懸澆梁合龍段吊架法施工的應(yīng)用

張斌

摘 要：通過對海安大橋QL5標(biāo)項目焦港河大橋主橋連續(xù)懸澆梁合龍段施工過程的詳細(xì)介紹，并結(jié)合焦港河大橋的實際情況，淺談懸澆梁合龍段采用吊架法施工的應(yīng)用，為今后類似的工程積累施工經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：連續(xù)懸澆梁；合龍段；吊架

中圖分類號：TU7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）01-0033-03

0 引言

跨越寬線路的橋梁常采用掛籃懸臂澆筑法施工。連續(xù)懸澆梁具有受力合理、跨越能力大、施工方便、工藝成熟可靠、臨時占地少等突出優(yōu)點，在大跨度橋梁工程的施工中得到廣泛應(yīng)用。連續(xù)懸澆梁成橋關(guān)鍵在于最后的合龍，合龍工序施工的支架模板體系選擇關(guān)系著懸澆梁合龍成敗。

1工程概況

海安大橋QL5標(biāo)焦港河大橋位于江蘇省南通市海安縣，主橋采用（36+60+36）m跨徑組合三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，采用掛籃懸臂澆筑法施工。邊跨與中跨合龍段長度均設(shè)計為2 m，混凝土方量26 m3。

2施工的依據(jù)

施工依據(jù)包括《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG-F80/1-2017）、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2020）、海安大橋QL5標(biāo)標(biāo)招標(biāo)文件、焦港河大橋工程設(shè)計圖紙、補(bǔ)遺書、答疑書、參考資料、施工合同等。

3施工方案

3.1 施工方案的比選

連續(xù)懸澆梁合龍段施工方法主要有支架現(xiàn)澆法、掛籃懸澆法和吊架懸澆法。由于懸澆梁中跨合龍段位置處于河道、峽谷的正中間，無法采用支架法現(xiàn)澆。掛籃屬于周轉(zhuǎn)性設(shè)備，且安拆周期較長。因此，合龍段施工采用掛籃施工不利于工期控制和成本控制。而吊架懸澆法是在合龍段兩側(cè)已澆筑梁段上預(yù)留孔洞，采用精軋螺紋鋼作為吊桿，采用吊架施工工藝替代傳統(tǒng)的掛籃模板體系。該方法在合龍前即可拆除掛籃，縮短工期，因為吊架體系的體積和自重小，也無需塔式起重機(jī)配合，只需采用小型卷揚(yáng)機(jī)輔助作業(yè)即可，節(jié)約成本[1]。

3.2 施工方案的初步設(shè)計

焦港河大橋主跨合龍段處于焦港河航道正中間，無法采用支架法進(jìn)行合龍施工，因此為了不影響航道正常通行，縮短掛籃使用時間，合龍段施工擬采用吊架法施工。在靠近合龍段兩側(cè)已澆筑梁段混凝土的頂板和底板上預(yù)留安設(shè)吊架體系吊桿的孔洞，并采用緊固螺母將吊架主承重梁懸吊定位。在主承重梁上安設(shè)分配梁、模板等，采用水袋預(yù)壓后施工合龍段的鋼筋工程、混凝土工程和預(yù)應(yīng)力工程，完成全橋合龍。

3.3 吊架的設(shè)計

吊架工藝施工[2]采用雙拼Ⅰ32工字鋼作為吊架主橫梁，主橫梁上采用Ⅰ25工字鋼作為分配梁，腹板的內(nèi)外模采用φ16對拉螺桿對拉固定，分配梁和桁架上安設(shè)10 cm×10 cm方木和面板厚度為16 mm的竹膠板整個吊架體系通過吊桿穿過預(yù)留孔洞進(jìn)行錨固。

吊架制作材料均為建材市場較為常見的材料，價格低廉，且安拆十分方便，僅需采用小型卷揚(yáng)機(jī)輔助即可。而且整個吊架系統(tǒng)在完工后可回收再利用，相較支架法和掛籃法施工造價更低。

4中跨合龍段吊架施工工序

4.1 吊桿預(yù)留孔以及合龍段勁性骨架預(yù)埋件的設(shè)置

吊桿預(yù)留孔的設(shè)置：在懸澆段靠近合龍段約50 cm位置的頂板/底板與腹板相鄰的倒角位置預(yù)留20 cm×50 cm矩形孔洞，以便預(yù)留出吊桿定位的活動量。

合龍段勁性骨架預(yù)埋件的設(shè)置：鋼筋和模板施工完成后放樣定位預(yù)埋，一般有預(yù)埋型鋼連接及預(yù)埋鋼板連接兩種預(yù)埋連接形式。

4.2 配重準(zhǔn)備工作

在懸臂端對稱設(shè)置水箱，水箱內(nèi)做好水位標(biāo)記，水箱底部設(shè)置放水閥門，閥門處安設(shè)排水管可將水直接排放至河里，灌注清水至配重水箱內(nèi)的設(shè)計體積（每端水箱配重為合龍段自重/2）。

4.3 吊架安設(shè)、底側(cè)模安裝

吊架安設(shè)是在合龍段上方搭設(shè)臨時支撐縱梁，臨時支撐橫梁上安裝卷揚(yáng)機(jī)，利用卷揚(yáng)和牽引繩將吊架主橫梁與吊桿安裝到位，然后再安裝縱向分配梁和底模模板，底模模板與已澆筑懸臂梁端底板混凝土密貼。

具體步驟為：①將吊架安裝所用的臨時縱梁固定在合龍段相鄰節(jié)段的T構(gòu)箱梁頂板上。②安裝吊架下面主橫梁時，采用滑輪組合進(jìn)行吊裝，兩側(cè)的吊裝鋼絲繩應(yīng)等長，長度以保證橫梁能到達(dá)箱梁底部不小于0.5 m為宜，且要保證主橫梁平衡。③將橫梁吊裝至合適位置時安裝精軋螺紋鋼吊桿，旋緊吊桿上的螺母，并且預(yù)留出合龍時的頂推位移。④縱梁平面位置應(yīng)保持準(zhǔn)確，然后鋪設(shè)底模并準(zhǔn)確定位。⑤完成底模鋪設(shè)后調(diào)整吊架高度，在底?？拷噜徆?jié)段箱梁底板時，在邊緣處貼雙面膠作止?jié){帶，然后使底模緊貼箱梁底板。合龍段施工吊架具體安設(shè)流程見圖1所示。

合龍段側(cè)模安裝注意要點有：①保證側(cè)模吊裝就位。②翼緣板位置的吊桿安裝時固定在遠(yuǎn)離合龍段一側(cè)。③側(cè)模和翼緣板模板就位后，在模板靠緊之前在箱梁邊緣黏貼上雙面膠帶。

4.4 吊架體系預(yù)壓

吊架體系底平臺安設(shè)完成后，要在模板鋪設(shè)前對吊架系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓方式采用水袋對吊架體系進(jìn)行分級預(yù)壓。預(yù)壓要嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)范執(zhí)行，嚴(yán)格分級執(zhí)行，每一級預(yù)壓時長必須滿足要求，對吊架變形值和吊桿螺母位移值進(jìn)行觀測統(tǒng)計，當(dāng)滿足規(guī)范要求后方可卸壓。

4.5 底腹板鋼筋制作及安裝、預(yù)應(yīng)力孔道施工

吊架體系預(yù)壓工作完成后，對吊架體系高程重新測量并校正，再進(jìn)行合龍段底腹板鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力管道定位安裝?？v向預(yù)應(yīng)力管道安裝應(yīng)將合龍段兩側(cè)已澆筑梁段預(yù)應(yīng)力管道連接順直，橫向和豎向預(yù)應(yīng)力管道安裝應(yīng)順直無扭曲。合龍段預(yù)應(yīng)力孔道安裝完成后，混凝土澆筑前應(yīng)先將預(yù)應(yīng)力鋼束穿束完成，防止混凝土澆筑過程中預(yù)應(yīng)力管道被擠壓變形，導(dǎo)致后期預(yù)應(yīng)力鋼束無法完成穿束。

4.6 合龍段內(nèi)模安裝

合龍段內(nèi)模安裝先腹板后頂板。內(nèi)側(cè)模采用竹膠板+方木組合模板，通過對拉桿與外側(cè)模進(jìn)行對拉固定，對拉桿通過鋼筋骨架內(nèi)預(yù)埋的PVC穿過內(nèi)外側(cè)模定位，采用墊片+螺母進(jìn)行緊固。內(nèi)頂模采用定型桁架替代傳統(tǒng)支架體系，在定型桁架上安設(shè)分配梁和模板，采用吊桿將內(nèi)定模懸吊與已澆筑梁段頂面的承擔(dān)縱梁上，由已澆筑梁段承擔(dān)頂板體系自重。內(nèi)頂模安裝時需留人孔。內(nèi)模與側(cè)模采用拉桿定位。

4.7 頂板鋼筋制作及安裝、預(yù)應(yīng)力孔道施工

頂板鋼筋施工要求同底腹板鋼筋，主筋也只先固定一端，待頂推完成后再進(jìn)行另一端焊接固定。最后安設(shè)人行道枕梁、防撞欄桿的預(yù)埋鋼筋/鋼板。 合龍段頂板鋼筋安裝完成后要確保保護(hù)層厚度滿足設(shè)計與規(guī)范要求。

4.8 勁性骨架鎖定

前期準(zhǔn)備工作完成后及時設(shè)置勁性骨架，勁性骨架鎖定應(yīng)選在一天氣溫最低且比較穩(wěn)定時進(jìn)行，一般選擇在合龍段混凝土澆筑前0.5 h進(jìn)行勁性骨架鎖定焊接。 合攏勁性骨架的焊接鎖定必須對稱進(jìn)行，且要求迅速。

測量合龍段相鄰節(jié)段的梁段高程，達(dá)到設(shè)計及規(guī)范要求后（一般要求高差≤2 cm），方可對勁性骨架進(jìn)行焊接鎖定。如若達(dá)不到設(shè)計要求，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)控單位的監(jiān)控指令在較高的一側(cè)施加相應(yīng)的荷載，進(jìn)行預(yù)壓調(diào)整兩端標(biāo)高差，直至滿足設(shè)計與規(guī)范要求。

勁性骨架安裝注意事項有以下5點：①勁性骨架就位后，對合龍段兩側(cè)高程再次進(jìn)行復(fù)核，確保無誤后先將勁性骨架的一端進(jìn)行焊接固定，然后在頂推后溫度最低的時段（合龍段混凝土澆筑前0.5 h）將勁性骨架另一端快速進(jìn)行焊接鎖定，焊縫長度應(yīng)確保滿足應(yīng)力要求。②頂推作業(yè)按照設(shè)計文件與監(jiān)控指令數(shù)據(jù)執(zhí)行，采用千斤頂分級進(jìn)行，施加的頂推力值（或測得的頂開量）必須滿足設(shè)計要求。頂推過程中發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)立即停止作業(yè)，查明原因解決問題后方可繼續(xù)。③頂推量達(dá)到設(shè)計和監(jiān)控指令的要求后，立即進(jìn)行勁性骨架自由端的焊接和固定。④當(dāng)頂推量達(dá)到設(shè)計和監(jiān)控要求后，方可進(jìn)行合龍段縱向主筋焊接鎖定，要求迅速（可安排多名點焊工同時作業(yè)），檢查和調(diào)整吊桿豎直度，確保吊桿垂直受力。⑤勁性骨架安裝先只固定一端，待混凝土澆筑前0.5 h再將另一端進(jìn)行固定，確保勁性骨架鎖定時合龍段長度為最小值。

4.9 配重水箱的設(shè)置

合龍前，應(yīng)在懸臂端設(shè)置水箱進(jìn)行配重，每一端的水箱配重質(zhì)量應(yīng)等于合龍段混凝土自重的50%，兩個水箱的配重誤差確?？刂圃?%以內(nèi)。在合龍段混凝土澆筑過程中，兩側(cè)水箱應(yīng)同時等質(zhì)量放水減重（兩個水箱排放水的總重量之和應(yīng)與合龍段新澆筑混凝土質(zhì)量等同），當(dāng)混凝土澆筑完成，應(yīng)將水箱內(nèi)水放完。

4.10 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

合攏段混凝土宜較設(shè)計提高一個標(biāo)號，應(yīng)采用補(bǔ)償收縮的微膨脹混凝土。合龍段混凝土澆筑前，必須對已澆筑懸臂端接觸面混凝土面進(jìn)行仔細(xì)鑿毛處理，同時進(jìn)行灑水濕潤，再次復(fù)核吊架吊桿、拉桿等緊固件是否牢固，配重水箱內(nèi)的水位是否符合要求。合龍段混凝土應(yīng)在一天中氣溫最低且穩(wěn)定的時間段澆筑（一般選擇在22：00以后開始澆筑，天亮之前完成混凝土澆筑），澆筑混凝土的同時，兩側(cè)配重水箱同步等質(zhì)量的排水（排水重量與新入模的混凝土質(zhì)量等同），減少配重。

合龍段混凝土澆筑完成后及時收面、覆蓋和養(yǎng)護(hù)。夏季采用土工膜覆蓋灑水濕養(yǎng)護(hù)，冬期采用覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得小于設(shè)計和規(guī)范規(guī)定的最短時間，混凝土表面保持濕潤。

4.11 預(yù)應(yīng)力工程施工

合龍段混凝土養(yǎng)護(hù)完成后，對試塊和實體進(jìn)行強(qiáng)度檢測，滿足設(shè)計和規(guī)范要求后方可進(jìn)行合龍段預(yù)應(yīng)力張拉。合龍段預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)按設(shè)計順序進(jìn)行，張拉機(jī)具應(yīng)在標(biāo)定有效期內(nèi)，頂表要配套使用。預(yù)應(yīng)力張拉以張拉力控制為主，伸長量控制為輔，當(dāng)伸長率出現(xiàn)超規(guī)范（≥±6%）情況時應(yīng)立即停止張拉，查明原因后方可繼續(xù)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力張拉完成后24 h內(nèi)完成管道壓漿工作，壓漿順序應(yīng)從低處往高處進(jìn)行，出漿口冒濃漿后堵塞住出漿口補(bǔ)壓3～4下，并穩(wěn)壓3 min，確保壓漿飽滿度。

4.12 吊架拆除

待合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后完成張拉壓漿，方可拆除吊架。內(nèi)模采用人工拆除，從施工人洞移出。吊架和外模采用卷揚(yáng)機(jī)整體降落至船上，運(yùn)至岸邊存放到材料場，焦港河大橋主梁中跨合龍段吊架及外模拆除操作示意圖如圖2所示。

吊架拆除注意事項有以下5點：①先安設(shè)好落架卷揚(yáng)機(jī)和牽引鋼絲繩等裝置，然后松動吊桿固定螺母和拆除模板對拉桿，將吊架底平臺脫落，是底、側(cè)模離開混凝土面約10 cm，再次檢查卷揚(yáng)、鋼絲繩、卡扣等裝置，確保牢固。②拆除吊桿，將吊架體系荷載轉(zhuǎn)移至卷揚(yáng)機(jī)的牽引繩上。吊桿拆除過程應(yīng)對稱緩慢進(jìn)行，若發(fā)現(xiàn)異常響動應(yīng)立即停止，查明原因解決問題后繼續(xù)。③吊桿拆除完畢后啟動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行吊架降落，卷揚(yáng)機(jī)須保證同步，避免吊架傾斜。④吊架下落接近水面（離水面1 m左右）時將吊架接受船（或浮箱）移到吊架正下方，再緩慢將吊架落在接受船（或浮箱）上，運(yùn)至岸上進(jìn)行拆解。⑤整體落架前，應(yīng)將請海事部門協(xié)助暫時封閉航道，落架過程中，下方禁止有人作業(yè)、禁止船只通行。

5 結(jié)語

跨河/峽谷的連續(xù)懸澆梁合龍段施工在無法搭設(shè)支架，且掛籃急需周轉(zhuǎn)使用的情況下，宜采用吊架進(jìn)行合龍施工。通過吊架設(shè)計、優(yōu)化和使用，縮短了掛籃等周轉(zhuǎn)材料的使用時間，加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了施工工期，吊架法施工合龍段不僅可以加大掛籃等大型設(shè)備的利用率，而且施工較為簡便，可為項目管理帶來良好的效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 余常俊，劉建明，張翔，等.連續(xù)梁轉(zhuǎn)體后中跨合龍段支架設(shè)計與施工[J].鐵道建筑，2010（5）：16-18.

[2] 白曉紅.掛籃吊架施工連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段及合龍段的研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2013，39（2）：382-385.