淺論某大跨度預(yù)應(yīng)力橋懸臂節(jié)段箱梁掛籃施工技術(shù)

劉志宏

（湖南省益陽市赫山區(qū)公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心，湖南 益陽 413000）

1 工程概況

某公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目，橋梁主體結(jié)構(gòu)采用5 跨連續(xù)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，跨徑組合為56 m + 114 m + 140 m +114 m + 50 m。項(xiàng)目采用單室單箱預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，翼板懸臂長和箱寬分別為2.65m、6.5m。在進(jìn)行懸臂對稱澆筑施工時(shí)，通過自錨式掛籃法的方式作業(yè)。

2 懸澆箱梁施工方案

2.1 懸澆箱梁施工流程。在進(jìn)行箱梁澆筑施工時(shí)，采用懸臂澆筑的方式，按照箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定了先澆底板，再澆筑腹板，最后進(jìn)行頂板澆筑的澆筑流程, 澆筑工藝流程如圖1。

圖1 澆箱梁施工工藝流程示意圖

2.2 懸澆箱梁施工技術(shù)。2.2.1 本項(xiàng)目橋梁懸臂節(jié)段、箱梁截面如圖2 所示，在進(jìn)行箱梁澆筑施工時(shí)，采用懸臂對稱澆筑的方式進(jìn)行澆筑施工；2.2.2 在橋墩頂部0#、1#塊位置，通過設(shè)置托架的方式，進(jìn)行掛籃懸臂施工；在0#塊和1#塊兩側(cè)位置，先進(jìn)行移動式掛籃安裝作業(yè)，安裝完成后，選擇合適位置固定掛籃，并合理布設(shè)鋼筋，再進(jìn)行砼澆筑施工[2]；2.2.3 在澆筑完成后，應(yīng)進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即可開始施加預(yù)應(yīng)力，同時(shí)連接管道開始灌漿施工；隨后將掛籃移動至下一施工段，準(zhǔn)備下一段箱梁澆筑施工。

圖2 某大橋懸澆箱梁斷面

3 掛籃設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 掛籃設(shè)計(jì)、制作。3.1.1 該橋梁懸臂節(jié)段箱梁澆筑施工采用無壓重掛籃，其后端固定在橋體上，以確保掛籃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，避免傾翻，掛籃自身重量63.5 噸左右，與砌塊的重量之比為0.44左右；3.1.2 掛籃是一種臨時(shí)設(shè)置的施工平臺，在施工過程中會附屬在橋體上。除了支撐本身的重量，還需承載其節(jié)段箱梁澆筑時(shí)的重量。因此，掛籃自身應(yīng)該盡量輕巧、且具有良好的延展性和靈活性，方便拆卸安裝；3.1.3 掛籃包括主桁架、外模、內(nèi)模、底模、前懸架，錨固件、作業(yè)平臺、移動裝置等部分。

3.2 掛籃靜載試驗(yàn)。3.2.1 靜載試驗(yàn)是通過模擬箱梁載荷，檢測掛籃的應(yīng)力和變形，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效避免實(shí)際施工時(shí)安裝掛籃出現(xiàn)的非彈性變形；3.2.2 掛籃靜載試驗(yàn)，加載過程包括四個階段且為為四個等級：1 級載荷為50%；2 級載荷為75%; 3級載荷為100%；4 級載荷為120%；3.2.3 在每一級載荷加載后應(yīng)該保持載荷5min，同時(shí)檢測掛籃的變形、應(yīng)力等參數(shù)，并詳細(xì)記錄[4]；3.2.4 在靜載試驗(yàn)過程中，可以借助應(yīng)變儀測量掛籃的應(yīng)力大小，借助水平儀測量掛籃的形變、位移。

3.3 掛籃構(gòu)件安全性驗(yàn)算。3.3.1 本次驗(yàn)算掛籃構(gòu)建采用SAP84 管理系統(tǒng)，試驗(yàn)載荷由箱梁節(jié)段自身重量以及施工載荷構(gòu)成。具體驗(yàn)算數(shù)據(jù)如表1 所示；3.3.2 主要掛籃設(shè)計(jì)指標(biāo)如表2、表3 所示。

表1 主掛籃各桿件內(nèi)力

表2 滾動菱形桁架式掛籃主要設(shè)計(jì)指標(biāo)（主T 構(gòu)）

表3 滾動菱形桁架式掛籃主要設(shè)計(jì)指標(biāo)（副T 構(gòu)）

4 連續(xù)梁懸臂澆筑

4.1 施工關(guān)鍵技術(shù)

在進(jìn)行箱梁澆筑施工時(shí)，施工要點(diǎn)如下：（1）在開始施工前，需仔細(xì)檢查掛籃、吊索、千斤頂?shù)仍O(shè)備狀況；在放松、拉緊前、后吊索時(shí)，前后應(yīng)保持同步；（2）松開掛籃錨固時(shí)，應(yīng)同步操作兩個主桁架后錨；（3）為防止掛籃出現(xiàn)形變，掛籃移動應(yīng)同步進(jìn)行，且間隔50cm 做一次檢查，直到移動至規(guī)定位置；（4）掛籃到達(dá)預(yù)定位置后，需前、后同步拉緊吊索，并同時(shí)進(jìn)行前橫梁吊帶的拉緊和測量工作；（5）在進(jìn)行箱梁澆筑施工前，為保證澆筑施工質(zhì)量和精度，必須再次測量和核對標(biāo)高位置；（6）箱梁澆筑應(yīng)從箱梁根部起澆，以有效避免箱梁根部產(chǎn)生裂縫病害；（7）澆筑完成后，應(yīng)對混凝土進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)，待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%，才可進(jìn)行下一道工序施工。

4.2 合龍段澆筑

4.2.1 施工準(zhǔn)備。（1）當(dāng)澆筑施工即將進(jìn)行到合龍塊位置時(shí)，應(yīng)在合龍塊位置前后各布置一個掛籃，然后通過其底欄配合模板系統(tǒng)進(jìn)行合龍塊吊架的安裝施工；（2）調(diào)整平衡配重：在距離懸臂端1m 處的位置，布設(shè)一個水箱，通過注水量調(diào)整平衡配重；（3）鋼筋和管道安裝：在地面完成鋼筋的初步加工，然后將初步加工完成的鋼筋，吊運(yùn)至合龍段進(jìn)行捆扎和安裝作業(yè)；在進(jìn)行底板預(yù)應(yīng)力束波紋管道安裝作業(yè)前，需對其進(jìn)行測試，保證安裝質(zhì)量。4.2.2 合龍鎖定。（1）橋梁合龍前，臨時(shí)連接橋梁的邊跨和懸臂端，確保連接緊密，以免在澆筑和早期硬化時(shí)混凝土體積發(fā)生明顯變化；（2）在合龍之前，除了根據(jù)平衡要求調(diào)整T 型結(jié)構(gòu)懸臂端的平衡重之外，如有需要還要對合龍部分的平衡重進(jìn)行調(diào)整，鎖定時(shí)間根據(jù)合龍部分的鎖定結(jié)構(gòu)確定；（3）臨時(shí)“鎖定”是合龍的核心環(huán)節(jié)。鎖定時(shí)遵循“又拉又撐”的原則對焊接勁性骨架、張拉支撐件進(jìn)行鎖定；（4）支撐勁性骨架采用三段式結(jié)構(gòu)，即預(yù)埋錨桿-鋼接桿-預(yù)埋錨桿。合龍時(shí)，鋼桿設(shè)置在預(yù)埋錨固桿之間，通過連接鋼板將連接桿和預(yù)埋接桿焊接起來，焊縫應(yīng)位于多個截面。4.2.3 澆注合龍段混凝土。（1）在溫度較低時(shí)進(jìn)行合龍部分的澆筑施工，使新澆混凝土在溫度持續(xù)上升、受壓條件下終凝，有效防止混凝土裂縫的產(chǎn)生；（2）澆筑速度控制在10m3/h 左右，整個澆筑過程應(yīng)在3～4h 內(nèi)完成；（3）其他施工要點(diǎn)和其他節(jié)段箱梁澆筑施工相同。4.2.4 預(yù)應(yīng)力施工（1）張拉合龍段永久鋼束時(shí)，通過灑水降溫的方式減少溫差；（2）安裝管道時(shí)要確保其暢通，等合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，根據(jù)施工設(shè)計(jì)規(guī)定的張拉力及順序進(jìn)行雙向雙控張拉；（3）縱向預(yù)應(yīng)力施工要求與節(jié)段箱梁混凝土澆注施工相同。4.2.5 卸配重及體系轉(zhuǎn)換。（1）卸配重：在進(jìn)行混凝土灌注施工時(shí)，需遵循灌注量合理原則，分級卸除T 構(gòu)兩端配重；（2）體系轉(zhuǎn)換：副墩臨時(shí)固結(jié)支座在次中跨合龍段完成施工后，就可將之拆除，然后解除永久支座鎖定，即可完成體系轉(zhuǎn)換。線的伸長量進(jìn)行測算。

5.3 預(yù)應(yīng)力張拉操作：張拉分為兩個階段進(jìn)行，先張拉至總張拉噸位的10%～15%，停止張拉3min，再張拉至總張拉噸位P，停止張拉。

5.4 豎向預(yù)應(yīng)力張拉通過兩次完成，二次張拉均為54t，間隔2～5d。

5.5 在橫向預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，應(yīng)根據(jù)張拉力與伸長值，合理控制張拉力以及伸長量。

6 結(jié)論

本文結(jié)合某公路大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁項(xiàng)目施工實(shí)踐，分析了該項(xiàng)目施工，所采用的懸臂節(jié)段箱梁掛籃施工技術(shù)，并對該技術(shù)方案下的掛籃設(shè)計(jì)技術(shù)、連續(xù)梁懸臂澆筑施工技術(shù)、預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)等工藝流程和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)。掛籃剛度不僅會對箱梁線形造成影響，也會嚴(yán)重影響施工質(zhì)量和施工安全，本文給出的掛籃設(shè)計(jì)技術(shù)、掛籃靜載試驗(yàn)和掛籃構(gòu)件驗(yàn)算方法，可以為后期其他項(xiàng)目施工提供一定的參考。

5 預(yù)應(yīng)力張拉

5.1 在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守技術(shù)工藝和設(shè)計(jì)要求，保證其施工質(zhì)量，避免因其存在質(zhì)量問題，造成節(jié)段箱梁掛籃施工出現(xiàn)安全隱患。

5.2 預(yù)應(yīng)力施作，應(yīng)通過對稱張拉方式施工，張拉過程中遵循“左右對稱”的張拉原則，雙向?qū)ΨQ張拉鋼絞線束，并對鋼絞