箱梁懸臂澆筑梁段掛籃施工要點(diǎn)

韓 昌 偉

(呂梁公路建設(shè)有限公司，山西 呂梁 033099)

1 概述

在橋梁梁部采用懸臂施工法時(shí)，通過由墩頂向兩側(cè)將分為若干段的梁部進(jìn)行拼裝或現(xiàn)澆，直至合龍成型。按照施工工法分類，由墩頂向兩側(cè)逐段現(xiàn)澆的稱為懸臂澆筑，逐段進(jìn)行拼裝的稱為懸臂拼裝。

在我國(guó)大跨徑橋梁施工中，采用懸臂澆筑應(yīng)用最為廣泛。在該法施工中，梁段施工在掛籃上完成，對(duì)通行影響小，施工效率高；同時(shí)逐段現(xiàn)澆能保證梁體的穩(wěn)定性和整體性。

某大橋全長(zhǎng)911.712 m，主橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁為單箱單室截面，梁高、底板厚度均按2次拋物線變化。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，主橋X，X號(hào)墩共2個(gè)“T”對(duì)稱采用懸臂現(xiàn)澆施工，先合龍邊跨，再合龍中跨。單“T”分成14個(gè)懸臂澆筑段，0號(hào)，1號(hào)段采用搭設(shè)托架澆筑外，2號(hào)～14號(hào)梁段采用掛籃懸澆。

2 施工控制要點(diǎn)

在懸臂澆筑法施工時(shí)，主要是循環(huán)進(jìn)行掛籃前移、鋼筋安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等工序，需要經(jīng)過數(shù)次體系轉(zhuǎn)換，施工工藝復(fù)雜，難度較大，須從掛籃拼裝、箱梁模板、箱梁鋼筋、混凝土懸澆及養(yǎng)生方面進(jìn)行控制，以確保施工質(zhì)量和安全。

2.1 掛籃拼裝

掛籃是懸臂澆筑最主要的設(shè)備。我國(guó)使用較多的是三角形及菱形結(jié)構(gòu)掛籃。在本項(xiàng)目中，根據(jù)該大橋工程具體情況，采用2套不考慮周轉(zhuǎn)的180 t菱形掛籃。

進(jìn)行掛籃拼裝時(shí)，使用吊車及塔吊將掛籃拼裝件在0塊，1塊上拼裝成型(見圖1)，按照先主體后局部，先上部后下部的順序拼裝，要求掛籃行走和進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)的穩(wěn)定系數(shù)不小于2.0。掛籃前移時(shí)，應(yīng)在后方設(shè)置控制其滑動(dòng)裝置。前移就位后，應(yīng)立即將后錨鎖定，確保穩(wěn)固。

掛籃拼裝完畢后，為保證作業(yè)安全，通過預(yù)壓能有效消除桁架非彈性變形。

在進(jìn)行1號(hào)段施工時(shí)，由于墩頂工作面較窄，兩側(cè)掛籃應(yīng)相連。進(jìn)行2號(hào)段及以后節(jié)段施工時(shí)，兩側(cè)掛籃應(yīng)分開向兩側(cè)同步進(jìn)行作業(yè)(見圖2)。

2.2 箱梁模板施工

在本項(xiàng)目中，外側(cè)模采用鋼模板，內(nèi)模使用木模和鋼模板結(jié)合使用方式。底模為大塊鋼模(見圖3)，直接鋪裝在底籃上，須進(jìn)行底板平面幾何尺寸的嚴(yán)格控制。

由于箱梁高度變化較大，應(yīng)沿高度方向分段拼裝模板，以便于調(diào)整高度。在內(nèi)模板(如圖4所示)中部設(shè)置的上、下倒角模活動(dòng)段，能有效減少高度調(diào)整時(shí)的工作量。模板接縫要用雙面膠貼縫，保證不漏漿，接縫進(jìn)行平順度、垂直度控制。

內(nèi)外模搭設(shè)的骨架須安裝在可靠工作平臺(tái)上。在底籃縱梁前端挑出幾根型鋼，上面鋪設(shè)木板搭設(shè)可靠的工作平臺(tái)。

2.3 箱梁鋼筋施工

進(jìn)行鋼筋綁扎時(shí)，以箱梁的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段為一個(gè)綁扎單元。先進(jìn)行箱梁底板、腹板鋼筋綁扎后，進(jìn)行內(nèi)模板安裝，最后進(jìn)行頂板、翼板鋼筋綁扎。在所有主筋下和腹模、翼緣側(cè)面均應(yīng)放置砂漿墊塊。

在進(jìn)行縱向主筋焊接時(shí)，相鄰焊縫應(yīng)分區(qū)對(duì)稱跳焊，不可順方向連續(xù)施焊。鋼筋綁扎時(shí)，接頭位置相互錯(cuò)開。綁扎箱梁頂面負(fù)彎矩鋼筋時(shí)，應(yīng)確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)均要綁扎。

對(duì)于出現(xiàn)的鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力管道沖突，通過進(jìn)行鋼筋位置的適當(dāng)移動(dòng)來避讓管道。進(jìn)行預(yù)埋件安裝(見圖5)，主要是吊桿孔、防撞欄鋼筋、箱梁中心測(cè)量控制點(diǎn)、通信管線預(yù)埋鋼板及掛籃施工所需的后錨吊帶孔和吊桿孔。

2.4 懸澆段混凝土施工

在澆筑前，應(yīng)清除鋼筋及底板雜物，檢查預(yù)應(yīng)力管道是否存在洞眼，對(duì)發(fā)現(xiàn)的洞眼應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)后方可澆筑。將模板及接縫處進(jìn)行灑水潤(rùn)濕。在本項(xiàng)目中，使用2臺(tái)混凝土輸送泵同步對(duì)稱澆筑(見圖6)，一對(duì)掛籃嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求平衡對(duì)稱施工，不平衡重量不得超過半個(gè)底板重量。

混凝土澆筑須連續(xù)、均衡、對(duì)稱進(jìn)行，先進(jìn)行底板澆筑，后是腹板，頂板最后。須水平分層進(jìn)行混凝土澆筑，每層厚度按30 cm進(jìn)行控制，大小振動(dòng)棒配合使用確保混凝土密實(shí)度。進(jìn)行上層混凝土澆筑時(shí)，振動(dòng)棒插入下層混凝土5 cm～10 cm。對(duì)于現(xiàn)澆過程中出現(xiàn)的間斷，為防止出現(xiàn)施工冷縫，在前層混凝土初凝時(shí)間內(nèi)須恢復(fù)澆筑作業(yè)。

每個(gè)塊段混凝土澆筑完畢后，混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后，對(duì)接合面進(jìn)行鑿毛處理，將表面水泥漿鑿除至骨料露出。在下一塊段混凝土澆筑前，表面灑適量水進(jìn)行濕潤(rùn)，防止接合面出現(xiàn)干縮裂縫。

箱梁頂面澆筑完畢后，平整度須滿足設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行拉毛處理，以保證與橋面鋪裝層聯(lián)接良好。混凝土澆筑完畢后，在強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa前不得使其承荷載。

2.5 混凝土養(yǎng)生

在箱梁0塊段頂設(shè)置水箱，沿橋向布置PVC管接水至現(xiàn)澆段進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。采用覆蓋塑料薄膜方式進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于7 d。養(yǎng)生期內(nèi)保持混凝土表面濕潤(rùn)。頂板混凝土澆筑后，頂面先鋪一層濕土工布。

梁體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值75%后，進(jìn)行后續(xù)施工。

3 施工控制措施

在懸臂澆筑施工中，大跨徑箱梁撓度控制是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵，直接決定合龍精度。箱梁施工中影響撓度的因素很多，采取有效措施進(jìn)行撓度控制，確保成橋線型質(zhì)量符合要求。本項(xiàng)目要求兩個(gè)“T”構(gòu)合龍時(shí)的豎向和橫向偏差控制在10 mm以內(nèi)。

3.1 掛籃施工觀測(cè)控制

在本項(xiàng)目中，模板高程使用0塊段中心處水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行控制，利用相鄰墩位水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校核。在施工過程中，安排專人對(duì)掛籃下?lián)锨闆r進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)吊帶及掛籃前端撓度進(jìn)行控制與調(diào)整，隨時(shí)對(duì)模板及拉桿進(jìn)行檢查，確保掛籃變形與設(shè)計(jì)值相符。在箱梁處放置壓力計(jì)和鋼筋應(yīng)力計(jì)，必要時(shí)可采用BJQN-4型激光橋梁撓度檢測(cè)儀。

施工時(shí)掛籃要在梁段預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿完成后對(duì)稱移動(dòng)。

3.2 撓度控制

大跨徑箱梁懸臂澆筑施工中，還須進(jìn)行結(jié)構(gòu)線型控制，通過對(duì)梁段標(biāo)高及各部位尺寸測(cè)量，有助于及時(shí)調(diào)整和控制梁段前端的底板標(biāo)高。

在本項(xiàng)目施工中，為確保合龍精度和設(shè)計(jì)線型，設(shè)置專門的觀測(cè)小組，對(duì)每個(gè)節(jié)段各施工工序中的懸臂撓度變化進(jìn)行觀測(cè)，以便于對(duì)出現(xiàn)的偏差進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)整，避免出現(xiàn)合龍段端部“剪力差”。

3.3 箱梁線型控制

這是箱梁施工控制的最主要內(nèi)容。施工時(shí)，嚴(yán)格按計(jì)算立模標(biāo)高進(jìn)行模板標(biāo)高控制。掛籃變形值按混凝土比重根據(jù)掛籃變形觀測(cè)成果進(jìn)行折算。設(shè)計(jì)撓度值已經(jīng)考慮了混凝土自重、混凝土徐變、溫度、預(yù)應(yīng)力等因素的影響，施工時(shí)可不予考慮。依據(jù)預(yù)拱度及設(shè)計(jì)標(biāo)高，合理確定待澆段的立模標(biāo)高并進(jìn)行嚴(yán)格控制。以保證合龍精度，合龍前相接懸臂的最后2個(gè)～3個(gè)節(jié)段在立模時(shí)須進(jìn)行聯(lián)測(cè)。

3.4 懸澆段控制

懸臂澆筑應(yīng)對(duì)稱平衡進(jìn)行，遵循變形和內(nèi)力雙控的原則，以變形控制為主。本項(xiàng)目中，要求懸澆過程中梁體中軸線允許偏差控制在5 mm內(nèi)，高程允許偏差為±10 mm。在施工過程中，應(yīng)及時(shí)調(diào)整掛籃在梁段澆筑時(shí)的彈性變形，確保掛籃前端底板高程不變，后端底板緊貼已澆節(jié)段梁的底板。

4 結(jié)語(yǔ)

采用懸臂澆筑法進(jìn)行大跨徑連續(xù)梁橋建設(shè)，具有能有效克服中西部地區(qū)山高溝深的自然條件限制、對(duì)交通干擾小、性價(jià)比高的顯著優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)高速公路建設(shè)逐步向中西部地區(qū)推進(jìn)，大跨徑橋梁施工越來越多，懸臂澆筑工法具有廣闊的應(yīng)用前景。

在懸臂澆筑施工工藝復(fù)雜，難度較大，做好施工中安全管理和施工控制，對(duì)梁體線型和應(yīng)力進(jìn)行控制，保證其達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這對(duì)確保施工質(zhì)量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。