鳧洲大橋菱形掛籃施工監理

韋仁勝

（廣東，廣州 510000）

1 工程概況

鳧洲大橋工程位于南沙開發區，是連接南沙環島西路與龍穴島港區龍穴大道城市干道。起訖里程為k0+000-k4+200，路線總長4.2km，橋梁長2.774km。路基、橋涵、雨污水管線分為2個合同段。

第一合同段施工單位是中鐵十五局四公司：K0+000~K2+079，線路總長 2.079km（含北引橋13×30m+15×40PC連續箱梁及主橋72m+2×130m+72mPC連續剛構）。

第二合同段施工單位是中鐵二局股份有限公司：K2+079~K4+200，線路總長 2.121km（含南引橋27×40m+10×30mPC連續箱梁）。

主橋上部結構采用72+2×130+72PC連續剛構，箱梁采用C50砼，半幅橋寬15m，采用單箱單室斷面，其中箱寬7m，兩側懸臂翼緣板寬各4m；箱梁采用單向預應力張拉，主橋箱梁采用懸臂現澆施工，邊尾段采用支架現澆施工。

2 掛籃設計、拼裝及預壓試驗

2.1 掛籃設計

掛籃設計和施工的原則是構造簡單，拆裝方便、移動靈活、結構安全可靠、穩定性好，具有一定的剛度、操作方便，設計的依據是：最大承重力（包括掛籃自重、懸澆節段最大重量及施工臨時荷載）、最長澆筑長度、允許最大變形量。

鳧洲大橋菱形掛籃的主要技術指標：

1）承載能力：180t（2#梁段為最大塊段，長345cm，混凝土體積68.57m3、重178t

2）梁段澆筑長度：3～5m

3）自重：58.5t,掛籃工作系數為 0.33（規范要求為 0.3～0.5）

4）結構剛度：

底籃最大撓度≤15mm

結構表面外露部分的模板撓度小于模板構件長度的1/400

結構表面隱藏部分的模板撓度小于模板構件長度的1/250

支架最大彈性撓度小于相應結構長度的1/400

5）穩定性：空載走行時傾覆系數K>2.0、灌注混凝土時傾覆系數K>2.0

2.2 掛籃拼裝

在0、1#塊梁面上組拼掛籃主桁片，組拼順序為：a）將每只掛籃兩桁片下滑道位置抄墊平整，達到掛籃安裝高度；b）鋪設掛籃下滑道；c）安裝掛籃菱形構架、后錨固系統和橫向聯接系；d）安裝前上橫梁。

安裝掛籃底模平臺前、后吊掛，然后安裝前下橫梁、后下橫梁、底模縱梁以及吊裝定位底模。

安裝內滑梁前、后吊帶，在掛籃底模上拼裝內滑梁、內模支架、內模，并臨時連接，吊裝整個內模系統，將吊帶穿過內模及支架與內滑梁連接好。

將外滑梁穿入外模設計位置，安裝前吊點，通過箱梁頂預留孔加裝臨時后吊點于梁面上，將外模及支架通過滑梁從0#塊滑至設計位置，安裝正式后吊點，松脫臨時后吊點。

2.3 預壓試驗

2.3.1 預壓目的

檢驗掛籃在等效荷載情況下的整體穩定性和主要承重構件（如菱形桁架、前上下橫梁、前吊掛系統）的受力狀況，以及消除掛籃的非彈性變形和測量掛籃的彈性變形。通過預壓使掛籃的主要技術參數的使用性能初步得到驗證。

掛籃加載試驗的目的是為了檢驗實際承載能力和安全可靠性，并獲得相應荷載下的彈性和非彈性變形，為箱梁懸澆施工控制提供相應的撓度參考數據。

利用預埋在1#塊前端腹板上的三角形支架為反力承重結構，采用千斤頂法加載，將精軋螺紋鋼筋穿入前下橫梁對應的吊點位置，布置YCW60千斤頂兩臺，對稱張拉加載至前下橫梁最大吊帶反力值。加載分預加載和正式加載。預加載為一級加載一級卸載，目的是消除主桁結構的非彈性變形，并測得相應的撓度值。觀測點的設置為掛籃前上橫梁吊點（4點）及底籃前下橫梁吊點（4點），共8點。以2#塊段澆注混凝土時為最不利受力工況，該塊段混凝土重量為180t，前下橫梁約承擔50%，即90t，按120%進行加載，則左右反力架各承受頂升力均為54t。

3 掛籃的澆筑施工工藝及監理要點

3.1 施工工藝

組裝掛籃→掛籃預壓→定標高→綁扎剛筋及安放波紋管澆筑混凝土→測量標高→混凝土養護→穿束→張拉、灌漿→測量標高→掛籃滑移→測量標高→進入下一塊件施工

3.2 箱梁砼施工

掛藍懸澆箱梁梁段的施工步驟，必須按照程序進行，不得任意改動。懸臂兩端澆筑砼同步進行，其差值不得大于4m3。梁體澆筑砼時，隨時觀測橋墩偏移量，如偏移過大需用壓重來調整，懸臂最大時，必須嚴格控制外加荷載與偏載。砼澆筑方式：箱梁采用全斷面一次澆注。澆筑順序為由下而上，先底板，后腹板，最后頂板。底板又分先左右兩側對稱澆筑，然后中間合攏；頂板澆筑時先兩翼，后中間，澆筑時加強振搗。澆筑腹板砼時，泵管端加軟管從腹板內側模板上預留的兩開口處進入到箱梁腹板內下砼。

3.3 掛籃施工監理注意事項

掛籃施工中各種預埋件必須準確，在安裝掛籃預埋件時，如遇預埋件與鋼筋碰撞時，只能移動鋼筋，不能切斷鋼筋。

縱向預應力管道隨著箱梁節段施工的增多而不斷加長且多數波紋管為平彎和豎彎曲線，因此管道定位應準確牢固，接頭處不得有毛刺、卷邊、折角現象；為防止在澆筑節段混凝土時波紋管內發生漏漿，造成無法穿束的嚴重后果，在施工中必須注意：a.波紋管接口要嚴密。b.澆筑混凝土前，波紋管內可穿硬塑料管（混凝土澆筑完成后再拔出）這對防止波紋管變形、漏漿有良好的效果。c.混凝土澆筑后及時通孔，發現堵塞及時處理。

豎向預應力管道上、下端要嚴封，防止漏漿或雜物進入管道，而影響管道壓漿。

注意已澆筑好節段混凝土接面的鑿毛處理。掛籃移動要統一指揮，兩臺手拉葫蘆盡量同步，防止沖式行走，若發現主構架移動而底橫架或外橫不前移時，應及時檢查，使其同步移動。長懸臂施工狀態應壁開臺風季節，隨時注意氣象預報，7級以上風速不得移動掛籃，同時應將掛籃穩妥的固定于已施工完的梁段上。

3.4 合攏段施工監理

合攏順序，箱梁合攏段施工，是控制全橋受力狀況和線形的關鍵工序，其合攏順序、溫度和工藝都必須嚴格控制。全橋合攏由邊至中對稱進行，即先兩邊跨同時合攏，后中跨同時合攏。

（1）合攏支架安裝

a.合攏段前一懸臂段15號段或邊跨施工中，在箱梁腹板設勁性骨架預埋件，同時根據掛籃前后橫梁間距預埋掛藍前后吊帶孔，根據掛籃內外模長度預埋滑行梁吊孔。

b.中跨合攏前，拆除中跨端其中一個掛籃底模和外模，將掛藍向后移一個梁段。然后在不松掉內外模拉筋的情況下，將后澆注完砼的另一個中跨端掛藍上的走行梁滑移到位并錨固好。再將松掉的底模同主構架一起走行到位。待前吊掛抵達已澆混凝土前端（此時內外滑梁已懸掛于此段），將前下橫梁臨時吊掛在外模支架上，松掉前吊帶，繼續前移到位。最后松掉內外模，用倒鏈拖拉到位。

c.邊跨合攏前，拆除邊跨現澆段合攏端約1米長的底模、縱楞以及縱、橫分配梁。然后在不松掉內外模拉筋的情況下，將后澆注完砼的中跨端掛藍上的走行梁滑移到位，待前吊掛抵達現澆段混凝土前端（此時內外滑梁已懸掛于此段），將前下橫梁臨時吊掛在外模支架上，松掉前吊帶，繼續前移到位。插入現澆段并錨固好。再將松掉的底模同主構架一起走行到位插入現澆梁段。最后松掉內外模，用倒鏈拖拉到位。

（2）合攏段測量，復測箱梁頂面標高、及軸線，懸臂撓度、兩端高差，保證其在規范允許范圍內；若超規范允許值需加壓調整。

（3）合攏注意事項

a.觀測合攏前48小時溫度變化，以及溫度變化與梁端高程和合攏段長度變化關系，以及溫度影響偏移值，為合攏段施工提供氣候資料。從鎖定鋼支撐到澆灌完合攏段砼須在橋址處一天的最低溫度幾小時之內完成，一般選擇凌晨2：00~4：00。b.澆注前的1~2小時將合攏段的剛性支撐聯結牢固，使梁體處于固結狀態，以防止因溫度變化引起的梁體收縮而拉裂砼或伸長而壓壞新澆注的砼，張拉完畢后解除臨時固結。c.為防止出現由于新澆砼自身收縮引起的裂縫，在砼中加入適量的微膨脹劑。d.為提高合攏段砼早期強度加入適量的早強劑，將合攏段砼提高一個等級。e.加強合攏段砼的養護，要求減小合攏段的溫度差以減小梁體的變化，因此，在合攏段養護時，橋面滿鋪土工布。f.在兩懸臂加配重（采用水箱加水作配重，每側配重為合攏段混凝土重量的一半即31噸），隨即澆筑合攏段混凝土，同時水箱同步等重量放水減重，以保持懸臂端的穩定。

4 施工過程監控

本橋施工監控的主要內容是應力測量、撓度復核、施工過程的仿真計算，立模標高的確定與調整、合攏方案優化比較等五個方面。

（1）應力與溫度測量

在懸澆過程中，懸臂長度不斷增加，懸臂根部受到的彎矩不斷加大，懸澆過程的不完全對稱施工使懸臂根部的受力更加復雜。因此，需要及時監測主墩和箱梁關鍵斷面的應力變化，掌握結構的受力狀態，為評估結構安全和施工安全提供依據。箱梁的主要量測部位有，箱梁根部斷面；箱梁11號塊腹板變厚處斷面；長懸臂時全橋溫度影響測試；主墩底斷面。兩幅橋共布置13個應力測試斷面，共計102個應力測點，采用鋼弦式傳感器量測應變并換算成應力。

（2）撓度監測與復核

撓度監測主要通過在每一梁段前端砼面布設的3個標高測點(左、右腹板頂及梁中線上)，這樣在測量箱梁的撓度的同時還可以觀察箱梁是否發生扭轉變形或左右擺動。測點采用預埋鋼筋頭，并用紅色油漆編號，用精密水準儀測量。

（3）施工過程的仿真計算

施工過程的仿真計算是根據實測的設計參數（如混凝土容重、強度和彈性模量等），使用的施工工藝和工序，掛籃的結構形式和臨時施工荷載等數據，計算施工過程中各個施工階段的結構撓度和內力，為應力測量和撓度控制提供理論計算值。因此，它是確定立模標高、分析偏差原因的主要依據，是保證合攏精度、評價體系轉換后結構應力變化和結構安全的基礎。

（4）立模標高的確定與調整

a.立模標高的確定

大跨徑連續剛構的成橋線型和合攏精度主要取決于施工過程中梁段撓度的控制。梁段的前端撓度是考慮了掛籃的變形、梁段自重、預應力大小、施工荷載、結構體系轉換、混凝土徐變收縮、日照和季節溫差等因素后計算求得，并且以梁段前端立模標高的形式給定。立模標高為：

式中Hi—待澆梁段前端底板處掛籃底盤模板標高；H0——該點設計標高；fi—本梁段及以后各梁段對該點的撓度影響值；fip—本梁段頂板縱向預應力束張拉后對該點的影響值；ft—掛籃彈性變形對該點的影響值（在掛籃加載試壓后得出）；fx—由混凝土徐變收縮、日照及季節溫度變化、結構體系轉換、二期恒載、活載等因素對該點撓度影響的計算值。

b.立模標高的調整

當本梁段完成后的前端標高出現偏差時，應在其后的二個梁段內將其消除。處理方法是：先將本梁段標高偏差反號并兩等分為d，再將d分別加進后面施工下兩個梁段的立模標高中。標高偏差的分配以底板底面光順為原則。

（5）合攏方案的優化

為了保證合攏精度，盡量避免強迫合攏，確保合攏施工按照設計要求順利進行，使合攏后的結構狀態滿足設計精度的要求，需要對合攏方案進行優化。主要工作內容有：若需壓重，通過評價合攏后的結構狀態，優選出合理的壓重重量。

該工程上部結構箱梁施工投入了4套掛籃施工，用了8個月時間全部澆筑完畢，平均每一梁段循環澆筑時間為8d。保質、保量、保進度、保安全地完成了施工任務，比合同工期提前了45d，受到南沙區質檢站、業主、監理的一致好評，帶來了巨大的社會經濟效益，為日后類似工程施工積累了豐富的社會經驗。

[1]周永興，何北益，鄒毅松.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社.2000.39-46.

[2]JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].