不對稱懸臂掛籃法在海外橋梁施工中的應(yīng)用

摘要 懸臂現(xiàn)澆連續(xù)箱梁掛籃法施工方法隨著中資企業(yè)“走出去”在海外市場逐漸推廣，該文結(jié)合中鐵五局海外工程分公司加納MF高架橋項目的不對稱懸臂掛籃法施工經(jīng)驗，對不對稱懸臂掛籃法施工進(jìn)行了深入剖析，尤其是在邊跨現(xiàn)澆、掛籃拼裝、線性監(jiān)控、混凝土澆筑、梁體合龍等施工工序做了詳細(xì)介紹，研究成果以期進(jìn)一步推動不對稱懸臂掛籃法施工在海外橋梁施工中的應(yīng)用，也為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞 不對稱懸臂掛籃；邊跨現(xiàn)澆；線性監(jiān)控；掛籃拼裝

中圖分類號 U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）21-0067-03

0 引言

懸臂現(xiàn)澆連續(xù)箱梁掛籃施工法是橋梁工程建設(shè)的一種常用的方法，尤其是在大跨度連續(xù)梁、斜拉橋、鋼構(gòu)橋等橋梁工程施工中被廣泛采用。常規(guī)的掛籃施工方法為懸臂對稱澆筑，其施工過程是已澆筑的零號塊上各對稱安裝1套掛籃設(shè)備，對稱分節(jié)段等截面逐段逐塊澆筑混凝土施工，完成后通過合龍段完成T構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，該方法具備施工簡單、便捷、安全等優(yōu)點。

1 工程概況

該文主要介紹加納MF項目第七聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)段概況，該段橋面雙幅總寬30.25 m，其中左幅橋面寬度由16.5 m漸變?yōu)?3.5 m，梁體結(jié)構(gòu)由雙箱室漸變?yōu)槿涫遥曳鶠闃蛎鎸挾葹?3.25 m，兩箱室斷面，中央分隔帶0.5 m。左幅邊跨箱梁（含0#塊）全長34.62 m，左幅邊跨箱梁（含0#塊）全長40.289 m，箱梁梁高為2.4～3.6 m，頂板厚度0.25～0.5 m，底板厚0.25～1.1 m，腹板厚0.95～0.5 m。主跨箱梁長44.507 m，梁頂面寬16.5 m，梁高2.4～3.6 m，13個懸臂節(jié)段組成。梁段劃分為5×3.5 m+1×3.75 m+2 m

+1×3.75 m+6×3.5 m，中跨合龍段2 m。梁段最大重量約為172.6 t。

2 施工方法及技術(shù)要點

2.1 總體施工方案難點

第七聯(lián)（P12～P15）現(xiàn)澆連續(xù)梁上跨特馬高速，特馬高速為加納首都阿克拉到特馬的一條重要通道，車流量極大，無法采用封閉式常規(guī)支架法施工，故選擇采用懸臂現(xiàn)澆法施工。但是設(shè)計方案中為了實現(xiàn)互聯(lián)互通，左幅大里程邊跨橋面由3車道漸變?yōu)?車道，梁寬由16.5 m漸變?yōu)?3.5 m，且為曲線段，曲線半徑小于100 m。采取常規(guī)跨既有高速懸臂現(xiàn)澆施工，掛籃為不平衡施工，需增加配重，施工難度大，線性及安全控制難度大，不對稱懸臂掛籃法成為該聯(lián)施工的一大難題。

2.2 總體施工方案

針對該橋梁主跨施工難題，綜合考慮各方面因素，加納MF高架橋跨特馬高速懸臂梁施工在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，改進(jìn)施工工序，將兩側(cè)邊跨與0#塊采用整體支架現(xiàn)澆，提前邊跨合龍，不再設(shè)置臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)，減少體系轉(zhuǎn)化。第七聯(lián)箱梁（P12～P15）主要施工步驟如下：

（1）主墩及墩身澆筑完畢模板拆除后，施工臨時支墩，搭設(shè)邊跨現(xiàn)澆段及0#塊支架并預(yù)壓。檢查墩頂墊石標(biāo)高、中線及支座預(yù)留孔位置，安裝主墩永久支座并鎖定活動支座，立模澆筑邊跨現(xiàn)澆段混凝土，待混凝土強度及彈模達(dá)到設(shè)計值的90%，混凝土齡期不小于7天時，張拉此階段縱向預(yù)應(yīng)力束，張拉并錨固后進(jìn)行孔道壓漿[1]。

（2）拆除邊跨現(xiàn)澆段支架，在0#塊兩側(cè)對稱安裝掛籃設(shè)備并進(jìn)行預(yù)壓消除非彈性變形，以主墩為中心，對稱移動掛籃懸臂灌筑A1～A6#、B1～B6#梁段，待混凝土強度及齡期達(dá)到設(shè)計要求后，張拉各梁段預(yù)應(yīng)力筋（在懸灌前必須檢查梁面標(biāo)高及中心線，并及時進(jìn)行動態(tài)調(diào)整）。

（3）逐步拆除懸澆掛籃，利用剛性勁性骨架現(xiàn)澆中跨合龍段，同時配合水箱以保證澆筑過程平衡。待梁端混凝土強度及彈模達(dá)到設(shè)計的90%且混凝土的齡期不小于7 d時，拆除合龍剛性連接構(gòu)造，張拉預(yù)應(yīng)力筋，拆除中跨合龍吊架。

（4）封錨及拆除臨時支撐墩，進(jìn)行橋梁附屬等工作，成橋。

2.3 邊跨現(xiàn)澆段支架法施工

2.3.1 工藝流程

邊跨現(xiàn)澆段支架法施工主要作業(yè)流程：地基處理→支架搭設(shè)→支架預(yù)壓→鋼筋模板混凝土→預(yù)應(yīng)力施工→模板支架拆除。

2.3.2 施工的質(zhì)量控制措施

（1）施工前的準(zhǔn)備工作

為確保邊跨及0#塊整體現(xiàn)澆箱梁施工順利施工，并取得良好的施工效果，在施工前需做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作：第一，在開工前組織相關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)施工組織，學(xué)習(xí)、審核施工圖紙，熟悉相關(guān)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完善圖紙細(xì)節(jié)問題；第二，制定現(xiàn)場施工安全保證措施，制定有針對性的應(yīng)急預(yù)案；第三，向物資部提交現(xiàn)澆箱梁施工所需物資設(shè)備計劃，并確保施工材料的質(zhì)量和設(shè)備符合施工要求；第四，對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和崗前培訓(xùn)，增強施工人員的質(zhì)量安全意識及技術(shù)技能，考核合格后上崗，確保現(xiàn)場現(xiàn)澆梁施工質(zhì)量。

（2）支架安拆工作

支架采用60Z型盤扣式腳手架搭設(shè)，支架材料及主要構(gòu)件質(zhì)量需符合相關(guān)規(guī)范要求，進(jìn)場時嚴(yán)格履行進(jìn)場驗收制度，避免由于構(gòu)件質(zhì)量問題而影響橋梁質(zhì)量安全。支架墊層采用混凝土墊層以提高基礎(chǔ)的承載力，確保支架的安全性。支架搭設(shè)嚴(yán)格按照支架布置圖進(jìn)行，不得隨意改變。

支架搭設(shè)完后采用預(yù)壓袋（內(nèi)裝砂）進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓重量按現(xiàn)澆箱梁自重的1.2倍進(jìn)行預(yù)壓，在梁端、1/4跨、1/2跨、3/4跨處縱向布點，每個斷面的底板邊線、底板1/4處、底板中線處各布置一個監(jiān)測點。預(yù)壓加載按最大施工荷載的60%、100%、120%分三次加載，經(jīng)預(yù)壓數(shù)據(jù)分析，預(yù)壓數(shù)據(jù)均符合要求。

支架在混凝土達(dá)到設(shè)計強度的100%且張拉壓漿完成后拆除。拆除時先拆除懸臂部分，再從跨中向兩端對稱拆除，嚴(yán)禁上下同時進(jìn)行拆除作業(yè)。拆除時先逐步放松頂托，慢慢卸載，決不可驟然放松，以防沖擊過大。拆除時嚴(yán)禁拋扔。拆除后各桿件、配件要及時維修保養(yǎng)，分類妥善存放。

（3）混凝土工程施工質(zhì)量保證措施

1）C50混凝土配合比設(shè)計及優(yōu)化

現(xiàn)方案下的邊跨及0#塊整體現(xiàn)澆段，比普通邊跨現(xiàn)澆段長度長，方量大，最大一次澆筑約500 m3，且邊跨段需繞行特馬高速，運輸路程遠(yuǎn)，且加納常年氣溫高，原C50箱梁配合比已不能滿足邊跨現(xiàn)澆段的施工需求。經(jīng)多次試配及試驗如表1，通過調(diào)整集料比例，降低減水劑摻量，同時添加緩凝劑的方式，延長了混凝土初凝時間，混凝土坍落度滿足現(xiàn)場泵送需求，且7 d混凝土強度平均達(dá)到設(shè)計強度的94%。28 d達(dá)到100%設(shè)計強度。

2）混凝土澆筑質(zhì)量保證措施

混凝土澆筑：混凝土澆筑嚴(yán)格按照通用規(guī)范要求進(jìn)行澆筑?；炷翉闹虚g箱室向兩邊進(jìn)行澆筑，按照底板→腹板順序進(jìn)行澆筑?；炷翝仓譃閮纱危谝淮螡仓粮拱迮c頂板倒角處，第二次澆筑頂板和翼板。混凝土每層澆筑厚度應(yīng)控制在30 cm以內(nèi)。同時確?；炷琳駬v以及頂板混凝土抹面質(zhì)量。

3）混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量保證措施

混凝土澆筑完畢后，務(wù)必確?；炷琉B(yǎng)護(hù)時效，配備專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照通用規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制。

2.4 主跨單側(cè)掛籃懸臂施工

2.4.1 掛籃選型

菱形掛籃因其受力合理、自重輕、前方作業(yè)面寬廣，是目前國內(nèi)采用最多的結(jié)構(gòu)形式[2]。

2.4.2 掛籃構(gòu)造

掛籃主要包括主桁架、行走及錨固、懸掛、底托、模板等五大系統(tǒng)。各部分自成體系，相互獨立且又相互聯(lián)系。該橋設(shè)計按最大梁段（1#塊）重159 t，最長澆筑梁段（6#塊）按3.75 m設(shè)計。

2.4.3 工作原理

底模、外模隨菱形桁架向前移動就位后，分塊吊裝梁段底板和腹板鋼筋，并安裝預(yù)應(yīng)力筋和管道。將內(nèi)模架從已澆筑梁段箱體內(nèi)拖出，安裝內(nèi)模。待內(nèi)模安裝完畢，再綁扎安裝頂板內(nèi)鋼筋以及預(yù)應(yīng)力筋與管道，然后澆筑梁段混凝土。當(dāng)新筑梁段預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿作業(yè)結(jié)束后，掛籃向前移動，進(jìn)行下一梁段的施工。如此循環(huán)，直至梁段懸澆完工。

2.4.4 主要工藝流程

安裝掛籃及預(yù)壓→懸臂段施工（掛籃就位→調(diào)整底模、外側(cè)模標(biāo)高→綁扎底板、腹板鋼筋→安裝縱向預(yù)應(yīng)力管道→支立內(nèi)部模板、堵頭模板→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→穿鋼絞線→張拉→壓漿→移掛籃）→中跨合龍→體系轉(zhuǎn)換→成橋。

2.4.5 施工質(zhì)量控制措施

（1）掛籃拼裝、行走、拆除工作

1）掛籃應(yīng)由有相應(yīng)資質(zhì)的廠家設(shè)計制造，必須提供設(shè)計及檢算資料，提供構(gòu)件探傷報告，設(shè)計、檢算及檢測單位均須具有相應(yīng)的資質(zhì)。掛籃進(jìn)場后，應(yīng)對照設(shè)計資料仔細(xì)核對每一個構(gòu)件，必須與設(shè)計完全相符，否則應(yīng)重新對掛籃進(jìn)行檢算。

2）掛籃的安裝及拆除過程均嚴(yán)格按照高空作業(yè)要求進(jìn)行專項施工方案控制。

3）掛籃設(shè)計中要求梁體預(yù)留的孔位，預(yù)埋位置必須準(zhǔn)確。

4）施工中需要的千斤頂、鋼絲繩等小型機械設(shè)備務(wù)必要隨時檢查并及時維修保養(yǎng)，滿足使用要求。

5）掛籃桁架行走前要測定已完成節(jié)段梁端標(biāo)高，并定出箱梁中軸線。當(dāng)解除掛籃后錨固后，嚴(yán)格按照掛籃行走要求實施，同時要注意防止掛籃橫向移動。

6）掛籃原位下落底籃、側(cè)翼模。卸落采用12臺10 t手拉葫蘆+鋼絲繩作為降落措施，用4根長度為8 m或10 m的精軋螺紋鋼安全保險，每次下落行程控制在0.5 m。精軋螺紋鋼安全保險設(shè)置在箱內(nèi)。

7）掛籃主構(gòu)件主桁架盡可能退至主墩附近，利于塔吊大噸位起吊，逐次拆除掛籃主構(gòu)件，并將材料整理堆碼，登記入庫。

（2）線性監(jiān)控

懸臂施工中必須對撓度進(jìn)行精確的計算和neGYn8hhXhA5N7TeSHWVhQ==嚴(yán)格控制。該連續(xù)梁的線形控制工作，由設(shè)計單位在現(xiàn)場進(jìn)行線形控制。

1）監(jiān)控方法

施工前應(yīng)制定詳細(xì)的監(jiān)控方法，尤其是在立模、成型、預(yù)應(yīng)力張拉等關(guān)鍵工序要進(jìn)行實時監(jiān)控，以設(shè)置測點的前后標(biāo)高控制梁段撓度值和質(zhì)量。

2）測量控制點布置

以掛籃前移至預(yù)定位置開始到梁段預(yù)應(yīng)力張拉灌漿完畢視為一個施工循環(huán)，該循環(huán)內(nèi)所包含的施工工況為：掛籃前移至預(yù)定位置－掛籃立模標(biāo)高調(diào)整、定位－綁扎布置梁段鋼筋－澆筑梁段混凝土－養(yǎng)護(hù)梁段混凝土－張拉梁段預(yù)應(yīng)力－降掛籃。在下列施工工況作用前后需要對結(jié)構(gòu)的反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控：掛籃前移并立模；澆筑梁段混凝土；張拉梁段預(yù)應(yīng)力。

每個懸臂澆筑梁段設(shè)一監(jiān)控截面，主梁撓度測點布置在每一梁段前端10 cm處的梁頂面上，掛籃施工控制標(biāo)高設(shè)置在梁底腹板底部，設(shè)3個觀測點，分別布置3個腹板位置。每節(jié)段施工完成后轉(zhuǎn)移至梁頂，梁頂設(shè)7個觀測點，梁頂每段高程控制點采用Φ20 mm鋼筋在垂直方向與頂板的上下層鋼筋點焊牢固，并要求垂直測點（鋼筋）露出箱梁表面5 cm，測頭磨平并用紅油漆標(biāo)記。

3）橋梁整體線型控制

以0#段作為整個主橋測量的基準(zhǔn)點，控制整個橋梁的線形施工，采用全站儀來進(jìn)行高程測量監(jiān)控，每次讀數(shù)都要經(jīng)過復(fù)核，確保滿足相應(yīng)規(guī)范要求。

（3）合龍段施工及體系轉(zhuǎn)換

合龍段采用吊架法方式進(jìn)行合龍。由于邊跨現(xiàn)澆段已澆筑，中跨合龍配重只需在中跨合龍段兩側(cè)進(jìn)行配重，無須在邊跨處進(jìn)行配重，優(yōu)化了施工工序。待合龍段混凝土澆筑并張拉壓漿后，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，最后鑿除主墩的臨時支撐墩。

3 結(jié)論

加納MF高架橋第七聯(lián)，采用（29.37+55.007+30.978）m上跨特馬高速，采用不對稱懸臂法施，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，改進(jìn)施工工序，采用兩側(cè)邊跨與0#塊采用整體支架現(xiàn)澆，提前邊跨合龍，再單側(cè)掛籃相向施工中跨，最后進(jìn)行中跨合龍，大大加快了施工進(jìn)度，降低了施工風(fēng)險及成本。同時在箱梁施工過程中，克服了懸臂施工中變截面曲線邊跨段施工帶來的各種困難，從邊跨現(xiàn)澆、中跨掛籃施工、合攏段施工等各種工序，結(jié)合現(xiàn)場特殊情況，通過查閱資料，求證相關(guān)方面專家，精心組織，科學(xué)安排，最后勇于嘗試，順利完成了預(yù)定的箱梁施工，該工程可為后續(xù)同類工程施工提供了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1]柴廣.懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)，2020（8）：74-76.

[2]聶磊.高速鐵路大跨度現(xiàn)澆連續(xù)梁施工技術(shù)[J].國防交通工程與技術(shù)，2021（3）：50-54.