預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋懸臂掛籃施工技術(shù)

趙樹楠

（邢臺路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北邢臺 054000）

0 引言

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的交通基礎(chǔ)設(shè)施愈加完善，橋梁結(jié)構(gòu)形式更加多樣，跨度越來越大，并逐步向偏遠(yuǎn)山區(qū)推進(jìn)[1]。為更好地適應(yīng)道路線形設(shè)計，許多預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋逐步向大跨度、超寬方向發(fā)展，技術(shù)要求更為嚴(yán)苛[2]?；诖?，文中結(jié)合某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋施工案例，對其施工技術(shù)展開全面分析，總結(jié)了施工方法及技術(shù)控制要點(diǎn)。

1 工程概況

某橋梁工程上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)，共3 跨，跨度形式（122+210+122）m，頂板寬度為22.5 m，底板寬度為11.0 m，基礎(chǔ)形式為群樁薄壁墩結(jié)構(gòu)。墩身壁厚2.5 m，寬12.6 m，凈距7 m，高79.66 m。橋長約707.21 m，主跨跨徑為210 m。

2 掛籃形式選擇

懸臂澆筑最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是掛籃施工，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、設(shè)置合理性直接影響懸臂施工的質(zhì)量和安全。掛籃選擇時，應(yīng)盡量選用結(jié)構(gòu)簡單、強(qiáng)度大、安全性高、質(zhì)量輕、安拆方便的掛籃結(jié)構(gòu)。因此，該工程結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況及施工特點(diǎn)，決定采用三角形掛籃。三角形掛籃具有結(jié)構(gòu)簡單、方便安拆、移動精準(zhǔn)、快速、效率高等特點(diǎn)。

3 掛籃拼裝、預(yù)壓和移動

3.1 掛籃拼裝

（1）安裝主構(gòu)架體系：測量定位預(yù)設(shè)墊梁→安裝導(dǎo)梁→安裝主構(gòu)架→安裝前上橫梁→安裝橫梁。

（2）組裝底籃：在0 號塊托架上方布設(shè)前、后下橫梁→安裝縱梁→安裝前、后吊帶→收縮前、后吊帶→起升底籃后錨固，同步安裝底?！|(zhì)量檢驗(yàn)→測點(diǎn)布設(shè)→支架預(yù)壓。

（3）拼裝模板：安裝外滑梁→拼裝外側(cè)?！附油鈧?cè)模及模架→安裝內(nèi)滑梁→安裝內(nèi)模及模架，并設(shè)置入?？?。

3.2 掛籃預(yù)壓

掛籃拼裝完成后，通過預(yù)壓方式消除非彈性變形，并檢測彈性變形量。首先，全面考慮施工過程中臨時載荷作用及混凝土澆筑時沖擊作用，預(yù)壓載荷采用1.3 倍梁重。利用砂袋施加載荷，分為8 個等級。其中：一級加載為0.1 倍梁重；二級加載為0.3 倍梁重；三級加載為0.5 倍梁重；四級加載為0.8 倍梁重；五級加載為1.0 倍梁重；六級加載為1.1 倍梁重；七級加載為1.2倍梁重；八級加載為1.3 倍梁重。每加載一次，都要采用高精度水準(zhǔn)儀對錨固點(diǎn)變形情況實(shí)施檢測，并詳細(xì)記錄檢測數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行后續(xù)加載。待完成全部加載后，應(yīng)根據(jù)加載預(yù)壓流程實(shí)施反向卸載，并記錄保存相關(guān)信息。卸載完成后，結(jié)合檢測數(shù)據(jù)建立曲線分布圖，作為后續(xù)施工依據(jù)[3]。

3.3 掛籃移動

梁體預(yù)應(yīng)力張拉完畢，應(yīng)及時進(jìn)行孔道壓漿，待孔道內(nèi)部漿體強(qiáng)度滿足設(shè)計及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行掛籃移動施工，加長軌道，并實(shí)現(xiàn)與豎向螺紋鋼筋的牢固連接。松開前、后吊桿，使鋼模板在重力作用下實(shí)現(xiàn)自動脫模，并通過滑梁支撐保護(hù)。移除前、后吊帶，使后方吊帶支撐底籃。合理松動主桁架下弦桿錨固體系，通過后扣輪實(shí)現(xiàn)與軌道的反向連接。對掛籃實(shí)施全面檢測，保證各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范及設(shè)計要求后，通過液壓式千斤頂移動掛籃。

掛籃移至標(biāo)準(zhǔn)位置后，分別進(jìn)行各吊帶點(diǎn)的連接與錨固，并嚴(yán)格控制其高程。移動時應(yīng)注意以下3 個方面[4]：①移動前，應(yīng)對掛籃各項(xiàng)性能指標(biāo)、臨時連接、更換等情況實(shí)施全面檢查，確保準(zhǔn)備到位，從而保證移動過程左右同步，方向準(zhǔn)確，安全穩(wěn)定；②掛籃移動時，實(shí)時監(jiān)測吊帶受力狀況，保證處于安全、可靠狀態(tài)；③掛籃移至設(shè)計位置后，應(yīng)及時實(shí)施錨固處理，嚴(yán)格控制錨固順序，先錨固底籃后吊帶，然后依次完成其他錨固點(diǎn)錨固。

4 懸臂澆筑施工

4.1 鋼筋施工

該橋梁工程懸臂段施工需要鋼筋種類多，數(shù)量大，需安排專業(yè)人員進(jìn)行加工制作，并采用塔式起重機(jī)完成鋼筋吊運(yùn)，現(xiàn)場施工人員利用施工平臺完成鋼筋施工。抗裂鋼筋網(wǎng)片應(yīng)提前在鋼筋料場制作完成，然后利用塔式起重機(jī)將其吊裝至橋面直接安裝，并嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層厚度。鋼筋安裝完畢，應(yīng)準(zhǔn)確檢驗(yàn)?zāi)０遢S線及高程，確保符合設(shè)計要求，該工作應(yīng)在溫度較低的環(huán)境下完成。鋼筋焊接采用單面焊，焊接時嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。鋼筋施工時，若鋼筋位置、預(yù)應(yīng)力管道、吊裝預(yù)留孔三者發(fā)生沖突，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行位置調(diào)整，必要時可對鋼筋實(shí)施切除，并采取補(bǔ)強(qiáng)代換，保證結(jié)構(gòu)受力滿足要求。

4.2 混凝土澆筑

橋梁工程懸臂段鋼筋全部安裝完成，且模板軸線、高程檢驗(yàn)合格后，便可進(jìn)行混凝土澆筑。為最大限度保證混凝土具有較強(qiáng)的整體性，各節(jié)段應(yīng)一次性澆筑成型。該工程采用的混凝土由拌和站統(tǒng)一拌制，并由混凝土運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場，然后通過輸送泵泵送澆筑。

正式澆筑前，應(yīng)對掛籃各項(xiàng)指標(biāo)性能實(shí)施全方位檢查，確保具有足夠的安全性、穩(wěn)定性，避免發(fā)生安全事故。重點(diǎn)檢測項(xiàng)目包括承重件、錨固點(diǎn)、吊帶等。同時，還要合理配置施工機(jī)械，并確保運(yùn)行狀況良好?；炷翝仓r，應(yīng)嚴(yán)格控制振搗環(huán)節(jié)。因預(yù)應(yīng)力箱梁中鋼筋間距較小，預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)留孔、預(yù)埋件較多，振搗時應(yīng)小心、細(xì)致，防止觸碰、擾動，造成位置發(fā)生改變。同時應(yīng)加強(qiáng)倒角位置混凝土振搗，確保其密實(shí)度滿足要求。

4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此施工中應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作。若養(yǎng)護(hù)缺失，勢必會造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫，降低構(gòu)件強(qiáng)度和承載能力?；炷翝仓瓿珊?，應(yīng)及時安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，確保連續(xù)養(yǎng)護(hù)時間不低于7 d。

4.4 預(yù)應(yīng)力施工

4.4.1 預(yù)應(yīng)力筋下料

預(yù)應(yīng)力切割時，應(yīng)采用砂輪切割機(jī)切割，不得采用電焊切割。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用單根切割方式進(jìn)行，并采用砂輪機(jī)清理表面毛刺。保持各預(yù)應(yīng)力鋼束平順、整齊，避免出現(xiàn)交叉、纏繞、扭曲現(xiàn)象，并禁止踩踏和擠壓。預(yù)應(yīng)力筋安裝完成后應(yīng)作好標(biāo)記。

4.4.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力孔道利用金屬波紋管成孔工藝，波紋管采用現(xiàn)場加工制作成型。首先，按照設(shè)計位置準(zhǔn)確定位安裝，若管道長度超過40 m，應(yīng)按40 m 間距預(yù)留排氣孔。波紋管安裝前應(yīng)進(jìn)行全面檢查，若存在破損應(yīng)及時修補(bǔ)或更換。其次，將波紋管準(zhǔn)確穿入定位鋼筋網(wǎng)片中，并采用扎絲固定牢固，同時保證波紋管不得出現(xiàn)彎曲。針對直徑較大的豎向預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)先將其穿入預(yù)應(yīng)力管道，然后再通過錨固端螺母固定牢固，依次焊接下墊板及底板位置的受力鋼筋，確保波紋管頂部及下部實(shí)現(xiàn)緊密接觸，用膠帶封閉。再次，波紋管接頭位置應(yīng)采用專用套管連接，套管直徑應(yīng)超過波紋管管徑2～3 mm，并嚴(yán)格控制接頭位置位于管道中心。接頭位置可采用膠帶進(jìn)行密閉處理，避免漏漿。為防止管道漏漿堵塞孔道，應(yīng)在縱向管道中增設(shè)硬質(zhì)塑料管，確保孔道暢通。

4.4.3 預(yù)應(yīng)力筋穿束

穿束前，先通過人工穿束方式穿入牽引線，待其從波紋管穿過后，再通過卷揚(yáng)機(jī)從管道穿過，并利用穿束器實(shí)現(xiàn)與預(yù)應(yīng)力筋的可靠連接，最后開啟卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力穿束施工。采用卷揚(yáng)機(jī)為主，人工為輔的方式，完成預(yù)應(yīng)力穿束。穿束過程中應(yīng)實(shí)時監(jiān)測卷揚(yáng)機(jī)工作狀態(tài)，如出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，應(yīng)及時分析原因并科學(xué)處理，避免受力異常造成鋼絲繩斷裂。嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力束外露長度，確保穿束完畢兩端長度相同[5]。

4.4.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉

當(dāng)預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的85%，放開進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。如錨墊板區(qū)域混凝土有質(zhì)量缺陷，則應(yīng)在拆模后采取必要的補(bǔ)強(qiáng)處理措施，待強(qiáng)度滿足要求后再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

張拉具體步驟如下：第一步，先安裝工作錨，并輕輕敲擊夾片，保證其與鋼絞線牢固連接，且保證鋼絞線外露長度相同；第二步，對稱安裝千斤頂和工具錨；第三步，啟動油泵，逐步加壓，保證千斤頂狀態(tài)同步；第四步，張拉完畢，嚴(yán)格按照順序依次錨固兩端錨具，錨固時應(yīng)保證油壓持續(xù)穩(wěn)定；第五步，拆除千斤頂和工具錨，開始進(jìn)行后續(xù)預(yù)應(yīng)力筋張拉。

縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉，千斤頂規(guī)格為YCW520，油泵規(guī)格為ZB4/600，嚴(yán)格控制張拉力，確保最大拉力不高于5028 kN。豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉，千斤頂規(guī)格為YCL70，并配帶扭矩扳手，油泵規(guī)格為ZB4/500，張拉力不得超過542 kN。機(jī)械張拉完畢，錨固前應(yīng)通過扭矩扳手進(jìn)行2 次重復(fù)張拉，以確保張拉力滿足規(guī)范要求。橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉，千斤頂規(guī)格為YCL22，油泵規(guī)格為ZB4/500，張拉力不得大于201.2 kN。

預(yù)應(yīng)力束張拉過程中，應(yīng)特別注意以下4 點(diǎn)：①采用雙控張拉，待張拉達(dá)到設(shè)計噸位時，應(yīng)對鋼束伸長量實(shí)施檢測，確保處于設(shè)計值95%～106%范圍內(nèi)；②錨墊板、孔道、錨具、錨墊板、千斤頂中心均應(yīng)位于同一直線上；③根據(jù)規(guī)范要求對張拉設(shè)備實(shí)施標(biāo)定和校正，并確保千斤頂和油表配套；④張拉完畢，應(yīng)在和錨圈等距位置作好標(biāo)記，并在24 h 后檢查鋼束回縮量，經(jīng)確認(rèn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，采用水泥砂漿封堵端部，作好孔道壓漿準(zhǔn)備。

4.4.5 壓漿

孔道壓漿的主要目的是通過向孔道內(nèi)注射水泥漿，使?jié){液與混凝土形成整體，共同承擔(dān)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的壓力，增大結(jié)構(gòu)受力面積，并顯著提升預(yù)應(yīng)力筋與混凝土黏結(jié)度，減小預(yù)應(yīng)力損失，同時能有效防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。該橋梁主跨長度為210 m，壓漿存在較大難度。因此，先采用真空泵對孔道實(shí)施排氣處理，然后通過孔道負(fù)壓完成壓漿施工。具體實(shí)施時，采取持續(xù)抽氣和壓漿保證孔道內(nèi)漿液飽滿。

孔道壓漿的過程中，選用普通硅酸鹽水泥制備漿液，水灰比控制在0.3～0.4，泌水性應(yīng)控制在泥漿初始體積的2%，初凝時間6 h，并合理添加膨脹劑，保證體積收縮率低于2%。

5 結(jié)論

隨著預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋的跨度和寬度的逐漸增大，使得施工技術(shù)及質(zhì)量要求更為嚴(yán)苛。目前該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋已順利竣工，且經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)各方面性能均滿足規(guī)范及設(shè)計要求，充分表明所采用的施工技術(shù)具有可行性，值得推廣和應(yīng)用。