塑性性能和徐變變形量在各階段的表現(xiàn)具有差異性；又如，預(yù)應(yīng)力鋼束的應(yīng)力損失將隨內(nèi)外部因素（施工荷載、溫度等）的作用而改變。因此，在確定撓度并采取控制措施時(shí)既要充分考慮各項(xiàng)影響因素，又要及時(shí)掌握動(dòng)態(tài)化因素的具體變化情況，復(fù)雜度較高，為工程的重難點(diǎn)內(nèi)容。

5 掛籃懸澆施工撓度的控制分析

5.1 掛籃懸澆施工流程

掛籃前下橫梁處配置若干個(gè)吊點(diǎn)，為確保吊桿受力的均勻性，應(yīng)在吊桿處設(shè)置合適厚度的楔形塊，以便有效調(diào)整吊桿，使各吊桿維持垂直受力的狀態(tài)。借助螺旋千斤頂完成前下橫梁的調(diào)整，直至各點(diǎn)受力具有均勻性為止。先將1 號(hào)段底腹板的鋼筋綁扎到位，再設(shè)置預(yù)應(yīng)力管道，若無誤則安裝內(nèi)模。

掛籃拼裝作業(yè)完成后進(jìn)入模板安裝環(huán)節(jié)，再對(duì)其采取載重預(yù)壓處理措施，預(yù)壓量取施工總荷載的1.1 倍。期間密切測(cè)量掛籃的撓度變形量，以所得結(jié)果為準(zhǔn)合理調(diào)整掛籃的標(biāo)高并設(shè)置預(yù)拱度。隨后按兩側(cè)懸澆塊對(duì)稱的原則組織混凝土澆筑作業(yè)，控制好各部分的澆筑量和作業(yè)速度，將2 塊混凝土的澆筑偏載量穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，后續(xù)的掛籃移動(dòng)及拆除作業(yè)均要具有對(duì)稱性[2]。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%且彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)的100%時(shí)，同時(shí)混凝土齡期不小于5 d 后，按照先腹板后頂板，由外到內(nèi)左右對(duì)稱的順序依次張拉。

5.2 掛籃預(yù)壓

因澆筑等方面的影響，掛籃自身易發(fā)生變形現(xiàn)象，因此，在懸澆撓度控制工作中應(yīng)充分考慮此方面的情況，可通過掛籃預(yù)壓的方式加以控制。

1）掛籃預(yù)壓的主要作用：（1）檢驗(yàn)掛籃的受力情況，對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)的合理與否做出判斷，在前期采取調(diào)整措施，以確保掛籃的穩(wěn)定性和安全性；（2）消除塑性變形，明確具體的彈性變形量，以便給懸灌梁段立模作業(yè)提供參考。

2）預(yù)壓方法。（1）取尺寸為1.2 m×1.2 m×1.0 m 的砂袋，利用適量的砂袋完成掛籃預(yù)壓作業(yè)；（2）掛籃加工成型后組織試驗(yàn)，分級(jí)依次加載，各級(jí)的加載量分別取施工總荷載的20%、40%、60%、80%、100%、110%，持荷4 h；完成加載后依然按分級(jí)的方式依次卸載，包含110%、60%、0%，及時(shí)檢測(cè)各級(jí)測(cè)點(diǎn)的具體變形量，在此基礎(chǔ)上合理調(diào)整底模標(biāo)高。掛籃預(yù)壓和變形觀測(cè)點(diǎn)的示意圖如圖1、圖2 所示。

圖1 掛籃預(yù)壓圖

圖2 變形觀測(cè)點(diǎn)

5.3 掛籃原體觀測(cè)

掛籃撓曲在預(yù)抬高值中占據(jù)較大的比重，施工期間需要觀測(cè)各階段在澆筑前后錨固端所具有的變形量，分析其變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上調(diào)整下一節(jié)的掛籃預(yù)抬高值。各節(jié)段懸澆施工中均對(duì)掛籃進(jìn)行原體觀測(cè)，此舉目的在于掌握內(nèi)力和變形值，根據(jù)所得結(jié)果驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)的可行性，以便及時(shí)調(diào)整。

掛籃變形的成因主要有：構(gòu)件受力后發(fā)生彈性變形現(xiàn)象，其中以主桁架和前吊點(diǎn)鋼帶2 部分最為明顯；螺栓與螺栓孔不匹配，由于相對(duì)滑移而發(fā)生變形；鋼軌與枕木在受壓縮后將導(dǎo)致前吊點(diǎn)撓度發(fā)生變化。梁段在質(zhì)量和長(zhǎng)度2 方面出現(xiàn)變化后，使掛籃前端的豎向變形也隨之改變，但掛籃的剛度較大，因此變化較小，施工期間可及時(shí)調(diào)整，具有可控性。

5.4 箱梁懸澆施工期間的標(biāo)高觀測(cè)及控制

在結(jié)構(gòu)自重、溫度、荷載等因素的作用下將箱梁容易形成撓度。隨著跨度的增加，箱梁的標(biāo)高變化幅度加大（與混凝土的收縮、徐變有關(guān)）。為確保成橋的橋面線型滿足要求，在懸澆施工過程中應(yīng)檢測(cè)并控制標(biāo)高，適時(shí)調(diào)整懸臂段的立模高度。

溫度的影響主要體現(xiàn)在日照溫差方面，其直接結(jié)果則是立模的放樣精度和復(fù)測(cè)精度出現(xiàn)不同程度的偏差[3]。對(duì)此，可在清晨等溫度梯度較小的時(shí)段組織測(cè)放工作，若因特殊情況必須在其他時(shí)段測(cè)量放樣時(shí)需及時(shí)修正。若各段的合龍時(shí)間間隔較長(zhǎng)，期間溫度等層面的因素也將對(duì)懸臂箱梁的狀態(tài)帶來影響，需加強(qiáng)控制，降低外界因素的干擾，以免在后續(xù)合攏過程中產(chǎn)生明顯的次內(nèi)力。在分析二期恒載和活載帶來的影響時(shí)，應(yīng)兼顧底板束張拉作業(yè)與高程變化的關(guān)系。設(shè)計(jì)施工預(yù)拱度易由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件的變化而出現(xiàn)不適用的情況，因此，要結(jié)合現(xiàn)狀對(duì)其修正，分析歷史測(cè)量資料，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷撓度在各階段的變化特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上修正計(jì)算參數(shù)，使實(shí)際線型與理論線型保持一致。除此之外，掛籃的變形值也應(yīng)當(dāng)?shù)玫叫拚?，具體考慮的是掛籃試壓結(jié)果和施工前期撓度情況，在此基礎(chǔ)上合理調(diào)整。

混凝土收縮量的判斷可采用折合降低溫度的方法。在修正張拉值時(shí)需考慮錨下應(yīng)力損失理論公式和實(shí)測(cè)結(jié)果2 個(gè)方面，經(jīng)分析后合理修正。平衡力矩和施工荷載均會(huì)對(duì)混凝土的標(biāo)高帶來影響，若出現(xiàn)兩端荷載不一致的情況，則必然會(huì)導(dǎo)致兩端高程存在差異，因此，需合理修正、調(diào)整誤差，實(shí)現(xiàn)兩端平衡。

6 結(jié)語

在大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁施工領(lǐng)域，掛籃懸臂施工技術(shù)已經(jīng)取得廣泛的應(yīng)用。工程實(shí)踐中，盡管各階段均存在撓度變化的情況，但在做好密切的觀測(cè)、分析及調(diào)整工作后，可以較準(zhǔn)確地掌握撓度變化規(guī)律，根據(jù)分析結(jié)果在施工中適時(shí)調(diào)整，降低內(nèi)外部因素對(duì)撓度值造成的不良影響。若采取的檢測(cè)與控制方法合理，則能夠有效降低撓度偏差，確保施工質(zhì)量。