掛籃施工橋梁上部結構施工工藝控制

權學花

(山西省交通建設工程監理總公司，山西太原 030012)

葛新橋大橋是位于南京市六合區葛塘鎮附近的一座大橋。主橋上部結構為42 m+70 m+42 m三跨預應力混凝土變截面單箱雙室連續剛構。箱梁頂面寬度為17．0m，底面寬為11．7m。箱梁根部梁高為3．8 m，跨中梁高為2．2 m。頂板厚25 cm，底板厚25 cm。箱梁在橫橋向底板保持水平，頂板設2%的雙向橫坡。梁底下緣按二次拋物線設置。主橋上部箱梁施工采用掛籃懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除0號塊及邊跨直線采用支架現澆外，其余分為8對梁段懸澆。設計荷載為汽車—20級，掛車—100。

1 0號塊施工方案、施工方法

0號塊采用支架現澆施工方案，本橋0號塊長度為12．5m，混凝土設計強度為C50，具體施工方案、施工方法簡要說明如下。

1．1 搭設0號塊現澆支架

0號塊現澆支架全部采用裝配式公路鋼橋鋼桁架片(貝雷片)進行組拼，貝雷支架全部支承在承臺上，貝雷支架橫橋方向挑出兩側各2．5m，貝雷支架順橋方向兩端各挑出約4．5m。在貝雷支架的上部采用型鋼和方木調整支架的標高，使其符合0號塊底面曲線的要求，底模同樣采用12號槽鋼小方木以及18 mm厚竹膠板組拼。

另外，搭設支架必須精確測量放樣，按設計圖紙精確計算各控制點的高程搭設好的支架，必須經反復的測量，確認符合設計要求后再報監理工程師復測完全達到設計與規范要求，并簽字確認后方可繼續施工。

1．2 支架預壓

支架搭好后，必須進行加載預壓，采用等載預壓，預壓時間一般為3 d～5 d，最多不超過7 d，加載預壓前、預壓期間及卸載后均應對支架進行精確的觀測，觀測點應設在支架的主要控制點，并做好詳細的記錄，每次觀測必須有另一測量人員進行復測校核，根據觀測的資料計算出的彈性變形和非彈性變形，并與原估算的結果進行對照并調整支架高程，使支架完全符合設計與規范要求。另外，在加載預壓期間注意支架各主要受力部分的變形情況，如發現異常，應采取相應的加固措施。另外，在鋪設底模的同時，按圖紙及規范要求安裝墩頂盆式支座。

1．3 綁扎0號塊鋼筋、安裝0號塊模板

支架及底模經自檢合格并報監理工程師復檢合格認可后即可按照設計圖紙及技術規范的要求綁扎0號塊鋼筋，先綁扎底板鋼筋，后綁扎腹板鋼筋及橫隔梁鋼筋，安裝預應力管道及錨墊板，0號塊鋼筋孔道密集，必須仔細對照圖紙進行施工。確保預應力管道坐標的準確與牢固，誤差應嚴格控制在規范允許值以內。鋼筋綁扎的順序為先底板，后腹板，最后綁扎頂板和翼板，在綁扎底板鋼筋的同時，側模應提前安裝就位，在腹板和頂板鋼筋綁扎完成后，安裝預應力管道及錨墊板等。最后調整0號塊模板，使各部尺寸符合設計與規范要求，檢查鋼筋，預應力孔道，預埋件等，反復對照圖紙與規范要求，經自檢合格后報監理工程師復檢合格簽字批準后澆筑混凝土。注意0號塊與墩柱采取臨時固結措施，以確保懸澆箱梁段的安全。

1．4 澆筑0號塊混凝土

1)本橋上部結構連續箱梁均為C50混凝土，混凝土配合比設計由商品混凝土廠家提供，經實驗室做強度試配確認符合要求，經監理工程師審核批準后使用。C50混凝土必須摻入減水劑，摻量應通過試驗確定。

2)0號塊混凝土采用泵送混凝土方案，考慮到對稱施工的要求，采用兩臺泵同時由兩端對稱向中間進行澆筑。澆筑順序為先底板，后腹板，最后澆筑頂板翼板。由于鋼筋、管道密集，必須采用小石子混凝土。采用插入式振動器按技術規范要求分層振搗密實，振搗時，嚴禁碰撞波紋管道、鋼筋及模板，面層混凝土采用平板式振動器振搗，頂板及翼板混凝土應采用有效措施，嚴格控制頂面高程及表面平整度，并按要求進行拉毛處理。

3)澆筑過程中，應注意觀測支架的變化，發現問題及時處理。

4)混凝土完成后，應及時加以養護，待混凝土達到規定強度，拆除內模及外模。

5)混凝土強度達到90%設計強度時，按設計圖紙及技術規范的要求依次對稱張拉相應的預應力鋼束(或鋼筋)，張拉結束后，盡快壓漿封錨。

6)拆除支架。拆除支架必須遵循技術規范的要求，按照對稱均衡分次進行的原則，由兩側懸臂端對稱向根部進行拆除。拆除支架之前、拆除過程中以及拆除支架以后，對0號塊懸臂端進行觀測并作記錄。

2 掛籃懸澆1號～8號塊施工

箱梁結構為單箱單室，采用掛籃逐節懸臂對稱澆混凝土施工。根據工期要求，初步打算投入兩對掛籃。同時由7號、8號兩墩對稱進行施工。模板采用定型鋼模板:翼緣板模板為廠家新加工，腹板模板為墩身平模改制。

2．1 掛籃的組成

掛籃主要由主桁架體系、底盤體系、懸吊體系以及行走、錨固體系四大部分組成。

1)主桁體系。主桁體系由兩組承重桁架與聯接橫梁組成。承重桁架由3排每排三路，上下加強貝雷組拼而成，掛籃長6片貝雷18 m，貝雷間采用框架連接。聯系橫梁為Ⅰ128型鋼。主桁體系必須進行彎矩、剪力及穩定性驗算，最大彎矩及最大剪力應控制在允許值以內，驗算荷載應包括:最大梁段混凝土質量、掛籃自身質量、模板重量、施工機械及施工人員、澆筑混凝土時的沖擊荷載以及規范規定的其他有關荷載(以下同)。

2)底盤體系。底盤體系由前后下橫梁、底縱梁、底模組成。前下橫梁為自制桁架，后下橫梁為雙拼45號工字鋼，縱梁為雙拼36號槽鋼;底模由12號槽鋼、3．5 cm厚木板及18 mm厚竹膠板組成。底盤體系前后下橫梁以及底縱梁必須經過應力驗算，安全系數應符合鋼結構設計規范的要求。

3)懸吊體系。掛籃懸吊體系由前后上橫梁及吊桿支撐部分組成。前后上橫梁采用雙拼40號工字鋼;前后吊桿均為6根φ40mm螺桿;在上橫梁兩端設計4只20 t倒鏈葫蘆懸吊掛籃底盤。懸吊體系應經過應力驗算，前后上橫梁安全系數應大于2，吊桿安全系數應達到4～6。

4)行走、錨固體系。掛籃行走體系主要由牽引卷揚機、平滾及行走反壓平衡裝置組成。掛籃前移及澆筑混凝土時，抗傾覆穩定系數應不小于2，錨固體系的安全系數不小于2，水平限位系數不小于2。掛籃錨固體系由主桁上的反壓型鋼、精軋螺紋鋼構成，掛籃行走到位后，用精軋螺紋鋼將主桁上的反壓型鋼錨固于已澆梁段上，以平衡掛籃。

5)掛籃所使用的材料必須是質量可靠的，有疑問時，應進行材料力學性能試驗。掛籃質量與梁段混凝土的質量比宜控制在0．3 ～0．5 之間，不宜超過0．7。

2．2 掛籃懸澆施工的要點

1)在0號塊頂拼裝貝雷桁架式掛籃。在澆好的0號塊箱梁頂測放橋梁中心線，主桁架外邊線，在距0號塊前0．4 m處，主桁前支點位置用加強型鋼操墊平整穩妥。根據貝雷桁架外邊線吊放主桁架，安裝桁架間聯系橫梁;吊放上橫梁，焊接前、后上橫梁聯系桁架;安裝底模、側模及懸吊系統，完成掛籃組拼工作。掛籃組拼完全后，應做加載預壓試驗，通過預壓，測得掛籃的彈性變形或非彈性變形，據此確定立模標高。掛籃的最大變形應控制在20 mm以內。

2)掛籃底模、側模調整。掛籃底模調整:先架設經緯儀在橋軸線上，后視相鄰墩中心線，觀測底板軸線，若兩者偏差在3 cm以內則可以調整底模糾偏，否則，需調整主桁位置。底模調整時先通過20 t倒鏈葫蘆將底盤后口收起留1 cm左右間隙，再收起前口底模接近立模標高;架經緯儀于已澆0號塊箱梁軸線上，觀測底模軸線，用2 t倒鏈葫蘆調整底模直至底模中心與橋軸線偏差在3 mm以內;拉緊后吊點，將前后模板調整到立模標高(施工中對主桁架撓度、吊桿伸長、上橫梁變形均應考慮在內)。在底模調整的同時，側模也隨著進行調整到位。

3)綁扎鋼筋、立內芯模板、澆筑1號塊混凝土。a．箱梁梁段鋼筋制作與安裝的質量應符合技術規范(范本)第400章403節表403-7，表403-8的規定。另外，在進行底板和腹板鋼筋安裝時，應將底板鋼筋與腹板鋼筋連接牢固宜采用焊接。底板上、下兩層鋼筋網應連接形成整體，頂板底層鋼筋宜采用通長筋，普通鋼筋與預應管道相碰時，只能移動，不能切斷鋼筋。b．鋼筋綁扎施工順序:先綁扎底板、腹板鋼筋，確定安裝底板、腹板波紋管錨墊，然后安裝箱梁內模及封頭模板，內模由型鋼骨架與建筑鋼模組成，通過兩根32號工字鋼吊掛在前后上橫梁上，內模調整定位后綁扎頂板翼板鋼筋按設計圖精確安裝頂板縱向波紋管、錨墊板等預埋鋼筋。然后，對內外模板進行最后的調整，使箱梁模板內部尺寸符合設計及規范要求，特別是模板中線偏位和模板標高應嚴格控制在規范允許的誤差范圍以內。c．鋼筋、波紋管及預埋件完成后，必須對照圖紙及技術規范的要求反復地進行檢查與糾正，直到完成達到要求后，再報監理工程師復查，復查合格后簽字批準澆筑混凝土。d．本橋懸澆箱梁混凝土，按業主要求，采用商品混凝土，由業主批準的廠家供應，有關原材料試驗報告及混凝土配合比設計，由廠家提供，施工單位和監理工程師同時取樣試驗，按廠家提供的配合比設計制作混凝土試件，原材料質量及混凝土試件抗壓強度和彈性模量符合要求后方可使用，同時，在施工過程中，應經常抽樣檢測原材料的質量，發現問題，必須采取有效措施加以解決。e．懸澆箱梁時，橋墩兩側澆筑的進度應盡量做到對稱、均衡。橋墩兩側梁體和施工設備的重力差以及相應的在橋墩兩側產生的彎矩差，應不超過圖紙規定。f．在澆筑梁段混凝土時，應自前端開始向后端澆筑，在澆筑的梁段的根部與前一澆筑段結合。澆筑順序為先底板，后腹板，再澆筑頂板。應采用符合規范要求的振搗方法振搗密實，不可破壞波紋管，箱梁頂面高程、平整度及粗糙度必須符合要求。在澆筑過程中應嚴格按技術規范及監理工程師的要求制作混凝土試件若干組，試件除送標準養護室養護外，另選三組試件放在懸澆箱梁的頂板上和箱室中與箱梁同時養護，作為張拉前做抗壓強度。

4)混凝土養生、張拉、落架。混凝土終凝后即可進行養生，當同期養護試塊達到設計張拉強度時進行張拉，張拉時均采用兩端對稱進行。鋼束張拉順序、張拉程序以及有關注意事項按圖紙及規范的要求進行。縱向預應力張拉結束，放松吊帶，松落掛籃，準備前移掛籃按1號塊的施工步驟進行2號～8號塊施工。

5)掛籃行走。掛籃在懸澆2號塊時，貝雷主桁架從墩橫向中心線分離，分開后采用30 t螺旋頂分別頂起主承重架前部、后部，操以方木及安放平滾，操墊時要求做到平滾前口頂標高略高于后口。掛籃行走采用5 t卷揚機牽引，行走前，先安好行走反壓平衡裝置，掛籃行走時要求起重班派專人指揮，兩側各派兩人協同觀測，密切注意有無物體阻礙掛籃行走，平滾運行是否正常，如發現異常情況或偏離軸線較大，應立即予以處理與糾正。

6)懸澆箱梁施工高程控制。為確保箱梁合龍時，箱梁頂板底板高程誤差控制在2 cm以內，施工中需嚴格控制每一節梁段的高程。實際施工中影響箱梁高程的因素很多，主要有主桁架彈性變形、懸吊系統拉伸變形、支點壓縮變形、梁體自重撓度、張拉后的反向撓度，另外，施工中日照、氣溫、混凝土收縮徐變均對標高有較大影響。為此，施工中需進行全方位觀測。a．在節段施工前，需認真計算主桁架彈性變形值，并通過掛籃預壓消除間隙撓度及非彈性變形;b．測量組每日早、中、晚定時分期對已澆筑箱梁進行高程觀測并認真做好氣溫及觀測記錄;c．嚴格按照設計部門提供的撓度變化值及設計立模標高進行施工;d．對箱梁節段施工需觀測混凝土澆筑前、澆筑后，縱向預應力張拉前、張拉后，掛籃前移后箱梁頂面高程，并繪制高程變化圖表。

3 邊跨現澆段施工

邊跨直線段搭設支架現澆。支架采用鋼樁基礎，在鋼樁上架設貝雷架上鋪鋼板做底板。在鋪設好的底板上綁扎底板、肋板鋼筋、預埋豎向預應力筋、縱向預應力波紋管。立設內芯模，綁扎頂板鋼筋，預埋預應力管道及現澆合龍段吊桿預留孔，澆筑邊跨直線段混凝土。

4 合龍段施工

合龍段做專用吊架及側模，固定在懸澆塊上，合龍段的臨時鎖定，應嚴格按設計圖紙的標高調整好焊牢，立好模板，扎好鋼筋，安好波紋管道，澆混凝土前，在兩懸臂端，用水箱裝水或砂袋各壓相當于50%合龍段混凝土的重量，澆筑時邊上混凝土料，邊等量卸載，使懸臂撓度保持穩定，以防止澆筑時合龍段發生扭轉使混凝土產生裂縫。混凝土澆筑應該選在當天低溫時進行。合龍段混凝土強度等級可提高一級，混凝土澆筑完成后應加強養生，混凝土達到設計要求時，應盡快張拉鋼束，張拉后盡快完成體系轉換。合龍段施工順序按先邊跨后中跨的順序進行。