掛籃法懸臂澆筑技術在嘉陵江某大橋中的應用

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摘要：連續剛構是由梁和剛架相結合的體系，它是預應力混凝土結構采用懸臂施工法而發展起來的一種新體系，文章結合嘉陵江某大橋施工的成功實施，重點介紹了該橋連續剛構懸澆梁段的施工方法和步驟及合攏段的施工控制方法，對組合體系類橋梁的施工具有一定的參考和借鑒價值。

關鍵詞：連續剛構；懸臂施工；新體系

一、工程概況

嘉陵江某大橋橋垮布置為：3×24m+8×32m預應力混凝土簡支梁+（84+144+84）m預應力連續剛構+8×32m+4×24m預應力混凝土簡支梁，正線橋長1025.06m，雙線等長。本橋12、13號墩上部連續剛構箱梁為三向預應力混凝土結構，采用全預應力，單箱單室變高度變截面箱形截面。主梁梁體分節段進行施工，其中主墩墩頂0號塊長13m，采用墩頂托架現澆。施工中兩個T型剛構各劃分為17對梁段用掛籃進行懸臂澆注，其梁段長度從根部至中跨跨中分別為2×3+3×3.5+12×4m，累計懸臂長度為71m。中跨合攏后邊跨有兩個4m延伸懸臂段至邊跨合攏。中跨和邊跨的1號到17號塊以及邊跨的18、19號塊均采用掛籃懸臂澆注，設計要求每套掛籃、機具、人群及其它施工荷載總重不超過1200KN，懸臂澆注最大重量為2549KN。全橋共有三個合攏段，其中中跨為18號塊，邊跨為20號塊，合攏段均為2m。

二、掛籃簡介

所謂掛籃施工法就是將橋體沿橋梁軸線分成若干節段，從橋墩附近開始使用掛籃對稱在兩側就地澆筑混凝土的施工方法。掛籃是一個能沿梁頂滑動或滾動的承重構架，其錨固懸掛在已施工梁段上，在掛籃上可進行下一梁段的模板、鋼筋、預應力管道的安設，混凝土灌注和預應力張拉，灌漿等作業。掛籃由以下幾部分組成：三角架、底模平臺、吊掛起頂系統、走行系統、錨固系統、模板及模板支撐系統、限位系統等[1]。每只掛籃有兩片三腳架，掛籃底模平臺由前后下橫梁、上下游限位縱梁、縱梁及挑梁等主要構件組成，吊掛系統由底模平臺的前后吊掛系統、內滑梁的前后吊掛系統、外滑梁的前后吊掛系統組成，掛籃走道由四種類型的走道梁組成，在掛籃施工過程中向前接長使用，掛籃的錨固系統根據不同情況有不同措施，掛籃在走行過程中，通過走道和后鉤板錨固于已澆注的梁段上，到位后，錨固于后錨固，掛籃模板有外模及外模支架、內模及內模支架、底模三部分組成。

三、主要施工工藝及技術措施

連續剛構總體上的施工順序是：先進行0#塊現澆，然后拼裝掛籃對稱懸澆

至18#塊，再進行中跨合攏段施工，接著進行邊跨18#、19#兩個塊段懸澆，同時進行邊跨11#墩頂21#塊的托架上現澆施工，最后澆注邊跨合攏段20#塊。連續剛構懸澆梁段的具體方法和步驟是：掛籃走行定位—模板安裝—鋼筋和預應力體系安裝—掛籃標高及吊桿拉力調整—混凝土澆注與養生—預應力張拉與壓漿—掛籃走行。掛籃在施工前均要進行100%荷載試驗，以檢驗掛籃各主要部件受力情況、消除掛籃的非彈性變形及觀測掛籃的彈性變形，以便指導施工[2]。

（一）掛籃的預壓及觀測

掛籃預壓前要仔細檢查后錨是否錨固穩定，各錨固精軋螺紋鋼受力是否均勻，后錨掛鉤是否與軌道脫離，前吊帶連接銷是否連好，是否均勻受力，底模后吊帶是否上緊，支撐千斤頂是否平穩，張拉受力分配粱是否與各片底絎架貼靠緊。

預壓采取分級施加荷載的方法，共5級：30%、50%、70%、90%、100%。每次張拉持荷一小時，滿載后持荷12小時后開始卸載。為準確觀測到掛籃的彈性和非彈性變形，在掛籃的后錨左右兩側各設一觀測點，掛籃前支點左右兩側各設兩個觀測點，前上橫梁設兩個觀測點，底模前橫梁設兩個觀測點。根據觀測數據繪制各測點的位移變化情況曲線，根據加載、變化曲線分析非彈性、彈性變形值的大小，為預測施工立模標高提供參考。[3]

（二）掛籃行走定位

在0號塊或上一梁段混凝土澆注且完成脫模、縱向預應力筋張拉后，即可拆除掛籃后錨固，走行掛籃，步驟大致如下：

1、在已澆注的梁段上鋪設下滑道枕木。

2、將掛籃走道梁用梁體或預埋的豎向25㎜精軋螺紋鋼錨固。

3、將底模平臺臨時用倒鏈和千斤繩吊掛于外模支架上，并從梁上可靠的位置掛設保險繩，再拆除底模平臺前后吊掛。

4、檢查后鉤板無誤后，卸除后錨固。

5、將內、外滑梁及三角構架用100KN倒鏈或千斤頂向前牽引，滑行至前支座離開支座墊塊。

6、取出支座下的墊塊，將支座墊塊前移至掛籃定位處安裝好。

7、將豎向25㎜精軋螺紋鋼的連接螺母上好擰緊，檢查掛籃走道。

8、繼續用100KN倒鏈或千斤頂向前牽引，前移掛籃至下一節段。

9、將到位的掛籃精定位，使其順橋向偏差控制在±10㎜以內；橫橋向偏差控制在±5㎜以內；兩主桁相對偏差控制在±5㎜以內。注意每個節段誤差不得積累積，以確保梁體中線順直，并便于模板安裝調整[4]。

10、用倒鏈將外側模和底模牽引到位，安裝并固定底模和外側模。

（三）預應力管道和預應力筋的安裝

因主梁為全預應力結構，預應力狀態關系到全橋成橋后的受力和施工線型、施工受力，應作為施工中的重點。施工時要嚴格保證管道位置正確。在預應力管道縱向每隔50㎝設一道定位鋼筋網，并與主筋固定牢，防止混凝土澆注中預應力管道上浮。預應力安裝時，豎向、橫向預應力粗鋼筋在管道安裝時即同時安裝，而橫向、縱向錨固束鋼絞線則在混凝土澆注之后，抽撥出芯管之后人工穿束。

預應力筋安裝時要根據混凝土澆注次數分兩次安裝，在第一次混凝土澆注要安裝腹板內豎向預應力筋和部分橫向預應力筋，安裝時根據設計圖紙和混凝土澆注高度確定埋設的根數。預應力施工中位置優先原則是：首先保證縱向預應力，其次是頂板橫向預應力，再次是豎向預應力，然后是普通鋼筋。

（四）懸臂梁段預應力筋張拉、壓漿和封錨

預應力鋼束張拉順序：在混凝土強度達到設計強度的80%，張拉縱向預應力；在混凝土澆注15d以后張拉豎向預應力筋；在混凝土澆注30d以后，強度達到100%的設計強度，張拉橫向預應力筋。張拉時按對稱原則，即橫截面對稱原則和縱向同一束鋼束對稱原則。張拉前先要對每根鋼鉸線預拉，再整束張拉，采用伸長量與應力雙控，預拉時采用單根預拉。伸長量確定時，設計錨具參數僅為參考值，應以現場實際試驗所測進行調整。在檢查伸長量的同時，還應注意考慮錨下鋼束回縮值。

每節梁段張拉完畢后，孔道內應盡早安排壓漿，壓漿必須在鋼線張拉完畢后3天內完成，并保證注漿密實，以減少預應力筋的松弛損失。每根孔道壓漿應一次完成，不得中斷，壓漿時先壓底層孔道，再由下向上進行。在梁體懸澆施工時，可先移掛籃再進行縱向預應力管道的壓漿，壓漿要有配合比試驗。

孔道壓漿完畢，應將張拉孔、張拉槽和外露錨頭處臨時切斷的鋼筋補齊復位，將端部混凝土鑿毛沖洗后用與梁體混凝土相同等級的混凝土封填，并振搗密實。

（五）合攏段施工

全橋共有邊跨合攏段二處，跨中合攏段一處，合攏段長度均為2m，跨中合攏后邊跨合攏。合攏方法是在箱梁頂、底板設體外支撐，利用N45、N49鋼束作合攏鎖定束，利用單只掛籃立模澆注合攏段。

合攏段施工時，另一側掛籃退回2個塊段，再鎖定合攏處的體外支撐體系，并張拉設計要求的部分縱向預應力和所有施工中附加的臨時預應力束，然后進行合攏段混凝土澆注。臨時“鎖定”是合攏的關鍵，合攏“鎖定”遵循又拉又撐的原則，即“鎖定”包括焊接勁性骨架和張拉臨時預應力束[5]。

合攏段體外支撐體系要能夠承受合攏段的自重、在澆注后溫度變化范圍內引起的附加應力、澆注混凝土前張拉臨時鋼束和部分永久性鋼束的應力、體系轉換前的風荷載和施工過程中的施工荷載。合攏段施工前要了解氣溫、風荷載、梁體實測溫度曲線、梁上實際施工荷載和固定荷載分布以及施工活載觀測記錄等詳細資料。

四、結語

組合體系類橋梁一般跨度大、斷面大，安全要求高，施工難度大，本文結合嘉陵江某大橋的施工，簡要闡述了掛籃法懸臂澆筑技術，并重點介紹了連續剛構懸臂梁段的主要施工工藝及控制措施，對同類橋有一定參考價值。