G4216線宜金高速公路巖腳大橋T型剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)掛籃施工技術(shù)研究

梁忻

（四川省交通建設(shè)集團有限責(zé)任公司，四川成都 610031）

1 工程概況

G4216 線宜金高速公路巖腳大橋左右線主橋均為2×65（m）T 型剛構(gòu)，三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，主梁為分幅式單箱單室截面。每幅箱梁頂板寬12.6m，底板寬7.1m，兩翼板懸臂長2.75m，箱梁頂板均同路基橫坡設(shè)置成2%單向橫坡，箱梁底板水平設(shè)置?，F(xiàn)澆段、合龍段梁高3m，主墩處的箱梁根部斷面梁段高8.5m。箱梁從跨中至根部，箱高以1.8 次拋物線變化。每幅主橋共6 道橫隔板，箱梁0#梁段（包括向橋墩兩側(cè)各外伸2.5m）的長度為12m，把該“T”字縱橋沿懸臂段劃分為13 個小梁段，從梁段的根部計算長度，到頂端位置量得的長度尺寸為6×3.6m、7×4.5m，懸臂總長53.1m。1～13#梁段采用掛籃懸臂澆筑施工，單幅橋合計共有2 個合攏段，長度均為2m,邊跨現(xiàn)澆段長3.78m。

2 質(zhì)量及安全控制重難點

2.1 掛籃安裝

掛籃在廠家制作加工完成后進行試拼裝，目的在于確定掛籃加工的精度是否滿足使用要求。完成試拼裝后，需要進行靜載試驗，以確認掛籃的焊接質(zhì)量是否合格，承載力是否達標(biāo)[1]。開始拼裝掛籃前，需要完成0#塊箱梁施工，具體操作為采用砂漿對鋪設(shè)軌道部位進行找平處理，并在縱梁下設(shè)置一道專制滑軌，完成上述操作后開始掛籃拼裝，拼裝全程需要利用塔吊將掛籃的各個部件運輸?shù)狡囱b的指定位置，各部件的安裝順序依次為軌道、行走系統(tǒng)、主桁架、橫聯(lián)、后錨、懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)和工作平臺。在上述安裝過程中，需要注意對掛籃的各個錨固點、連接節(jié)點、吊（桿）帶、后錨等重要固定部件和傳動力部件反復(fù)進行嚴格的檢查，防止使用過程中松動造成事故。掛籃安裝如圖1 所示。

圖1 掛籃安裝

2.2 掛籃預(yù)壓

掛籃預(yù)壓的具體操作：從空載開始分級增加荷載（增加到最不利的1.2 倍荷載），增加荷載的過程中需要對每級荷載下的掛籃變形值進行記錄，記錄完成后再逐級卸載。同樣，每級卸載后的變形量也需要記錄，最后的總變形量即為掛籃主桁各構(gòu)件間產(chǎn)生的非彈性變形值，用總變形值減去非彈性變形值，得到的數(shù)值即為彈性變形值，之后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制出掛籃的荷載與彈性變形值線性關(guān)系圖。

掛籃的變形分為非彈性變形和彈性變形兩類。

掛籃初次受力時，掛籃主桁各組成桿件間由于存在空隙而產(chǎn)生非彈性變形；掛籃主桁與走行軌道間、軌道與鋼枕間、鋼枕與箱梁混凝土間、掛籃主桁與前上橫梁間等由于壓緊而產(chǎn)生非彈性變形。

掛籃承受懸灌節(jié)段混凝土荷載及施工荷載時，掛籃主桁由于結(jié)構(gòu)自身受力則會產(chǎn)生彈性變形。

該工程在施工過程中采用反力架預(yù)壓方案，在已澆筑完成的0#塊上安裝反力架，將千斤頂安裝在掛籃底模上，采用液壓千斤頂加載。反力架的材質(zhì)為2I40b 工字型鋼，將之組成三腳架后形成預(yù)壓的反力點，再將預(yù)埋的梁體0#塊精軋螺紋鋼鋼板與箱梁形成一個整體。為了防止梁體連接處的混凝土在加載試驗過程中開裂，在反力梁頂部預(yù)埋鋼板的腹板全斷面范圍內(nèi)增設(shè)三層φ16@10×10cm 防裂鋼筋網(wǎng)。

2.3 測量基準(zhǔn)點布設(shè)

預(yù)壓過程中的主要觀測項目包括主桁前、后支點的沉降，前吊點的變形撓度，前吊桿的伸長量，掛籃前下橫梁頂面測點標(biāo)高；掛籃主桁前傾位移等。為了充分測量掛籃的變形情況，預(yù)壓過程中每側(cè)掛籃布置12個測點，左、右主桁架后錨點布置2 個測點，支點處布置2 個測點，橫梁處布置4 個測點，主桁架前端布置2個測點，底模處左、右布置2 個測點。

掛籃預(yù)壓按照0、40%、80%、100%、120%的順序加載，加載過程中每加載完畢1h后，實時記錄掛籃的變形值。加載完成后，任意兩個變形量的差值小于2mm，說明符合施工要求，可以進行后續(xù)施工，預(yù)壓完成后，按照分級加載重量的逆順序進行逐級卸載，每級卸載完成后均需對變形值進行測量。

為保證預(yù)壓試驗安全，要注意以下事項：

第一，嚴格按照規(guī)范要求進行分級加載，且加載過程必須緩慢進行、平穩(wěn)增加荷載，確保加載量準(zhǔn)確。

第二，確保加壓時間為10min，加載時間達到后肉眼觀察需要測量的參數(shù)是否穩(wěn)定，并及時用螺母鎖定傳力拉桿，對各部位的變形量進行測量、記錄。

第三，掛籃的加載應(yīng)同時或差一個級距進行，以減少不平衡彎矩量。為使卸載后的結(jié)構(gòu)變形得以充分恢復(fù)，空載持續(xù)時間應(yīng)大于30min。

2.4 掛籃行走

2.4.1 主桁及側(cè)?；雷咝?/p>

走行前需要松開所有吊桿，包括前上橫梁和主桁后錨點，將鋼軌滑道接長，為了使主桁及側(cè)模行走更為通暢，需要在軌道上涂抹黃油潤滑劑。前移前，為了使主桁對稱前移，需要在主桁上標(biāo)注掛籃走行的位置控制基準(zhǔn)線，完成主桁前移的移動后，錨固主桁后點。采用千斤頂頂進前支點，將掛籃走行至設(shè)計位置。

2.4.2 模板走行

松開側(cè)模拉桿，將側(cè)模落于外滑道；將底模平臺后端臨時懸吊于外模支架或外滑梁，將內(nèi)、外模落于內(nèi)、外滑梁，掛籃主桁、內(nèi)外滑梁帶著內(nèi)（外）模、底模一次走行到位。

2.4.3 底、側(cè)模板定位

提升底模板，安裝后錨桿，調(diào)整前點標(biāo)高；提升側(cè)模錨緊后點，調(diào)整前點標(biāo)高；待梁段底板及腹板鋼筋綁扎完畢，將內(nèi)模拖動到位。

2.5 模板安裝

箱梁模板由底模、外側(cè)模、內(nèi)模及端模組成，與掛籃底籃一起安裝。

底模的材料是大塊鋼模，將其直接鋪設(shè)在掛籃底籃的縱梁上，縱梁此時會承受荷載，外側(cè)模與底模的材料相同，內(nèi)模是組合鋼模。進行模板安裝時，需要在端頭模板預(yù)留孔洞，箱梁接縫處的縱向鋼筋、頂板以及腹板部分的預(yù)應(yīng)力束管道、波紋管都要伸出模板外。

模板的一般安裝流程為：底模、外側(cè)?！獌?nèi)?！克⒚撃鶕?jù)施工監(jiān)測單位提供的參數(shù)及時調(diào)整標(biāo)高。

模板安裝注意事項如下：

第一，連接螺栓不能一次全部擰緊，需要檢查模板線形是否偏移，如果發(fā)現(xiàn)偏差，需要及時調(diào)整，經(jīng)檢查無偏移鎖緊連接螺栓。第二，支撐桿件需要固定好。第三，需要用膠帶紙對模板的接縫進行密封，以防止漏漿，影響箱梁混凝土的質(zhì)量和外觀。第四，應(yīng)對模板平面位置、標(biāo)高、節(jié)點聯(lián)系及穩(wěn)定性進行全面檢查，經(jīng)檢查合格才能綁扎鋼筋。第五，內(nèi)側(cè)模板應(yīng)在安裝前涂刷脫模劑，模板安裝完畢后不能再涂刷脫模劑。

2.6 鋼筋安裝

鋼筋統(tǒng)一運送到加工廠進行加工，在加工廠經(jīng)驗收符合規(guī)范后將之運輸至施工現(xiàn)場進行綁扎。鋼筋接頭選用搭接焊方式，具體操作如下：將兩鋼筋端部搭接，搭接前預(yù)先將端部折向一側(cè)，保證此時兩結(jié)合鋼筋的軸線一致，進行接頭雙面焊縫時，要求焊縫總長度大于5d（d 為鋼筋直徑），單面焊縫長度大于10d。受力鋼筋焊接或綁扎接頭應(yīng)設(shè)在內(nèi)力較小處，并錯開布置，在接頭長度區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不能有兩個接頭；接頭與鋼筋彎曲處的距離不小于10d。主梁混凝土外圈保護層凈厚度為4cm，內(nèi)圈及頂板上緣保護層凈厚度為3cm?？梢詫⑵胀ㄤ摻钸M行稍適當(dāng)挪動或者彎折，以免普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道搭接產(chǎn)生沖突。縱向鋼筋與下一梁段搭接部分一半預(yù)留50cm，一半預(yù)留1m，錯開搭接。

2.7 混凝土施工

箱梁混凝土為C55，坍落度控制在18cm±2cm。所有塊段使用平衡對稱的澆筑方式對全斷面完成一次性澆筑。澆筑過程中應(yīng)注意兩側(cè)節(jié)段對稱澆筑，單個節(jié)段左右側(cè)也要對稱澆筑，避免混凝土澆筑不對稱導(dǎo)致掛籃偏載。兩端懸臂上的荷載差值應(yīng)當(dāng)在一個梁段底板的重量內(nèi)，懸臂施工應(yīng)力控制應(yīng)充分考慮變形和懸臂內(nèi)力的影響，且應(yīng)當(dāng)避免懸臂變形[2]。在澆筑時，還應(yīng)盡量避免梁體中軸線出現(xiàn)偏差，其允許波動的偏差范圍為5mm，高程偏差量不得超過±10mm。

為了防止新舊混凝土結(jié)合面出現(xiàn)裂縫，采用分層澆筑方式，混凝土澆筑從懸臂端一側(cè)開始，向澆筑完成的梁段方向，從下到上進行澆筑，澆筑順序依次為底板、腹板、頂板、翼板，每層厚度以30cm 為宜[3]。所有箱梁混凝土施工縫應(yīng)嚴格按照規(guī)范要求進行鑿毛處理[4]。嚴格控制已澆筑完成的梁段與正澆筑梁段的溫差，不得大于15℃。此外，混凝土強度達到2.5MPa前，不得使其承受人員、工具、模板、支架等荷載的干擾。

2.8 預(yù)應(yīng)力張拉

需要按照設(shè)計要求、既定順序進行預(yù)應(yīng)力張拉，使用雙端同步張拉的方式實現(xiàn)縱向預(yù)應(yīng)力張拉，同時采取應(yīng)力、應(yīng)變的雙控措施，以應(yīng)力控制為主，并將伸長量作為張拉校核標(biāo)準(zhǔn)。

第一，各節(jié)段張拉順序。1#節(jié)段澆筑完成后達到張拉條件即可張拉并錨固1#節(jié)段縱向預(yù)應(yīng)力束T02、W02，以及0#塊的橫、豎向預(yù)應(yīng)力束。以后每個塊件的張拉順序均為先縱向預(yù)應(yīng)力，再橫向預(yù)應(yīng)力，最后豎向預(yù)應(yīng)力，且橫、豎向預(yù)應(yīng)力張拉須滯后一個節(jié)段實施。

第二，進行鋼絞線張拉控制應(yīng)力時會出現(xiàn)錨口摩阻損失問題，為減少和避免摩阻損失，應(yīng)注意如下事項：

初張拉的張拉力P0 為設(shè)計張拉力P 的0.1～0.2倍，張拉力持荷3min 后測量引伸量δ0，再次張拉至設(shè)計張拉力P，持荷3min 再次測量引伸量δ1，此時進行回油，測量引伸量δ2，張拉過程中保持兩端的伸長量基本一致。完成張拉操作后，使用砂輪切割機在離錨頭3cm 處切割鋼絞線，嚴禁使用電弧切割。

切割后測量并記錄控制張拉力下的鋼絞線伸長量。如果實測伸長量超出6%的允許范圍，應(yīng)停止張拉，查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。鋼束張拉過程中如果鋼絞線滑絲、斷絲的總數(shù)量不超過該斷面總數(shù)的1%，即滑絲、斷絲的鋼絞線小于2根，不需要重新張拉，超出此范圍則要重新進行鋼絞線張拉。

將實測引伸量δ 與理論引伸量?進行比較，查看(δ -?)/?是否在-6%～6% 之間，如(δ -?)/?的值符合要求，則視張拉合格，如果(δ -?)/?超過誤差范圍，則要進行原因分析，并采取措施進行處理。

2.9 孔道壓漿

張拉工序完成后，需要在24h 內(nèi)完成真空壓漿操作，為保證在規(guī)定的時段內(nèi)完成壓漿和凝固，需要使用高強度水泥砂漿進行封錨。需要采用與梁體標(biāo)號等級、品種相同，且強度等級不低于42.5 的低堿硅酸鹽水泥。封錨注意事項如下：

第一，進行壓漿操作時，檢驗孔道內(nèi)的水泥是否達到飽滿狀態(tài)，并進行孔道預(yù)應(yīng)力檢測。第二，壓漿前需要清理孔道內(nèi)的雜物和積水。第三，水泥砂漿的強度等級應(yīng)大于50MPa，拌和時間不能小于1min。第四，壓漿時遵循先下后上的原則，從孔道的一端向孔道的另一端壓送水泥漿，在孔道的終端進行濃度檢測，終端內(nèi)的水泥濃度達到規(guī)定的稠度后封閉出漿口，停止水泥漿輸送，并對孔道持續(xù)加壓2min 以上。

3 結(jié)語

文章以實際工程為例，從掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝、預(yù)壓、行走和拆除等方面對掛籃施工工藝流程進行了闡述，總結(jié)出每一步驟的質(zhì)量和安全控制要點。通過上述控制措施，該工程順利完工，加快了施工進度，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益，可為同類工程提供借鑒。