預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁工程中的運(yùn)用探討

侯小強(qiáng)

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400000）

0 引言

改革開放以來，我國橋梁工程建設(shè)取得了快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使國家更加重視橋梁建設(shè)，并通過宏觀調(diào)控刺激橋梁發(fā)展。因此，橋梁的數(shù)量不斷增加，對(duì)質(zhì)量的要求越來越高，施工難度也越來越大。隨著我國橋梁事業(yè)與施工技術(shù)的不斷發(fā)展，懸臂澆筑施工工藝在一些大中跨徑的橋梁工程施工中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。鑒于此，當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)澆筑、錨固以及預(yù)應(yīng)力張拉等技術(shù)的研究與推廣，在確保橋梁工程施工質(zhì)量的前提下，不斷提高施工效率。當(dāng)橋梁設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑等結(jié)構(gòu)形式時(shí)，其合龍部分的工程施工質(zhì)量對(duì)橋梁整體質(zhì)量影響很大。所以要提前做好施工方案，以便在合龍施工時(shí)保證施工質(zhì)量。

1 連續(xù)梁懸臂澆筑施工技術(shù)

1.1 0#塊澆筑技術(shù)

0#塊澆筑期間，可以把三角形支架應(yīng)用到施工工作中。同時(shí)，應(yīng)用墩身預(yù)埋件，能夠有效提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并防止工程建設(shè)期間發(fā)生安全事故[1]。此外，0#塊施工過程中還要對(duì)橋梁的高度進(jìn)行分析，如果高度較小，可以采用落地支架進(jìn)行固定。

1.2 臨時(shí)錨固技術(shù)

通過臨時(shí)錨固技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高連續(xù)梁懸臂澆筑施工的質(zhì)量與效率，同時(shí)還能改善橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性。臨時(shí)錨固技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，應(yīng)合理進(jìn)行臨時(shí)支座的選擇。需要注意的是，臨時(shí)支座是臨時(shí)性的，并非在橋梁工程中長期存在。對(duì)于臨時(shí)支座的選擇，應(yīng)重點(diǎn)從臨時(shí)支座的材料、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行考慮。通常情況下，臨時(shí)支座主要采用混凝土、鋼板、砂漿等材料[2]。

1.3 梁段混凝土澆筑技術(shù)

梁段混凝土澆筑時(shí)，首先，應(yīng)當(dāng)對(duì)中線、標(biāo)高以及各個(gè)構(gòu)件的位置情況進(jìn)行詳細(xì)的核對(duì)。如果發(fā)現(xiàn)參數(shù)錯(cuò)誤，要立即進(jìn)行處理與整改，確保與設(shè)計(jì)要求相符，之后才能澆筑混凝土。其次，要加強(qiáng)對(duì)線形、預(yù)拱度等因素的控制。對(duì)于預(yù)拱度控制工作而言，能夠消除由于荷載作用而造成的撓度值。拱頂撓度計(jì)算期間，應(yīng)做好預(yù)拱度的合理設(shè)置與分配。在進(jìn)行線形控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)上一次澆筑、張拉之后的梁段變化情況進(jìn)行分析。同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整模板，進(jìn)而提高對(duì)線形的控制效果。梁段混凝土澆筑主要分為兩個(gè)部分。在開展第一次澆筑時(shí)，應(yīng)當(dāng)從底板位置開始，直到腹板底部倒角位置結(jié)束。當(dāng)?shù)谝淮螡仓Y(jié)束之后，需要滿足混凝土的強(qiáng)度要求。梁段混凝土澆筑期間，應(yīng)保證懸臂兩端有著良好的對(duì)稱效果，以免發(fā)生傾覆的問題。需要注意的是，混凝土澆筑過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)預(yù)應(yīng)力管道加以保護(hù)。

1.4 預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)

在開展下一梁段混凝土施工工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保掛籃行走與錨固時(shí)連續(xù)梁滿足剛度、穩(wěn)定性等方面的要求。當(dāng)梁段混凝土澆筑結(jié)束之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)本梁段開展預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力筋主要分為縱向、豎向、橫向，對(duì)于縱向、橫向預(yù)應(yīng)力筋而言，主要采用的是鋼絞線束，豎向預(yù)應(yīng)力筋多使用的是精軋螺紋鋼。張拉作業(yè)期間，首先要張拉縱向預(yù)應(yīng)力束，之后再進(jìn)行豎向預(yù)應(yīng)力筋的張拉[3]，完成橫向預(yù)應(yīng)力束的張拉工作。除此之外，豎向預(yù)應(yīng)力筋的張拉要遵循先下后上的原則，并且要沿著0#塊中心線向兩側(cè)位置對(duì)稱交替張拉。在進(jìn)行橫向預(yù)應(yīng)力束的張拉時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用左右對(duì)稱交替張拉的方式。同時(shí)，張拉環(huán)節(jié)中應(yīng)配合千斤頂、油表等設(shè)備的使用。

混凝土基礎(chǔ)澆筑安裝完畢驗(yàn)收后，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)彈性模量要求均必須滿足抗震設(shè)計(jì)值100%，齡期計(jì)算不得累計(jì)少于7d，按張拉混凝土噸位要求和混凝土施工時(shí)間次序分別進(jìn)行。完成張拉前施工，拆拉下閉合部分的鎖緊支撐筋，進(jìn)行檢驗(yàn)張拉合格。在應(yīng)用豎向預(yù)應(yīng)力張拉并按規(guī)定進(jìn)行壓漿或錨固試驗(yàn)后，進(jìn)行了臨時(shí)加固，下箱梁。當(dāng)采用縱向預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)，其兩端布置為雙向、左右基本對(duì)稱布置。另外在澆筑收尾鋼筋張拉鋼筋前，采用了覆蓋下箱梁懸臂、噴灑水冷料等技術(shù)措施，降低了上箱梁懸臂上的日照溫差。在安裝底板預(yù)應(yīng)力管件時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，以確保管線暢通。預(yù)應(yīng)力張拉如圖1 所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力張拉

1.5 管道壓漿技術(shù)

通過開展預(yù)應(yīng)力管道壓漿工作，能夠?qū)︻A(yù)應(yīng)力筋起到良好的保護(hù)作用，并防止出現(xiàn)銹蝕問題。此外，預(yù)應(yīng)力管道壓漿還能將預(yù)應(yīng)力筋和箱梁有效的結(jié)合在一起。具體壓漿之前，要對(duì)錨頭進(jìn)行密封處理，防止漏漿問題的出現(xiàn)。另外，還要對(duì)壓漿孔、排氣孔進(jìn)行清理，確保壓漿通道、排氣通道有著良好的暢通效果。壓漿應(yīng)當(dāng)在張拉后48h 內(nèi)進(jìn)行，且張拉時(shí)間最好選在一天中氣溫最低的時(shí)間段，壓漿過程中要保障壓漿壓力。

1.6 合龍段施工技術(shù)

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工中，懸臂澆注是目前常用的施工方法，懸吊閉合段的施工是確保其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而在此過程中，梁身的內(nèi)力和位移都會(huì)有較大的改變。同時(shí)，合理地進(jìn)行閉合段的施工，對(duì)控制橋面的線型也起到了重要作用。在合龍段施工中，由于梁結(jié)構(gòu)的混凝土材料在溫度及其他環(huán)境因素的作用下，會(huì)發(fā)生不同程度的收縮，從而引起混凝土開裂，從而使其本身的質(zhì)量和性能達(dá)不到要求。因此，施工單位在實(shí)施合龍段施工時(shí)，必須遵循先中跨后中跨的施工次序（或按設(shè)計(jì)的施工次序），并采用適當(dāng)?shù)氖┕ご胧?，例如采用剛性支承鎖緊合龍段，在閉合段兩端加平衡配重，在當(dāng)天氣溫最低的夜晚進(jìn)行，然后逐步解除合龍段的平衡重量，保證合龍段的施工質(zhì)量能夠滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。

合龍前，將現(xiàn)澆段臨時(shí)固定在與懸臂邊緣相同的標(biāo)高和跨度處，以保證其相對(duì)穩(wěn)定性，并防止合龍段混凝土在澆注和早期養(yǎng)護(hù)過程中出現(xiàn)明顯的體積變化。根據(jù)鎖緊設(shè)計(jì)確定了其截面和支座的位置，在關(guān)閉鎖緊時(shí)，在兩個(gè)預(yù)埋件之間設(shè)置一條連接槽鋼，將連接槽鋼放置在箱梁外側(cè)，當(dāng)封閉段上的預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度已達(dá)到了一定標(biāo)準(zhǔn)的屈服強(qiáng)度極限后，為了避免在封閉段內(nèi)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土張拉處理后，混凝土本身的最大有效張應(yīng)力可能會(huì)隨之受到影響。臨時(shí)的預(yù)應(yīng)力是必須按照臨時(shí)設(shè)計(jì)好的預(yù)應(yīng)力來臨時(shí)布置的，并按鎖定設(shè)計(jì)來決定。閉合口的鎖定要迅速對(duì)稱，鎖定時(shí)間后，將勁性骨架固定在閉合段的兩端，固定好勁性骨架后，適時(shí)張拉錨桿，TB1-TB2 和BB4 張拉、中跨張拉TZ和BZ4，按照設(shè)計(jì)張拉力30%進(jìn)行張拉，在閉合完成后，強(qiáng)度達(dá)到100%且齡期不少于7d，進(jìn)行臨時(shí)張拉束補(bǔ)拉至100%。

在進(jìn)行合龍段施工時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)預(yù)應(yīng)力與支撐等方面的力學(xué)參數(shù)控制。首先，在施工之前要對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行明確，并在施工期間反復(fù)檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)參數(shù)不合理的問題，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工方案做出調(diào)整。其次，合攏段鎖定施工時(shí)，應(yīng)關(guān)注施工現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)幾天的溫度，結(jié)合具體的溫度情況，對(duì)鎖定方式做出優(yōu)化。通常情況下，應(yīng)選擇一天當(dāng)中溫度最低的時(shí)段。此外，鎖定施工結(jié)束之后，應(yīng)盡快完成合攏段混凝土的澆筑。另外，合攏期間應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注臨時(shí)配重問題[4]。當(dāng)合攏段施工結(jié)束之后，由于受到材料自身特性、溫度等因素的影響，可能出現(xiàn)收縮問題。因此，施工期間應(yīng)加強(qiáng)合攏段施工質(zhì)量控制，降低收縮因素引發(fā)的質(zhì)量問題。合龍段施工如圖2 所示。

圖2 合龍段施工

2 案例分析

2.1 工程概況

某客運(yùn)專線鐵路采用雙線形式，線間距為5.0m。線路的設(shè)計(jì)速度為300km/h。該鐵路需跨越高速公路特大橋，橋梁路基寬度為34.5m，鐵路與高速公路斜交37.8°。橋梁采用70m+125m+70m 的單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)形式，下部基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，上部結(jié)構(gòu)主要采用懸臂澆筑施工技術(shù)，并使用菱形掛籃形式。

2.2 懸臂澆筑施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 掛籃安裝

因?yàn)闃蛄旱钠角€半徑為800m，橫坡為1.5%，因而掛籃就位期間較為困難。為確保掛籃三角構(gòu)架有著良好的平穩(wěn)效果，且不能隨橋面傾斜。因此，橋梁中心線外側(cè)掛籃利用前支座進(jìn)行調(diào)平，并保障其受力穩(wěn)定性。掛籃安裝期間，主要流程為定軌、軌道鋪設(shè)、菱形桁架吊裝以及模板安裝等。安裝流程如下：①當(dāng)0#塊施工完成后，應(yīng)及時(shí)清理0#塊梁頂面，并通過測(cè)量放線明確梁體中心線。②在開展軌道鋪設(shè)工作期間，行走軌道從0#塊中心位置對(duì)稱鋪設(shè)。軌道前后位置的偏差應(yīng)控制在±5mm 以內(nèi)，兩組軌道的平行度偏差要控制在±5mm 以內(nèi)。③對(duì)于菱形桁架的吊裝工作而言，主要把下弦桿前支點(diǎn)位置處的連接板和滑移支座頂板采用螺栓連接，而下弦桿后支點(diǎn)位置處的連接板和反扣輪系統(tǒng)頂板采用現(xiàn)場(chǎng)焊接的方式。④底托系統(tǒng)的吊裝，并進(jìn)行外側(cè)模板的安裝。施工期間，應(yīng)當(dāng)將外側(cè)模板和提吊梁結(jié)構(gòu)組成一個(gè)整體，并一起進(jìn)行吊裝。外側(cè)模提吊扁擔(dān)梁采用3 根直徑為32mm 的精軋螺紋鋼進(jìn)行連接。其中，2 根錨固在箱梁頂板位置，1 根與主構(gòu)架側(cè)面吊架進(jìn)行連接。在外側(cè)模提吊梁的前端，利用提吊扁擔(dān)梁將其與前橫梁進(jìn)行連接。⑤上述工作結(jié)束之后，需要進(jìn)行內(nèi)模安裝。在此期間，需要先安裝內(nèi)滑梁。在本項(xiàng)目中，內(nèi)滑梁采用的是6 根直徑為32mm 的精軋螺紋鋼進(jìn)行連接。其中，2 根與前橫梁進(jìn)行連接，4 根錨固在箱梁頂板位置。安裝工作結(jié)束之后，就要開展?jié)仓ぷ?。這一過程中，應(yīng)當(dāng)按照要求做好試壓檢驗(yàn)，并確保結(jié)構(gòu)的安全性。此外，應(yīng)當(dāng)對(duì)掛籃變形值、塑性變形值等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

2.2.2 掛籃行走與錨固

等到上一節(jié)段施工完成，預(yù)應(yīng)力張拉工作結(jié)束之后，掛籃就可進(jìn)行走行作業(yè)準(zhǔn)備，對(duì)掛籃行走與錨固階段的幾個(gè)關(guān)鍵工序做出研究：①根據(jù)要求，找平梁體頂面，同時(shí)還要做好墊梁、行走梁的鋪設(shè)工作。②需要在底模后下掛梁和側(cè)模滑道梁之間安裝輔助吊桿，并完成備用安全繩的設(shè)置。③下放底模前吊桿，把底模調(diào)整為水平狀態(tài)，對(duì)輔助吊桿進(jìn)行緊固，將底模后吊桿拆除掉，并進(jìn)行第一次吊點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。④施工期間在每個(gè)行走梁的前支座位置處安裝一臺(tái)千斤頂，其行程為80cm。⑤施工期間將掛籃的移動(dòng)速度設(shè)計(jì)在10cm/min 左右，并保證移動(dòng)過程的平穩(wěn)效果。⑥需要解除輔助吊桿，并進(jìn)行側(cè)滑道梁的中吊桿安裝，隨后提升側(cè)模就位。具體施工期間，為提高施工效率，并確保施工過程的安全性，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)安全管理工作。比如，掛籃走行期間的安全系數(shù)不得低于2。走行期間，后部防傾覆結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有良好的牢固效果。除此之外，每施工三節(jié)段，應(yīng)當(dāng)對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)的受力情況開展檢查、維護(hù)等工作[5]。橋梁主墩兩側(cè)位置的掛籃施工，應(yīng)遵循對(duì)稱的原則。在上、下高墩之間，應(yīng)當(dāng)配置相應(yīng)的防護(hù)欄。除了上述措施之外，還應(yīng)根據(jù)交通安全規(guī)定，在施工現(xiàn)場(chǎng)的合理位置設(shè)置安全防護(hù)裝置，并設(shè)置指示牌、警示牌等設(shè)施。

3 結(jié)語

改革開放以來，橋梁建設(shè)進(jìn)入黃金發(fā)展時(shí)期，橋梁行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，對(duì)橋梁的需求不斷增加，但目前橋梁的施工技術(shù)不足以滿足人們的需求。在此背景下，迫切需要提高我國橋梁的技術(shù)水平和質(zhì)量。

在開展橋梁工程施工工作期間，通過掛籃懸臂澆筑施工工藝的應(yīng)用，不僅可以減少各類施工機(jī)具、設(shè)備的應(yīng)用，同時(shí)還能避免支架的大量使用，進(jìn)而降低了施工的復(fù)雜性。同時(shí)，該施工技術(shù)的應(yīng)用，在跨越深谷、河流、既有線路等方面有著一定的優(yōu)勢(shì)。鑒于此，當(dāng)前應(yīng)做好懸臂澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用與推廣。