淺談壽溪特大橋懸澆箱梁施工

■　戴煌鵬（南安市交通基本建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站，南安　350583）

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淺談壽溪特大橋懸澆箱梁施工

■戴煌鵬
（南安市交通基本建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站，南安350583）

摘要本文以泉州市環(huán)城高速公路壽溪特大橋為工程背景，簡要介紹了壽溪特大橋主橋施工的總體安排，并對壽溪特大橋主橋掛籃的設(shè)計和施工進行詳細的論述，論證了本橋施工選用菱形掛籃的重要性和優(yōu)點。為同類型的橋梁施工控制提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞壽溪特大橋連續(xù)箱梁菱形掛籃掛籃施工

1　工程概況

壽溪特大橋第二十五聯(lián)處于直線段上，上部結(jié)構(gòu)橋型為（37.96+65+37.96）m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，主跨上跨延平大道，交角為135°。箱梁結(jié)構(gòu)形式為單箱雙室變截面連續(xù)箱梁，單幅箱梁頂寬為16.50m，底寬10.50m。控制斷面梁高：中間支點處4m，邊跨直線段及主跨跨中處2.2m，其高跨比分別為1/16.25和1/ 29.55。梁高變化段梁底曲線采用圓曲線。箱梁橫截面為單箱雙室直腹板，箱梁頂板寬度為16.5m，底寬為10.5m，箱梁兩側(cè)翼板懸臂長度為3.0m。箱梁底板水平，通過兩腹板的高差，實現(xiàn)頂板單向橫坡。采用掛籃懸臂澆筑施工，其中0#塊長度為12m，1～5#塊長3m，6～8#塊長3.5m，合攏段長2m。橋下延平大道為雙向四車道，交通流量較大，并以重型貨車為主。橋下凈空為跨中：7.6m，跨線段最小凈空為5.3m。

2　總體施工安排

根據(jù)設(shè)計要求并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，壽溪特大橋第二十五聯(lián)（左右幅）采用掛籃懸臂澆筑施工。在墩柱施工完成后進行0#塊施工，由于橋墩較矮，直接采用扣件式滿堂支架一次性立模整體澆筑施工。邊跨直線段采用扣件式滿堂支架。其余節(jié)段采用采用整體式桁架掛籃一次性全截面整體澆筑施工。合攏順序為先邊跨后中跨。鋼筋由鋼筋集中加工場進行統(tǒng)一制作，運輸至施工現(xiàn)場進行安裝，砼由拌和站拌制，砼運輸車運至現(xiàn)場，汽車泵輸送入模，插入式振動棒進行振搗。掛籃施工材料豎直運輸采用塔吊，塔吊立于右幅110#主墩右側(cè)及左幅112#主墩左側(cè)，兩部均選用TC6024型塔式起重機，臂長選用56m。

3　掛籃施工

3.10#塊施工

為了保證結(jié)構(gòu)的整體性，避免施工縫，由于橋墩較矮，按設(shè)計要求采取扣件式滿堂支架，支架上安裝模板，鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋，一次性整體澆注的施工方案。

0#塊施工程序為：臨時固結(jié)→支架地基處理→支架搭設(shè)→安裝0#塊段底模板→支架預(yù)壓→安裝外模→安裝底板、腹板、隔墻鋼筋→豎向預(yù)應(yīng)力安裝→內(nèi)模安裝→安裝頂板鋼筋、縱向預(yù)應(yīng)力管道及堵頭模→灌注砼→養(yǎng)護、穿束→拆模→張拉箱梁預(yù)應(yīng)力筋→壓漿→模板、支架拆除。

3.2掛籃設(shè)計與掛籃施工

根據(jù)大橋懸澆梁段最大自重，以及澆注節(jié)段最大長度的特點，以懸澆最不利節(jié)段的相關(guān)參數(shù)作為依據(jù)，按剛度控制設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求，掛籃（含模板及各種附屬設(shè)備）重量不超過75t。掛籃主要由主桁系統(tǒng)、提吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)及錨固系統(tǒng)、和附屬結(jié)構(gòu)（操作平臺、爬梯等）等五部分組成。

（1）菱形主桁架：菱形主桁架是掛籃的主要承重結(jié)構(gòu)，由三片菱形桁架組成三道主桁架。桁架間距和腹板豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋位置相對應(yīng)。每片主桁架由上平桿、下平桿、立柱、前斜桿、后拉桿組成，各桿件均采用雙拼［32a鋼拼。各桿件間采用普通螺栓鋼箱體聯(lián)結(jié)成菱形桁架。所用材料均為A3型鋼。三道桁架通過前上橫梁、平聯(lián)桁架、后錨平聯(lián)及［20a鋼剪刀撐連接成整體，以加強整體穩(wěn)定性與受力均衡性。掛籃橫縱斷面詳見圖1～圖3。

圖1　掛籃縱斷面圖

圖2　掛籃橫斷面（1）

（2）提吊系統(tǒng)

用鋼吊桿來聯(lián)接掛籃主桁架、底模平臺及內(nèi)外模板。吊帶采用Ф32精扎螺紋鋼筋。后下橫梁及內(nèi)、外滑梁的后端采用端Ф32精扎螺紋鋼筋將錨固于梁體砼上、前端在主桁架上的前上橫梁錨固固定，并用2個螺旋千斤頂通過吊桿調(diào)整梁調(diào)節(jié)底模的標(biāo)高。

圖3　掛籃橫斷面（2）

（3）模板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)：箱梁外側(cè)模、底模均采用整體鋼模板。整個外側(cè)模支撐在外滑梁及外滑梁上，外滑梁前端懸吊在主桁架前上橫梁上，掛籃前移時，外滑梁與外模一起沿后吊架滑行。內(nèi)模由內(nèi)模架、模板、橫、豎帶及調(diào)整絲杠等組成。每室中內(nèi)模架吊在兩根內(nèi)滑梁上，內(nèi)模后吊點處設(shè)置有滾動裝置，掛籃前移時，內(nèi)模板與內(nèi)滑梁一起沿后吊架一起移動。外側(cè)模板與底模夾緊，以防漏漿。腹板內(nèi)外模之間采用拉桿連接，保證砼澆注過程中不發(fā)生跑模現(xiàn)象。

（4）行走及錨固系統(tǒng)

①行走系統(tǒng)：在主構(gòu)梁的三片桁架下的箱梁頂面鋪設(shè)軌道墊梁，墊梁上鋪設(shè)兩根I30a軌道，兩組反扣輪，軌道上再鋪設(shè)壓梁、壓梁上用豎向精軋螺紋鋼與梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋連接進行錨固（無豎向預(yù)應(yīng)力筋節(jié)段需預(yù)留孔，間距為60cm，用精軋螺紋鋼進行錨固），主桁架立于壓梁上。每根壓梁和墊梁均采用雙拼［14鋼，壓梁位置與梁體豎向筋相對應(yīng)。整體主桁架前端支座采用劃船形式，與主桁架螺栓連接。掛籃前移時將掛籃頂起，利用液壓千斤頂頂推前進。為保證外模與內(nèi)模行走，內(nèi)模縱梁均采用滑梁，外模兩側(cè)各設(shè)一根滑梁作為縱梁。滑梁構(gòu)造：由縱梁掛于滾動吊架上，滾動吊架在掛籃行走時由提吊系統(tǒng)提注不動，縱梁在滾動吊架上滑行前進。掛籃前行移動前，需進行吊桿轉(zhuǎn)換：內(nèi)模、外模后端由承重吊桿轉(zhuǎn)換到滾動吊架上，底模轉(zhuǎn)換到外導(dǎo)梁上（外模縱梁），然后解除所有掛籃模板系統(tǒng)后端與梁體的錨固。為防止掛籃行走時后錨反扣輪出現(xiàn)意外導(dǎo)致掛籃整體向前傾覆，在后錨位置設(shè)置行走反壓梁的保險裝置。保險裝置利用上下反壓梁和精軋螺紋鋼錨固在行走軌道上，反壓保險梁采用雙拼［20a鋼。

②錨固系統(tǒng)：掛籃的錨固系統(tǒng)指掛籃在懸臂澆注作業(yè)時，掛籃的后端利用精軋螺紋鋼和后錨壓梁把主桁架后節(jié)點錨于固梁體上，錨固時應(yīng)使后支座反扣輪脫離軌道，使后錨力全由精軋螺紋鋼承擔(dān)。每片主桁架后端錨固箱體上各采用雙拼工25a的錨固壓梁通過精軋螺紋鋼錨固于梁體上，即每片主桁架共設(shè)4根錨固鋼筋。

（5）附屬結(jié)構(gòu)

掛籃附屬結(jié)構(gòu)主要為掛籃施工時提供操作平臺及安全防護，主要有：操作平臺、爬梯等。操作平臺有：前上梁平臺、后下梁平臺、底籃側(cè)面平臺、張拉操作平臺。操作平臺采用型鋼結(jié)構(gòu)、面板鋪設(shè)鋼格板，兩側(cè)采用欄桿立柱與欄桿扶手形成護欄對施工人員形成保護。操作平臺（除張拉操作平臺）與相應(yīng)橫梁采用螺栓連接，固定于掛籃之上。張拉操作平臺用4個倒鏈懸吊在主桁架上，通過倒鏈可升降，以適應(yīng)梁段高度變化及張拉需要。爬梯有：主桁架爬梯及主桁架通道平臺，均采用鋼結(jié)構(gòu)固定于掛籃相應(yīng)位置上。

（6）掛籃試壓

本橋掛籃本身的變形是作為結(jié)構(gòu)懸澆施工撓度控制中必須考慮的一個重要因素。因此，掛籃預(yù)壓就是撓度控制的一個必須步驟。掛籃在梁頂拼裝完成后進行試運行操作及預(yù)壓測試。掛籃各部位液壓系統(tǒng)的試運行在梁段內(nèi)進行，確保運行正常后，前移就位錨固好，調(diào)整到施工l#塊梁段狀態(tài)，以進行掛籃預(yù)壓測試。掛籃預(yù)壓的目的：檢測掛籃的剛度、驗證掛籃的可靠性；消除其非彈性變形；測出掛籃在不同荷載下的實際變形量，畫出荷載-彈性變形曲線，以便在撓度控制中修正立模標(biāo)高。

觀測點布置在前上橫梁各5個點，前下橫梁各5個點并觀測主桁前端的撓度及吊桿的受力。加載過程中記錄好各級荷載作用下掛籃的變形量并繪制出變形曲線。通過計算出掛籃的彈性變形，來獲得掛籃施工各塊段時立模標(biāo)高修正控制數(shù)據(jù)，以控制好箱梁懸澆的撓度。

預(yù)壓段箱梁外模板應(yīng)全部安裝完畢進行預(yù)壓。預(yù)壓采用沙袋，預(yù)壓重量不低于梁體自重的120％。沙袋預(yù)壓分層進行。分層預(yù)壓重量為50％→70％→100％→120％梁體自重；每層預(yù)壓完成后應(yīng)進行觀測，并收集沉降數(shù)據(jù)，并以此值為參考，作為設(shè)置底籃標(biāo)高的依據(jù)。

（7）懸臂澆注施工

0#塊施工完成拆除支架后，進行掛籃安裝，掛籃安裝可根據(jù)起吊運輸能力將掛籃桿件在加工場拼裝成若干組件，再將掛籃組件吊至0#塊梁段上進行組裝，組裝完成后進行掛籃預(yù)壓；掛籃預(yù)壓、卸載完成后，調(diào)整掛籃模板標(biāo)高，進行鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的加工及安裝、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿等施工。

懸臂段各節(jié)塊砼澆筑按底板、腹板、頂板、翼緣板的順序，由掛籃前端向后端方向澆筑，使掛籃前期擾度大，后期擾度小，避免節(jié)段間出現(xiàn)裂縫。澆注時水平分層，斜向分段，整體一次澆筑。懸臂段砼澆注施工時應(yīng)隨時保證懸臂平衡。每個節(jié)段的施工周期不小于10天，砼受力齡期不少于7天，相鄰兩節(jié)段砼齡期在任何情況下不得大于20天。

梁段懸臂澆筑的施工程序：掛籃安裝或掛籃前移就位→安裝底、外、端模板→綁扎底板、腹板鋼筋，安裝底板預(yù)應(yīng)力束成孔管道、預(yù)埋件及預(yù)留孔道→安裝腹板成孔管道，豎向預(yù)應(yīng)力筋，安裝內(nèi)模→安裝頂板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道→調(diào)整掛籃標(biāo)高→一次澆注梁段砼→檢查并清通預(yù)應(yīng)力筋孔道→砼養(yǎng)生、拆模及接縫處理→穿設(shè)鋼束→張拉預(yù)應(yīng)力筋→孔道壓漿→下一節(jié)塊施工。

（8）邊跨直線段施工

邊跨直線段施工時根據(jù)現(xiàn)場情況在過渡墩附近或承臺上搭設(shè)碗扣式滿堂支架。支架安裝完成之后，按120％施工總重量進行靜載壓重試驗，以消除結(jié)構(gòu)殘余變形，立模調(diào)整標(biāo)高，綁扎鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件，灌注砼。支架搭設(shè)及預(yù)壓方案同0#塊一致。

（9）合攏段施工

本箱梁共有三個合攏段，施工時，按設(shè)計要求先邊跨合攏，邊跨合攏后解除臨時固結(jié)，進行體系轉(zhuǎn)換后，再中跨合攏。合攏段利用掛籃底模及吊架施工。在澆筑邊、中跨合攏段前，須先壓重并安裝剛性連接，張拉臨時鎖定合攏束，然后立模、綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道。

合攏段合攏溫度控制20±2°C，合攏段混凝土灌注前，在合攏段兩側(cè)塊段上設(shè)置壓重水箱（每端壓重為合攏段自重的一半），安裝剛性支撐，鋼支撐鎖定前應(yīng)實測懸臂端位置，懸臂端實測與理論標(biāo)高差，兩懸臂端相對高差及懸臂端梁體軸線橫向偏差應(yīng)滿足規(guī)范要求（高差與軸線偏差值均應(yīng)小于1cm）。張拉剛性支撐處的合攏束，作為合攏前的臨時束。邊澆筑砼邊排除與灌注砼同重量的水，以等量代換保證懸臂端荷載一致，確保砼質(zhì)量及線型。砼灌注完成后，做好收漿和養(yǎng)護工作。待合攏段砼強度達到張拉強度后，嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)定的張拉順序和要求，按張拉工藝進行張拉和壓漿工作。

4　結(jié)束語

本橋懸臂施工采用菱形掛籃具有自重輕，組拼方便，適用性強，周轉(zhuǎn)使用，剛度大，變形小，便于線型控制等優(yōu)點。本橋使用的菱形掛籃確保了橋梁施工的線形和結(jié)構(gòu)安全，施工過程中采用了施工監(jiān)控措施，對橋梁的擾度和應(yīng)力進行動態(tài)監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋，及時糾正施工誤差，取得良好的施工質(zhì)量和經(jīng)濟效益。