大跨度變截面連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工的監(jiān)理工作探析

王 哲

（河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司 河北石家莊 050000）

大跨度變截面連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工的監(jiān)理工作探析

王 哲

（河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司 河北石家莊 050000）

結(jié)合衡德高速故城支線衛(wèi)運河特大橋的工程建設(shè)實際情況，對大跨度變截面連續(xù)箱梁采用掛籃懸澆施工的重點和難點進行了分析，并從監(jiān)理的角度，提出了加強對掛籃懸澆施工質(zhì)量的控制措施。

連續(xù)箱梁 掛籃 懸澆 監(jiān)理探析

1 主橋工程概況

衛(wèi)運河特大橋位于德商高速公路主線起點附近，中心樁號K0-080，跨徑布置為：（3*30）+(1-28)+(30+50+30)+(1-28)+(3*30)+(4*30)+(3*30)+(4*30)+(3*30)+(50+85+50)+(3*30)+(4*30)+(4*30)+(2 0.5+20.5)+(30+50+30)+(1-28)+(3*30)m，共17聯(lián)，起點樁號K0-858.5，終點樁號K0+698.5，全橋長1557m。采用雙向四車道高速公路標準建設(shè)，設(shè)計速度120km/h。

1.1 主橋跨徑和箱梁斷面主要結(jié)構(gòu)尺寸，見圖1

主橋上部結(jié)構(gòu)采用50m+85m+50m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁，單箱單室截面，箱梁頂板寬13.25m,懸臂長3.0m，底板寬7.25m，中支點梁高5m，端支點梁高2m，墩頂?shù)装搴?0cm,跨中底板厚30cm，梁高和底板厚度均采用1.8次拋物線變化。箱梁頂板厚28cm,懸臂端厚20cm，懸臂根部厚65cm。主墩（26、27#）下部結(jié)構(gòu)采用雙肢薄壁墩，群樁基礎(chǔ)。過渡墩（25、28#）采用矩形薄壁墩，單排樁基礎(chǔ)。

主橋箱梁0#、1#塊采用托架現(xiàn)澆，2#-11#塊采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工。0#、1#塊現(xiàn)澆段長14m，懸澆梁段長為3m和3.75m，單側(cè)懸澆最大長度34.5m，邊跨現(xiàn)澆段長6.5m，邊跨合攏段和中跨合攏段均長2.0m。懸臂現(xiàn)澆最重梁段為6#梁段，重108T。其中我項目部承擔山東側(cè)引橋及主橋左幅連續(xù)箱梁的施工任務(wù)。

1.2 箱梁預(yù)應(yīng)力體系簡述

主橋箱梁采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。縱向預(yù)應(yīng)力筋腹板束采用19Фs15.2型，頂板和底板束采用15Фs15.2型和17Фs15.2型。橫向預(yù)應(yīng)力筋采用3Фs15.2型，單端交替張拉，布置間距50cm。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用40Si2MnMOV高強精軋螺紋粗鋼筋JL32。

圖1 主橋橋型布置圖

2 主橋施工總體安排和上部結(jié)構(gòu)箱梁懸臂澆筑工藝流程，見圖2

2.1 施工組織及計劃安排

主橋連續(xù)箱梁采用三角形掛籃懸臂澆筑施工，首先在主墩兩側(cè)搭設(shè)托架，澆筑0#、1#塊。在0#、1#塊上拼裝掛籃，依次循環(huán)澆筑2-11#塊，然后邊跨合攏（支架法施工），再中跨合攏（掛籃施工）。

2.2 上部結(jié)構(gòu)箱梁懸臂澆筑工藝流程

第一階段：搭設(shè)26、27#主墩處0#、1#塊托架，預(yù)壓。

第二階段：（1）在支架上澆筑0#、1#塊件；

（2）待混凝土強度達到設(shè)計要求后張拉該斷面鋼束；

（3）在0#、1#塊上拼裝掛籃、預(yù)壓。

第三階段：掛籃分段對稱澆筑2-11#塊件，對稱張拉相應(yīng)段鋼束（在施工8-11#梁段過程中同步完成邊跨現(xiàn)澆段施工）。

第四階段：（1）采用支架現(xiàn)澆邊跨合攏段；

（2）張拉邊跨鋼束、壓漿。

第五階段：（1）使用保留的掛籃澆筑中跨合攏段；分批張拉中跨鋼束；

合攏段掛籃拆除。

3 大跨度變截面連續(xù)箱梁掛籃施工的重點 、難點分析

3.1 施工中的環(huán)境風(fēng)險

圖2 主橋箱梁節(jié)段懸澆施工工藝流程圖

本橋為連續(xù)梁懸臂澆筑理論上是完全對稱，而實際上不可能達到完全平衡施工，會出現(xiàn)不對稱情況。為防止懸臂澆筑時產(chǎn)生不平衡力矩、 出現(xiàn)安全隱患，必須將0#塊、1#塊箱梁、橋墩、柱、承臺臨時固結(jié)成一個整體。

3.2 本橋施工中對以下一些環(huán)境因素在合攏時分別加以考慮。

（1）合攏溫度

合攏溫度的選擇15±2℃。

（2）日照的影響

本橋單T的懸臂的實際長度為41.5 m，在合攏前成懸臂狀態(tài)，由于受到日照的影響，箱梁的頂面和底面的溫度差別引起懸臂的變化。

（3）溫度的影響

本橋的T構(gòu)長度為85 m，合攏時混凝土的溫度每變化1℃將會使合攏長度產(chǎn)生85000×0.00001=0.85mm的變化。

（4）混凝土的收縮、徐變已澆單“T”的混凝土后期的收縮、徐變值雖然很小，但易在新老混凝土的交接處產(chǎn)生裂縫。（5）臨時荷載的作用

荷載將使懸臂端下?lián)?，卸載后又會得到一定的恢復(fù)。合攏時自重引起的懸臂端的變化，它同臨時荷載一樣屬于永久性。

3.2 0#塊、1#塊施工的重點、難點分析

0#、1#塊內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋布置復(fù)雜、非預(yù)應(yīng)力筋密集，施工難度大。0#段混凝土數(shù)量為192.2m3，1#段混凝土數(shù)量為95.6m3，結(jié)合混凝土振搗和輸送泵運輸混凝土的所用時間，以及拌和站的拌合能力，配置8臺罐車、2臺汽車泵，以滿足混凝土的順利澆筑。澆筑混凝土?xí)r，安排專人對支架模板觀測。澆筑完成后，及時進行養(yǎng)護，表面覆蓋土工布，使混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，防止出現(xiàn)溫度裂紋。

3.3 掛籃懸臂澆筑施工的難點分析

掛籃要承受現(xiàn)澆段砼的自重及施工荷載，若掛籃強度、剛度不足，不但影響箱梁的質(zhì)量，而且因高空及水上作業(yè)，還會造成嚴重的安全事故。因此掛籃是懸臂澆筑的關(guān)鍵設(shè)備，要求安全可靠，重量輕，盡可能利用型鋼，減少機械加工量；掛籃裝拆要方便，施工易控制、速度快，人工勞動強度小。為保證箱梁外觀接縫平順，承重系統(tǒng)的主要構(gòu)件截面尺寸由剛度控制設(shè)計。掛籃設(shè)置定向滑道，除滑道及內(nèi)模外掛籃一次性整體前移到位。通用性強，在適用不同的橋梁施工時，掛籃的改造要小。解體后最大構(gòu)件重量不超過3T，且運輸上能滿足公路運輸?shù)囊蟆?/p>

掛籃懸臂的澆筑施工每段澆筑前后都要精準測量，并將信息反饋，調(diào)節(jié)下一階段的掛籃軸線、標高。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)觀測支架或掛籃的變形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。

3.4 合龍段施工的難點分析

合龍段施工是由懸臂梁變連續(xù)梁轉(zhuǎn)換受力體系的重要環(huán)節(jié)，對于形成橋梁整體的質(zhì)量至關(guān)重要。合龍段施工受兩側(cè)懸臂澆筑產(chǎn)生偏差的影響，合龍段施工應(yīng)有專項技術(shù)措施，一般采用勁性骨架進行臨時約束鎖定。

4 大跨度懸臂澆筑施工中的主要控制措施

4.1 監(jiān)理預(yù)控措施

熟悉和掌握掛籃懸澆連續(xù)梁的質(zhì)量控制文件和資料、熟悉監(jiān)理合同、承包合同和設(shè)計圖紙。

組織和督促施工單位全面檢查掛籃懸澆連續(xù)梁各道工序是否符合設(shè)計圖紙及規(guī)范要求。

做好設(shè)計交底及圖紙會審工作，組織施工單位進行會審，督促其做好會審記錄。

對承包單位人員設(shè)備等技術(shù)力量進行審核。

審核施工單位開工申請報告。審核施工單位施工組織設(shè)計是否符合施工規(guī)范要求，是否有保證施工質(zhì)量的技術(shù)措施和施工工藝流程。根據(jù)提交的開工申請報告，審查是否已具備開工條件，審核標準應(yīng)以施工方案，現(xiàn)場施工準備情況，各種開工手續(xù)是否齊全，來確定是否同意開工。

4.2 橋梁工程主要原材料的控制

主要原材料鋼筋、鋼絞線、錨具、混凝土應(yīng)取樣檢測，出具實驗報告，報監(jiān)理審批。

4.3 上部結(jié)構(gòu)施工中的測量復(fù)核工作

標高觀測時間控制：掛籃就位后、混凝土澆筑前、混凝土澆筑后、張拉完畢后，溫度觀測和應(yīng)力觀測按需要進行。

梁頂標高控制：

在澆筑箱梁頂板混凝土前，在梁頂面布設(shè)鋼筋棍，每個斷面按左、中、右設(shè)三個點，將鋼筋棍焊在頂層鋼筋上，使頂端標高為梁頂面標高，以此辦法來控制頂板砼澆筑標高及橫坡度。

合攏段的高程控制：

考慮到合攏段混凝土及施工荷載對前一節(jié)段已完成部分的高程影響，合攏段高程控制應(yīng)在前兩節(jié)段施工時提前有所控制，重點控制因合攏段混凝土施工重量造成已完成的前一節(jié)段下沉量，具體量值通過監(jiān)控單位控制。

4.4 主墩處0#塊、1#塊臨時固結(jié)的檢查要點

4.4.1 0#塊臨時固結(jié)方案簡介

0#、1#塊箱梁采用三角形托架施工。0#、1#塊箱梁管道密集,預(yù)埋件及預(yù)留孔多,結(jié)構(gòu)和受力情況復(fù)雜。施工順序為：托架施工→托架預(yù)壓→底模安裝→外側(cè)模安裝固定→底板、腹板、橫隔板普通鋼筋綁扎→波紋管安裝定位→沖洗底?！惭b內(nèi)?！敯迤胀ㄤ摻罱壴敯宀y管安裝定位→預(yù)埋件安裝→沖洗底?！鷿仓炷痢B(yǎng)生→張拉→壓漿→拆模。

4.4.2 0#塊臨時固結(jié)的檢查要點

檢測鋼管混凝土的強度，通過錘擊外壁檢查是否有空鼓聲，對承臺頂部及箱梁底部預(yù)埋鋼筋進行隱蔽驗收，以確保鋼管和上下結(jié)構(gòu)的連接；檢查鋼立柱和橫向聯(lián)系鋼梁的焊接質(zhì)量，在掛籃懸臂澆筑過程中觀察臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)的變形量和位移量，超設(shè)計要求時，應(yīng)采取加固措施。

4.5 掛籃制作、安裝的控制要點

4.5.1 掛籃試拼

掛籃加工完成后，在地上進行試拼，各零部件均滿足設(shè)計要求后投入使用。三角桁架拼裝完成后，主梁頂、底面與主梁前橫梁、后橫梁間應(yīng)栓牢固。

4.5.2 拼裝

（1）1#塊完成張拉后，每根主桁下設(shè)1道雙工字鋼鋼軌，其下用雙[12槽鋼鐵枕及鋼板找平，利用預(yù)應(yīng)力螺母及預(yù)埋精軋螺紋錨固于已成型的梁段上。

（2）拼裝主桁。安裝主梁，施加主梁后錨，安裝主梁平聯(lián)及主梁后橫梁；安裝立柱、立柱平聯(lián)及斜拉帶，形成三角桁片；然后安裝主桁、反壓梁及前上橫梁。為加強掛籃的整體性、牢固性，在三角桁架安裝調(diào)整好后，主梁平聯(lián)應(yīng)與立柱焊接。

（3）拼裝底模及側(cè)模系統(tǒng)。安裝底模前后下橫梁及小縱梁，在縱梁上鋪設(shè)底模鋼模，加固后安裝整體側(cè)模。底模系統(tǒng)與主桁使用JL32精軋螺紋粗鋼筋連接，后下橫梁固定于已成型的1#塊底板上。

4.6 懸臂澆筑箱梁混凝土的控制要點

在施工單位完成了鋼筋綁扎和模板安裝后，自檢合格后，監(jiān)理工程師應(yīng)全面復(fù)檢，在完全符合設(shè)計與技術(shù)規(guī)范要求后方能批準澆筑砼。澆筑前監(jiān)理工程師應(yīng)審核混凝土施工配合比是否符合要求。

4.7 合龍段施工的控制要點

全橋箱梁合攏按照先邊跨后中跨的順序施工，邊跨合攏段采用滿堂支架施工，支架設(shè)計及搭設(shè)方法與邊跨現(xiàn)澆段相同，中跨合攏段利用一個掛籃的底籃進行合攏。

在施工懸澆段11#、11’#節(jié)段和邊跨現(xiàn)澆段13#塊時預(yù)埋好勁性骨架接頭鋼板，勁性骨架預(yù)埋時充分估計施工誤差，留足預(yù)埋槽鋼之間的間距，且同一合攏段后施工的一個懸臂端槽鋼預(yù)埋時其橫向、豎向相對應(yīng)箱梁的位置與先施工的一個懸臂端（槽鋼已預(yù)埋）保持一致，盡量使合攏時兩節(jié)預(yù)埋槽鋼在一條直線上（其精度與箱梁合攏精度相同）。

合攏段合攏時滿足設(shè)計要求，軸線偏差小于1cm，兩端高差不大于2cm。合攏前對節(jié)段的標高及軸線進行聯(lián)測，并連續(xù)觀測氣溫變化及梁體相對標高的變化和軸線偏移量，觀測合攏段在溫度的影響下的梁體長度變化。

掛籃施工完成后先將底模落下，再將掛籃退回1#塊拆除。合攏前清除T構(gòu)上不必要的施工荷載，使全橋T構(gòu)始終處于相對平衡狀態(tài)。

合攏溫度選擇在一天中溫度最低的時段進行。合攏時間宜選在日照溫差小的陰天或溫度變化幅度較平穩(wěn)的時間段進行。大致是午夜合攏鎖定，凌晨開始澆注混凝土。合攏段混凝土澆注完畢后，養(yǎng)生至強度達到設(shè)計要求強度后，按設(shè)計張拉底板預(yù)應(yīng)力束并錨固。

4.8 預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿的控制要點

4.8.1 預(yù)應(yīng)力張拉的控制

按設(shè)計要求進行張拉作業(yè)，在箱梁混凝土強度達到90%以上進行張拉作業(yè)。

張拉以應(yīng)力和伸長值雙控法控制，以前者為主要控制指標，后者作為校核。按規(guī)范要求，預(yù)應(yīng)力機具在用于施工前千斤頂與液壓表已配套校驗，得出液壓表讀數(shù)與張拉力曲線方程，并在有效期內(nèi)使用，在預(yù)應(yīng)力張拉施工中千斤頂與液壓表配套使用，不得混用。

4.8.2 預(yù)應(yīng)力管道壓漿的控制

預(yù)應(yīng)力張拉后，張拉伸長的鋼絞線應(yīng)用砂輪機切除，并用水泥砂漿封錨，其覆蓋層厚度應(yīng)不小于2cm。預(yù)應(yīng)力管道壓漿應(yīng)重點檢查漿液的性能指標是否符合規(guī)范要求。 本工程采用智能大循環(huán)壓漿取得了很好的效果。

5 結(jié)語

掛籃懸臂澆筑作為一種成熟的施工工藝已越來越多的應(yīng)用于大跨徑橋梁建設(shè)中。衛(wèi)運河特大橋采用掛籃懸澆施工工藝，在施工中橋梁線形和混凝土的質(zhì)量都得到了有效控制,確保了大橋的工程質(zhì)量，對該施工工藝進行運用和總結(jié)具有非常重要的應(yīng)用價值和實際工程意義，為該類型橋梁的建造技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗。但是，對于跨越江、河段的大橋采用掛籃懸臂澆筑施工，仍然存在著很大的風(fēng)險。監(jiān)理人員在掛籃懸臂連續(xù)箱梁澆筑工程過程中，必須嚴格按照施工順序，對照相關(guān)監(jiān)理規(guī)范，控制好每個施工環(huán)節(jié)，對關(guān)鍵部位必須嚴格監(jiān)理，從而保證橋梁施工質(zhì)量。

[1]花宏飛.《懸臂澆筑連續(xù)梁施工監(jiān)理》，2011

[2]江洪波.《淺析滬昆客專湘江特大橋掛籃懸澆施工工藝》，2012.11

Analysis of the Supervision on the Construction Technique of Continuous Box Girder Hanging Basket Suspension Pouring at Large Span Variable Cross Section

WANG Zhe
(Hebei Highway & Waterway Engineering Consulting Co., Ltd. Shijiazhuang Hebei 050000 China)

Combined with the actual situation of engineering construction of Wei canal bridge on Gucheng branch line of Hengde Superhighway, this thesis analyzes the key points and difficult points of construction of continuous box girder hanging basket suspension pouring at large span variable cross section. And from the angle of supervision, it puts forward control measures to enhance the construction quality of hanging basket suspension pouring.

continuous box girder hanging basket suspended pouring supervision analysis

A

1673-1816(2016)04-0012-06

2016-03-22

王哲（1990－），女，河北石家莊人，漢，助理工程師，研究方向公路工程技術(shù)與計量。