連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)管理重難點(diǎn)研究

朱先學(xué)

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州貴陽 550008）

0 引言

團(tuán)山堡大橋中心樁號(hào)為K134+092，設(shè)計(jì)橋孔和跨徑（孔×m）為1×40m+66m+120m+66m，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁和連續(xù)剛構(gòu)，主橋布置為66+120+66=252m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，橋梁全長303m。其中，箱梁懸臂掛籃施工和邊跨支架施工是容易被忽視的施工技術(shù)管理重難點(diǎn)。

1 連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁懸臂掛籃施工技術(shù)管理要點(diǎn)

1.1 連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁懸臂掛籃設(shè)計(jì)

1.1.1 掛籃主要結(jié)構(gòu)

該項(xiàng)目掛籃主要由菱形桁架承重系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、懸吊及錨固系統(tǒng)、內(nèi)外滑梁系統(tǒng)、平臺(tái)防護(hù)系統(tǒng)和模板系統(tǒng)（外模、底模、內(nèi)模）構(gòu)成[1]。

（1）菱形桁架承重系統(tǒng)：菱形桁架承重系統(tǒng)主要包括2 根上下水平桿件、立柱、斜拉桿、斜撐桿和前上橫梁等主要構(gòu)件。其中，菱形架上下水平桿件、斜拉桿、斜撐桿均采用2[36 槽鋼+上下t12 鋼板工廠組焊而成矩形斷面箱型梁，截面為384mm×320mm。

（2）底籃系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由前下橫梁、后下橫梁、橫梁吊架及底縱梁等幾部分組成。底縱梁與前后下橫梁通過連接螺栓連接。為了減輕掛籃自重，增加桿件的抗彎截面系數(shù)，底縱梁采用H 型鋼進(jìn)行加工。

（3）行走系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由軌枕、軌道、前支座和后反扣輪組件組成。左右軌枕設(shè)置高差，以調(diào)整橋面2%橫坡帶來的影響；軌道采用型鋼整體式軌道，以便掛籃行走過程更平整順暢；在兩反扣輪組中設(shè)置平衡梁，使各反扣輪均勻接觸軌道踏面，均勻受力；前支座下設(shè)置t3 不銹鋼板，以減少前支座的摩擦力。

（4）懸吊及錨固系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由后錨扁擔(dān)梁、反扣輪組錨固梁、Q345B 鋼吊帶、PSB930 精軋螺紋吊桿、吊帶錨固梁、吊帶調(diào)節(jié)梁、吊桿扁擔(dān)梁以及斜墊塊等部件組成，主要用于對(duì)底籃系統(tǒng)和模板系統(tǒng)的懸吊、錨固和調(diào)節(jié)。

（5）內(nèi)外滑梁系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由內(nèi)滑梁、外滑梁、承重吊架和滾動(dòng)吊架等部件組成，主要用于對(duì)掛籃內(nèi)外模板的支撐和滿足掛籃模板隨掛籃一起移動(dòng)。內(nèi)外滑梁均采用2[40a 型鋼組合而成，滑梁通過承重吊架和滾動(dòng)吊架，采用PSB930 精軋螺紋吊桿錨固于已澆筑的混凝土主梁頂面。掛籃移動(dòng)時(shí)，需進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，此時(shí)滾動(dòng)吊架懸吊滑梁主要受力，承重吊架起保護(hù)作用。

（6）平臺(tái)防護(hù)系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由前上橫梁平臺(tái)防護(hù)、底籃前橫梁平臺(tái)防護(hù)、底籃后橫梁平臺(tái)防護(hù)、側(cè)平臺(tái)防護(hù)、張拉平臺(tái)防護(hù)、爬梯等組成，是實(shí)施掛籃施工操作安全防護(hù)的重要系統(tǒng)。

（7）模板系統(tǒng)：模板系統(tǒng)主要由外側(cè)模、可調(diào)鉸接式內(nèi)模、底籃、封端模板組成。模板是混凝土外觀質(zhì)量的重要保障，須嚴(yán)格按照工藝規(guī)程執(zhí)行加工。內(nèi)外模板之間需采用φ25 的精軋螺紋鋼進(jìn)行對(duì)拉。

1.1.2 掛籃加工要求及注意事項(xiàng)

掛籃加工委托貴陽必勝鋼模有限公司加工，加工地點(diǎn)為貴州省貴陽市。各部件加工精度需滿足設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范相關(guān)要求。

（1）零部件全部采用國標(biāo)材料加工，原材料進(jìn)場需進(jìn)行見證取樣，外委檢測。

（2）材料采用數(shù)控精確下料，大部分焊接采用智能焊接機(jī)器人焊接。

（3）各部件隨時(shí)加工，隨時(shí)組裝，焊縫必須由具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方檢測機(jī)構(gòu)檢測合格。

（4）主要構(gòu)件在場內(nèi)編號(hào)標(biāo)記明確，便于現(xiàn)場安裝。

（5）加工完成的掛籃應(yīng)由廠家提供合格證明[2]。

1.2 連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁懸臂掛籃拼裝

該項(xiàng)目掛籃拼裝流程為：走行系統(tǒng)—主桁架—錨固系統(tǒng)—懸吊系統(tǒng)—底模板—內(nèi)外?！雷o(hù)系統(tǒng)。

1.3 連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁懸臂掛籃加載試驗(yàn)

1.3.1 掛籃加載試驗(yàn)的目的

（1）檢驗(yàn)掛籃的安全性及可靠性。

（2）測出掛籃的撓度值，與理論計(jì)算值比較后指導(dǎo)施工。

（3）消除非彈性變形。

1.3.2 掛籃加載試驗(yàn)的流程

在0 號(hào)塊上安裝掛籃承重系統(tǒng)、后錨系統(tǒng)、懸吊分配梁—安裝前下橫梁—安裝前下橫梁與前懸吊間吊桿—安放千斤頂（150t)—初始量測—加載（每臺(tái)千斤頂施加1104kN）—持荷2h—量測、計(jì)算、與理論計(jì)算比較—試驗(yàn)結(jié)束[3]。

1.3.3 掛籃加載試驗(yàn)的方法

0 號(hào)塊施工中在腹板中提前預(yù)埋鍵盒。0 號(hào)塊施工完成后，插入工字鋼45a 三角反力架，通過千斤頂頂升使三角反力架受力，反壓掛籃前懸吊系統(tǒng)，如圖1所示。1 號(hào)梁段最重，混凝土方量為153.2m3，總重400t。施工時(shí)，對(duì)前橫梁的吊點(diǎn)反力最大，重心保守估計(jì)在中間1.75m 處，前支座距離已澆筑梁段邊緣0.5m，掛籃前端懸吊點(diǎn)距離縱梁后錨點(diǎn)5.3m。掛籃前端懸吊點(diǎn)處加載試驗(yàn)，每臺(tái)千斤頂施加荷載為：4000×(1.75+0.5)×1.1/（5.3×2）=934kN。

圖1 掛籃荷載試驗(yàn)反力架布置示意圖

1.3.4 撓度測量點(diǎn)布置

后錨點(diǎn)（A1～2）/前懸吊點(diǎn)（B1～2）/前下橫梁（C1-C4)，測點(diǎn)布置如圖2 所示。

1.3.5 加載分級(jí)

（1）預(yù)壓：初測→70%（持荷30min）→測量→卸載→測量（該數(shù)據(jù)作為加載前初度數(shù)）。

（2）加載：0→30%→測量→50%→測量→80%→測量→90%→測量→100%→持荷2h→測量。

（3）卸載：100%→80%→測量→50%→測量→30%→測量→0→測量。加載、卸載持荷時(shí)間未注明的均持荷3min。采用2 臺(tái)水平儀分別安置于掛籃兩側(cè)，并準(zhǔn)備鋁合金塔尺或鋼卷尺配合測量。

2 連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨支架施工技術(shù)管理要點(diǎn)

2.1 連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨現(xiàn)澆段懸挑支架搭設(shè)

過渡墩處邊跨現(xiàn)澆段懸挑出蓋梁3.4m，采用貝雷片懸挑架進(jìn)行施工。懸挑架總長9m（用3 片3m 標(biāo)準(zhǔn)貝雷片組拼），梁段左右側(cè)各設(shè)置7 排貝雷片作為縱向主梁（貝雷片放在墩頂蓋梁上，貝雷片與蓋梁之間設(shè)置10mm 鋼板，蓋梁與貝雷梁接觸的位置設(shè)置抗壓鋼筋網(wǎng)，防止局部混凝土壓碎），尾端通過鋼絞線錨固于原地面下地層中（地錨施工完成后做拉拔試驗(yàn)，檢驗(yàn)錨固力是否達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行下一道工序施工）。縱梁懸挑端設(shè)3 組貝雷片橫梁，傳遞邊跨現(xiàn)澆段荷載，每組橫梁長15m，采用2 排貝雷片。橫梁通過JL32 精軋螺紋鋼筋連接，錨固于縱向主梁上，形成整體受力體系。支座處采用砂箱，由鋼板圍封，箱內(nèi)用中粗砂填充并灑適量水夯實(shí)，頂面進(jìn)行標(biāo)高調(diào)平后用竹膠板封閉，作為該部位底模使用。砂箱拆除時(shí)，只需掏空砂粒，拆除竹膠板即可。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，邊跨現(xiàn)澆段混凝土總量為124m3，過渡墩墩頂混凝土總量為31.2×1.48=46.2m3，邊跨現(xiàn)澆段懸挑端3.4m，混凝土總量為124-46.2=77.8m3；邊跨合龍段1m，混凝土總量為13.25m3?；炷磷灾睾奢d為：77.8+13.25×26=2367.3kN；支架自重524kN，合計(jì)2367.3+524=2892kN。以蓋梁邊緣處為支點(diǎn)，邊跨現(xiàn)澆段懸挑端3.4m 和邊跨合龍段1m，重心保守估計(jì)在中間（3.4+1）/2=2.2m 處。支架縱向主梁尾端通過6 組鋼絞線錨固于原地面下地層中，縱向主梁尾端鋼絞線錨固點(diǎn)與支點(diǎn)距離為4.25m，每組鋼絞線張拉力為2892×2.2/（6×4.25）=250kN，取2 根。

過渡墩墩柱較高，邊跨現(xiàn)澆段澆筑過程會(huì)對(duì)墩柱產(chǎn)生偏壓，通過在懸挑支架縱向主梁貝雷片尾端設(shè)置鋼絞線及錨具反拉，消除對(duì)墩柱產(chǎn)生的偏壓。在縱向主梁貝雷片尾端鋼絞線張拉位置處，垂直向下對(duì)應(yīng)的地面上設(shè)置地錨，地錨每孔錨索由2 束無黏結(jié)鋼絞線組成，鉆孔孔徑為φ70mm。鋼絞線與地錨鋼束通過連接器連接牢固，另一端延長至縱向主梁貝雷片頂，與錨具千斤頂進(jìn)行張拉反拉。在邊跨現(xiàn)澆段澆筑過程中，使用千斤頂逐步增加鋼絞線的張拉力。在施工過程中，對(duì)懸澆支架進(jìn)行全過程施工監(jiān)測。

單組縱向主梁之間必須安裝橫向聯(lián)系，且保證其牢固可靠。在現(xiàn)澆段混凝土澆筑時(shí)，安排專人檢查支架。在左右側(cè)縱向主梁設(shè)置φ32 精軋螺紋鋼筋橫向拉結(jié)，在縱向主梁尾端設(shè)置工字鋼I20a 鋼支撐，防止縱梁在橫梁受荷后內(nèi)移，以提高支架整體的剛度及穩(wěn)定性。根據(jù)計(jì)算，綜合應(yīng)力最大值出現(xiàn)在靠近箱梁內(nèi)側(cè)縱向主梁的第二片與第三片貝雷片連接處。要求在靠箱梁內(nèi)側(cè)縱向主梁的第二片與第三片貝雷片連接處，兩側(cè)豎桿加焊工字鋼I8 進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，同時(shí)在兩側(cè)1.5m 腹桿區(qū)域，用10mm 厚鋼板予以加強(qiáng)（如有已經(jīng)加固過的貝雷片，盡可能將已經(jīng)加固過的貝雷片使用于該位置），如圖3 所示。

圖3 縱向主梁局部加固補(bǔ)強(qiáng)示意圖

在懸挑支架安裝過程中，必須將內(nèi)側(cè)、中間與外側(cè)橫梁進(jìn)行有效連接，以提高橫梁的橫向（順橋向）剛度。避免橫梁在使用過程中，因橫向撓曲過大而造成橫梁失穩(wěn)。懸挑支架是邊跨現(xiàn)澆段施工最重要的環(huán)節(jié)。在支架施工中必須細(xì)致認(rèn)真，仔細(xì)檢查，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓后，方可進(jìn)行下一道工序作業(yè)。

在過渡墩蓋梁施工時(shí)，預(yù)埋內(nèi)徑φ48 的腳手架管成孔（半幅4 組，每組3 根），預(yù)埋深度1m 以上。

2.2 連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨現(xiàn)澆段懸挑支架預(yù)壓

2.2.1 預(yù)壓目的

施工混凝土澆筑后，后錨精軋螺紋鋼會(huì)產(chǎn)生彈性變形。因此，在混凝土澆筑前，需要對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，消除精軋螺紋鋼彈性變形。過渡墩處支架預(yù)壓的主要目的：消除縱梁非彈性變形，觀測縱梁彈變值，并檢驗(yàn)支點(diǎn)處對(duì)集中荷載的實(shí)際抵抗力。

2.2.2 預(yù)壓荷載

邊跨現(xiàn)澆段混凝土總量為124m3，過渡墩墩頂混凝土總量為31.2×1.48=46.2m3，懸挑端混凝土總量為124 -46.2=77.8m3，邊跨合龍段1m 混凝土總量13.25m3?；炷磷灾睾奢d為：77.8+13.25×26=2367.3kN，模板、人員機(jī)具、振搗荷載分別取44kN、22kN、44kN，故支架預(yù)壓重量取值＝（2367.3 ＋44 ＋22 ＋44）×1.1＝2725kN=272.5t，邊跨現(xiàn)澆段支架下吊尼龍繩水袋，水袋需裝入272.5m3水進(jìn)行支架預(yù)壓。

2.2.3 預(yù)壓分級(jí)

加載程序?yàn)椋?→40%→55%→70%→100%。在逐級(jí)加載過程中，做好監(jiān)測，并改進(jìn)支架設(shè)計(jì)，確保施工質(zhì)量和安全。為確保支架施工安全，在支架底模搭設(shè)完成后、支架預(yù)壓試驗(yàn)時(shí)、預(yù)壓完成后，均需組織監(jiān)理、施工單位驗(yàn)收。

2.2.4 其他

（1）因結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，荷載取值及組合相對(duì)保守，再加之合龍段施工時(shí)現(xiàn)澆段混凝土已經(jīng)固結(jié)成整體，合龍段施工時(shí)支架安全性及承載能力有所提高，因此支架預(yù)壓的荷載未做放大設(shè)計(jì)。

（2）該設(shè)計(jì)僅對(duì)邊跨現(xiàn)澆段施工支架設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)受力分析。施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖設(shè)計(jì)要求或其他的細(xì)節(jié)要求，靈活處理，但不得改變支架結(jié)構(gòu)尺寸及結(jié)構(gòu)形式。

（3）在支架安裝、預(yù)壓、使用過程中，出現(xiàn)與施工矛盾或不滿足使用要求的情況應(yīng)及時(shí)提出，以便做出相應(yīng)調(diào)整，不得擅自更改或刪減結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

2.3 連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨現(xiàn)澆段懸挑支架立模

利用0 號(hào)塊模板進(jìn)行現(xiàn)澆段施工，采用外側(cè)模夾底模方式，檢查合格后才能使用。在安裝過程中，嚴(yán)格控制模板接縫的平整度及錯(cuò)臺(tái)。底模標(biāo)高的調(diào)整采用收放吊桿方式，為了適應(yīng)懸澆段的高程，保證成橋后的線形順暢，底模的立模高程與監(jiān)控人員溝通確定安裝。在鋪底模前，預(yù)先安裝臨時(shí)支座裝置，在分配工字鋼上鋪設(shè)鋼模板底模。側(cè)模和翼緣模安裝時(shí)，應(yīng)注意模板接縫質(zhì)量，拉桿嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布設(shè)并且套穿PVC 管以保證外觀質(zhì)量。翼緣板支架須按設(shè)計(jì)要求，保證有足夠的強(qiáng)度和剛度。對(duì)翼緣處，在施工中須細(xì)致，保證輪廓清晰平順。翼緣處支架采用腳手架管上承鋼模板進(jìn)行施工，腳手架管橫向間距50cm，縱向間距按照120cm 厚處計(jì)算，統(tǒng)一布置為80cm，橫桿步距100cm。內(nèi)模采用內(nèi)撐方式加固，采用組合鋼模，施工時(shí)須注意倒角處接縫緊密，也可采用定型木模現(xiàn)場安裝的方案。端頭模外端有錨座、伸縮縫，里端與懸澆梁段相同，有鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道。

3 結(jié)語

總而言之，連續(xù)剛構(gòu)橋在橋梁工程項(xiàng)目中的應(yīng)用屢見不鮮，需要引起施工技術(shù)管理人員的重視。如何做好施工技術(shù)管理的重難點(diǎn)控制，尤其是針對(duì)容易被忽視的箱梁懸臂掛籃施工和邊跨支架施工的技術(shù)管理，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。