東江大橋主橋連續(xù)梁掛籃施工應(yīng)用

葉柯志，鄭捷敏

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸?shù)男枨笱杆僭鲩L，國家對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)越來越重視。但一直沒有完整、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化懸臂現(xiàn)澆施工工藝成果，施工工藝不夠完善，現(xiàn)場較混亂，質(zhì)量、安全等人為控制因素較多，施工安全隱患較多，對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量安全及成本等方面有較大的影響，因此，有必要總結(jié)一套完整的、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的懸臂現(xiàn)澆施工工藝流程。

1 工程概況

東江大橋位于廣東省河源市龍川縣，橋梁全長656.4 m。橋軸線走向近東西向，與所跨東江主河道形成約90°交角。該橋所跨東江干流為國家規(guī)劃內(nèi)河Ⅲ級(jí)航道，雙向通航，凈高10 m，凈寬126 m。主橋?yàn)?5 m+140 m+75 m＝290 m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。主橋140 m 跨箱梁采用單箱單室直腹板斷面，頂板寬度為15.5 m，箱梁根部梁高8.4 m，跨中及邊跨合龍段梁高為3.2 m，箱梁底板下緣按二次拋物線變化。

該橋梁段劃分為：0 號(hào)塊長9 m，1 號(hào)～19 號(hào)梁段長度組合為2.0 m+6×3.0 m+7×3.5 m+5×4.0 m，邊、中跨合龍段長度均為2.0 m，邊跨現(xiàn)澆段長3.84 m，最大懸澆梁段重184.7 t。

2 施工過程

2.1 主墩0 號(hào)塊、1 號(hào)塊施工

0 號(hào)塊長度9 m，1 號(hào)塊長度2 m+2 m=4 m，0號(hào)塊、1 號(hào)塊長度合計(jì)為13 m；本支架用于支撐主橋0 號(hào)塊、1 號(hào)塊現(xiàn)澆施工，0 號(hào)塊全長9 m，1 號(hào)塊長度4 m，墩身尺寸為1.7 m×2 m，故支架需承受在墩旁50 cm，300 cm 的承臺(tái)上立兩排共12 根鋼管樁（每排6 根），墩身與承臺(tái)預(yù)埋鋼板連接，鋼板通過螺栓錨固在承臺(tái)上，鋼管樁上鋪二拼工40b 作為橫梁，橫梁上鋪設(shè)間距為0.6 m 和1.0 m 的工36b分配梁，分配梁上滿鋪10 cm×10 cm 方木，方木上搭設(shè)滿堂支架。

2.2 箱梁梁段懸臂施工

在施工完成的0 號(hào)，1 號(hào)梁段后進(jìn)行掛籃安裝。2 個(gè)主墩共4 副掛籃。掛籃必須保證具有足夠的剛度和強(qiáng)度。

主橋各個(gè)箱梁的0 號(hào)塊（含1 號(hào)塊）上各布置2個(gè)掛籃對(duì)稱懸澆，各梁段必須一次澆筑完成，在澆筑節(jié)段和掛籃移動(dòng)節(jié)段，必須保持對(duì)稱、均衡施工[1]。

箱梁混凝土要求達(dá)到70%的強(qiáng)度時(shí)，才能拆除非承重的側(cè)模板，混凝土達(dá)到90%強(qiáng)度后方可進(jìn)行張拉并拆除和移動(dòng)其余模板[1]。

每個(gè)節(jié)段施工為14 d～15 d，每個(gè)月完成2 個(gè)節(jié)段（7 d 強(qiáng)度達(dá)到后開始張拉，張拉壓漿需要1 d 時(shí)間，移動(dòng)掛籃1 d，模板安裝1.5 d，鋼筋安裝2.5 d，澆筑混凝土1 d 合計(jì)14 d～15 d）。注：如在混凝土中增加鋼纖維，其抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度均有很明顯的提高，正常7 d 強(qiáng)度4 d～5 d 可以達(dá)到，可提前2 d～3 d 進(jìn)行箱梁鋼絞線的張拉和壓漿時(shí)間。

2.3 邊跨現(xiàn)澆段施工

邊跨現(xiàn)澆段在直徑為630 mm 的鋼管支架上施工，鋼管支架地基處理必須經(jīng)過加固及平整處理，同時(shí)保證梁體在施工過程中不大幅度下沉或不均勻沉降。支架施工完畢后必須按施工規(guī)范對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓（120%箱梁自重），以消除支架變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

箱梁梁體施工縫宜留置在結(jié)構(gòu)受剪力和彎矩較小且便于施工的部位。腹板的側(cè)模板應(yīng)加強(qiáng)支撐，嚴(yán)禁脹模。在現(xiàn)澆段底模安裝時(shí)，應(yīng)先在6 號(hào)，9號(hào)墩頂安裝支座，合龍張拉完成后才能解除約束，底板用雙層模板，模板之間全部涂抹潤滑油。

2.4 箱梁合龍段施工

邊跨合龍段的具體施工步驟為：安裝合龍吊架（利用掛籃前、后下橫梁）→安裝合龍段徑性骨架并將其焊牢→張拉兩根臨時(shí)合龍束并錨固但不壓漿→立模、綁扎鋼筋、安裝連續(xù)束→澆筑合龍段混凝土→張拉鋼束→壓漿完成合龍。

合龍段鎖定及混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)選擇在一天中氣溫最低時(shí)進(jìn)行，澆筑時(shí)間應(yīng)控制在2 h～3 h，合龍溫度控制在20 ℃～22 ℃。

合龍順序?yàn)椋簝蛇吙纭锌纭?/p>

3 掛籃設(shè)計(jì)

本橋掛籃共需要4 副，2 個(gè)主墩同步進(jìn)行，采用三角形斜拉式掛籃，一個(gè)掛籃的重量組成：裸籃、底側(cè)模板、內(nèi)模用木模板、滑梁體系等總重量約53.1 t（含模板及各種體系重量，未超過設(shè)計(jì)圖紙850 kN以內(nèi)重量的控制要求）分為三角形桁架系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、走行系統(tǒng)及后錨系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、上下橫梁、操作平臺(tái)系統(tǒng)七大部分組成[2]。全橋共配置2 對(duì)4個(gè)掛籃，可滿足2 個(gè)主墩4 個(gè)T 構(gòu)箱梁同時(shí)同步向前推進(jìn)施工。

T 構(gòu)箱梁1 號(hào)～19 號(hào)梁段采用懸臂現(xiàn)澆混凝土施工，在0 號(hào)塊，1 號(hào)塊混凝土澆筑強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%并張拉壓漿后進(jìn)行掛籃的拼裝，掛籃拼裝后，應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓。

3.1 掛籃重量與節(jié)段比重

重量計(jì)算說明：混凝土比重按26 kN/m3計(jì)算。

掛籃重量與最重的2 號(hào)節(jié)段混凝土重量比重為：53.1 t/184.7 t=0.287＜0.5，掛籃重量滿足施工規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

施工規(guī)范規(guī)定掛籃重量與節(jié)段比重不得大于0.5[3]。東江大橋使用53.1 t 三角形掛籃重量滿足施工規(guī)范的要求。

3.2 掛籃安裝

掛籃拼裝程序：主縱梁下面的橋面找平→前后支座→三角形桁架主梁→后錨系→前上橫梁→前吊桿、后吊帶→底模→內(nèi)?！鈧?cè)模→操作平臺(tái)。

安裝步驟及方法：在0 號(hào)梁，1 號(hào)梁段施工完成后，即可從0 號(hào)梁段，1 號(hào)梁段中心向兩側(cè)對(duì)稱安裝兩套掛籃。安裝時(shí)需注意掛籃應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行。①安裝走行軌。清除0 號(hào)梁段梁，1 號(hào)梁段面兩腹板部位的雜物，清潔錨固部位預(yù)埋精軋螺紋鋼筋螺紋；并沿腹板方向鋪設(shè)走行軌，待抄平軌面，測量兩走行軌間距離，確認(rèn)無誤后，用錨具將插入走行軌底孔內(nèi)的豎向預(yù)應(yīng)力筋鎖定。②安裝桁架前后支座。③吊裝三角形桁架。分別吊立兩片三角形桁架于前后支座上，并用聯(lián)結(jié)系統(tǒng)連接；注意在安裝過程中必須確保主桁聯(lián)結(jié)板螺栓全部擰緊，并由技術(shù)員檢查合格后方可繼續(xù)進(jìn)行掛籃拼裝。④用Ⅳ級(jí)精軋螺紋鋼筋及扁擔(dān)梁將桁架后端錨固在軌道下的鋼枕上。⑤吊裝前上橫梁。⑥吊裝前吊桿及后吊帶。⑦安裝固定底?？v梁16 根，單根進(jìn)行吊裝就位并焊接固定。⑧單塊拼裝和安裝底模板。⑨吊裝內(nèi)模架走行梁，并安裝好前后吊桿及內(nèi)模。⑩安裝外側(cè)模。1○吊裝張拉平臺(tái)。12○掛籃安裝后，用經(jīng)緯儀對(duì)中，撥正掛籃中線位置；用水平儀抄平，用吊桿（帶）調(diào)整底模板標(biāo)高，經(jīng)中線、水平檢查無誤后，待測試合格后便可進(jìn)行懸臂梁段混凝土的澆筑施工。13○掛籃各零散件最大重量是主縱梁，重為2.8 t，根據(jù)浮吊起重性能要求，其能夠滿足吊裝要求。為加快安裝進(jìn)度，以吊車配合安裝。

3.3 掛籃性能測試

主要檢驗(yàn)掛籃在荷載作用下的整體性能，檢驗(yàn)后錨固是否安全、主桁架受力有無變形和變形量大小、吊帶及橫梁是否能夠滿足承載力要求，同時(shí)消除掛籃的非彈性變形，給監(jiān)控單位提供掛籃的彈性形變，以利于在掛籃行走過程中提供有效的高度預(yù)抬值。

3.4 掛籃預(yù)壓

預(yù)壓荷載采用堆載預(yù)壓方式。按計(jì)算受力的120%控制荷載，以25%，75%，100%，120%逐級(jí)加載，預(yù)壓逐級(jí)進(jìn)行堆載采用沙袋。以消除掛籃的非彈性變形，同時(shí)測定掛籃的彈性變形量。

待底模、側(cè)模立好后，人工裝沙袋，采用船運(yùn)到施工現(xiàn)場，將沙袋吊到底模上并按照上述荷載進(jìn)行堆放，吊沙袋前對(duì)其袋裝重量進(jìn)行標(biāo)定，每條袋子裝重1 t。根據(jù)單袋砂重算出碼堆高度，根據(jù)設(shè)計(jì)均布荷載進(jìn)行堆碼。加載材料為沙，其中最大梁重與施工荷載按120%進(jìn)行計(jì)算，1 000 N 等于0.102 t，共需要沙2.6 t/m3×72.4 m3×1.2×1.02=230 t，按每袋1.0 t 計(jì)算共需要230 袋。懸臂掛籃預(yù)壓數(shù)據(jù)見表1。

表1 懸臂掛籃預(yù)壓基本數(shù)據(jù)

3.5 掛籃前移

掛籃行走要等到前一段梁體鋼絞線張拉壓漿之后才能進(jìn)行操作，主要內(nèi)容如下。

1）拆除內(nèi)模和外模之間的對(duì)拉螺栓，在已經(jīng)澆筑后的梁體上安裝主縱梁支座，并調(diào)整支座水平位置。

2）松開主桁的后錨，每組主縱梁共3 根后錨，每組均保留1 根不松，并在這根后錨的壓板上加設(shè)2 根Φ10 mm 的圓鋼，以減少滑動(dòng)過程中的摩阻力。

3）松開底板下的4 根后錨，由前上橫和后上橫的最邊上根吊帶承擔(dān)。

4）用2 只10 t 的手動(dòng)葫蘆將后下橫梁吊在外滑梁上，拆除底模的錨固，使之與梁體分開。

5）再用2 只5 t 手動(dòng)葫蘆牽引掛籃移動(dòng)。主桁架、外滑梁、外側(cè)模及底模同時(shí)前移。行走速度控制在10 cm/min，兩側(cè)掛籃移動(dòng)的位移差≤20 cm。

6）待掛籃移到位置后，測量調(diào)整底模，然后將后下橫梁錨固在混凝土上，吊帶用千斤頂壓緊。調(diào)整外側(cè)模，調(diào)整后也要把外滑梁固定在混凝土上。

在移動(dòng)掛籃前要在軌道設(shè)置止推塊。掛籃行走到位后，調(diào)整掛籃的底模標(biāo)高和平面位置，然后要用精軋螺紋鋼錨固，每只掛籃采用4 根橫梁，每根橫梁用4 根d=32 mm 的精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固。

4 懸澆施工

澆筑混凝土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格控制澆筑時(shí)左右對(duì)稱，采用豎向分層澆筑并考慮底板和托架共同受力時(shí)底板鋼筋應(yīng)力及托架變形。為了減少箱梁懸澆過程中的自重不平衡的影響，嚴(yán)格控制箱梁的輪廓尺寸，施工誤差需在施工規(guī)范允許范圍內(nèi)，其中箱梁自重誤差應(yīng)控制在±2.5%以內(nèi)。結(jié)合面按施工縫處理，端模拆除后及時(shí)進(jìn)行鑿毛。

無論在澆筑階段、掛籃移動(dòng)或拆除階段，均需保持對(duì)稱平衡施工，縱橋向不對(duì)稱重量不得大于一個(gè)梁段底板重量，橫橋向不對(duì)稱重量不得大于一個(gè)梁段底板重量的20%。并嚴(yán)密觀測澆筑期間輔助支墩的變位是否與主墩一致，注意中橫梁受力變化。

5 合龍段施工

全橋共有3 個(gè)合龍段，其中2 個(gè)邊跨合龍段，1個(gè)中跨合龍段（7 號(hào)～8 號(hào)墩為中跨合龍段）（見表2）。

表2 合龍段具體參數(shù)

項(xiàng)目部對(duì)合龍段施工相當(dāng)重視，在箱梁合龍段施工前1 個(gè)月對(duì)箱梁頂、底板溫度、大氣溫度進(jìn)行跟蹤測量，測量箱梁軸線、橋面標(biāo)高進(jìn)行原始基礎(chǔ)資料收集，同時(shí)積極和設(shè)計(jì)、監(jiān)控單位就合龍段施工有關(guān)事宜進(jìn)行了磋商，確保合龍段施工的順利實(shí)施。

5.1 邊跨合龍

掛籃改吊架：掛籃改吊架利用掛籃的主桁系統(tǒng)及底籃，邊跨掛籃底板向前爬行，至前吊點(diǎn)與邊跨現(xiàn)澆段15 cm 處，頂面的掛籃主梁前端爬至現(xiàn)澆段的端部頂面，后端在21 號(hào)塊上。由于邊跨現(xiàn)澆段（21 號(hào)塊）與20 號(hào)塊底板之間不在同一個(gè)平面上，利用掛籃作平臺(tái)，上鋪木肋，再鋪竹膠板做底模，通過前吊桿將底籃與邊跨現(xiàn)澆段底板鎖緊。外側(cè)模使用掛籃懸澆側(cè)模。

5.2 中跨合龍

在進(jìn)行邊跨施工的同時(shí)，將中跨合龍段吊架就位和安裝底側(cè)模。先拆除20 號(hào)節(jié)數(shù)掛籃，將掛籃前移，并將掛籃改為吊架。吊架利用原有掛籃結(jié)構(gòu)，將頂部主梁受力由原來的改為簡支，由于2 個(gè)19 號(hào)塊的底板與中跨合龍段非平面連接，有縱坡，所以在底板上要重新配置底模即鋪設(shè)模板及竹膠板進(jìn)行調(diào)整吊架底板與合龍段底板間的空隙。外側(cè)模采用掛籃模板，形式周邊跨合龍段。中跨合龍段24.8 m3，需配重64.5 t。每邊配重32.2 t。配重采用水箱。施工掛籃吊架布置見圖1。

圖1 施工掛籃吊架布置

6 結(jié)語

1）三角形掛籃外觀簡潔，受力合理，安拆方便，節(jié)省造價(jià)與工期。

2）東江大橋上應(yīng)用的三角掛籃，施工過程中掛籃行走靈活，時(shí)間短，極大節(jié)省工期。

3）掛籃所需的材料均為常見的普通型材，加工簡單，有利于施工的安全和施工監(jiān)測。