淺談懸澆箱梁0號塊預應力三角托架施工技術

■胡長江

(福建第一公路工程集團有限公司，泉州 362000)

1 工程概況

龍海市龍江大道工程一標段中港大橋主橋上部結構為（35+2×55+35）m四跨預應力混凝土懸澆箱梁，左幅和右幅均為單箱單室變截面連續(xù)箱梁，0號塊長11m，箱梁根部梁高3.5m，箱梁根部底板厚60cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2.0次拋物線變化，箱梁腹板根部厚70cm，箱梁頂板寬13.75m，底板寬7.0m，兩側翼緣板懸臂長度3.375m，懸臂板端部厚18cm、根部厚70cm，箱梁頂設有2%的橫坡，箱梁底板保持水平，腹板保持鉛垂，通過調整兩腹板的高差，實現頂板的單向橫坡。一個0#塊砼為174.55m3，采用一次性現場澆筑。

2 0號塊預應力三角托架設計方案

0號塊預應力支承三角托架，包括6組對稱的支撐架10。該6組支撐架10設于橋墩墩身11的左右兩側。每個支撐架10包括裝設于橋墩墩身11上的I40b工字鋼水平縱梁12、［25b雙拼槽鋼斜撐梁13及［25b雙拼槽鋼斜向加強腹桿15。斜撐梁13的上部與水平支撐梁12連接并焊接在預埋在墩身11上的733mm×733mm×20mm鋼板，下部連接有加強鋼板22，該加強鋼板22的底面連接有I36b工字鋼橫梁17，橫梁17的下部連接有Φ100mm插銷棒，該插銷棒插入橋墩墩身11的預留孔內。插銷棒為插銷鋼棒，從而增強插銷棒的強度，避免斷裂。插銷鋼棒的下方還設有用于支撐插銷鋼棒的支撐鋼板16，該支撐鋼板16呈三角形狀。斜向加強腹桿15的一端與水平縱梁12的頭部連接，另一端與斜撐梁13的中部連接。斜向加強腹桿15的設置，可大大提高斜撐梁13的承載力。斜向加強腹桿15與斜撐梁13的夾角呈90°，從而可使斜撐梁13有較大的承載力。斜向加強腹桿15用橫向連續(xù)梁18連接，從而提高三角支撐托架的整體穩(wěn)定性。每個支撐架10的水平縱梁12通過張拉4根B32精軋螺紋鋼穿過橋墩墩身11的拉桿預留孔19連接，以確保上節(jié)點承受外荷引起的拉力、剪力。兩組支撐架10的加強鋼座17的兩端分別設有拉桿孔21，用兩端帶有螺紋的拉桿以及螺母固定該兩個橫梁17，使該橋墩墩身11兩側的支承三角托架形成整體。由此形成三角懸臂承重托架，在托架上鋪設I36b工字鋼作為分配梁，工字鋼上鋪設木板，從而形成0號塊預應力三角托架施工平臺，在平臺上進行0號塊的所有工序作業(yè)。托架示意圖見圖1和圖2：

圖1 縱向結構示意圖

圖2 橫向結構示意圖

3 施工技術

3.1 施工工藝流程

施工準備→設置預留孔→安裝鋼棒、三角托架、穿精軋螺紋鋼→安裝橫梁→安裝三角托架→張拉精軋螺紋鋼→安裝橫向聯(lián)系梁→安裝分配梁→托架預壓→安裝模板→0號塊鋼筋砼施工→拆底膜、分配梁→放松精軋螺紋鋼、拆三角托架→封堵預留孔洞→結束。

3.2 施工操作要點

3.2.1 施工準備

在鋼筋加工場加工三角托架（圖3）、PVC管，準備鋼棒和精軋螺紋鋼，張拉設備檢驗。三角托架加工時應嚴格按照設計尺寸進行裁切，焊接時應注意工字鋼與鋼板、工字鋼與工字鋼之間的焊接效果，保證焊縫飽滿，通過檢查沒有發(fā)現裂紋、氣孔、夾雜、焊瘤等缺陷。

圖3 加工三角托架

3.2.2 設置預留孔

預留孔包括精軋螺紋鋼預留孔和鋼棒預留孔，在砼澆筑前嚴格在設計預留孔位置安裝PVC管，在施工現場放樣出PVC管的位置并固定牢固，PVC管如與橋墩主筋發(fā)生碰撞時可適當調整主筋位置，切不可將主筋切斷；PVC管定位好后用土工布封堵PVC管的兩頭管口，防止砼澆筑的時候混凝土進入管內造成堵塞，混凝土振搗時要注意振搗棒不能碰撞PVC管，確保PVC管不跑位和不被破壞。墩身預留孔見圖4。

3.2.3 安裝鋼棒、穿精軋螺紋鋼

吊車、工人安排就位，吊裝鋼棒、精軋螺紋鋼穿入預留孔，安裝時應注意確保鋼棒與設計同一水平面。

3.2.4 安裝橫梁

吊裝I36b工字鋼安裝在預埋于墩身的6根直徑10cm的鋼棒上，使I36b工字鋼緊貼墩身固定，處理好I36b工字鋼與鋼棒的間隙，并用兩根螺栓在墩身的前后將兩根工字鋼連接在一起鎖緊。

3.2.5 安裝三角托架

圖4 墩身預留孔

用平板車運送三角托架至墩身附近，將之前加工好的6組三角托架沿橋梁縱向安裝定位（見圖5），處理好下節(jié)點焊接的鋼板與I36b工字鋼的間隙，利用精軋螺紋鋼的張拉力，以確保上節(jié)點承受外荷引起的拉力、剪力。在吊裝前必須對吊車司機、起重信號工以及作業(yè)工人進行培訓與技術交底，并經考核合格后方可上崗。

圖5 安裝三角托架

3.2.6 張拉精軋螺紋鋼

精軋螺紋鋼的張拉極其重要，利用精軋螺紋鋼的張拉力，以確保上節(jié)點承受外荷引起的拉力、剪力，它直接關系到0號塊預應力三角托架施工的安全。千斤頂、油泵、油壓表在使用前應先進行匹配標定，張拉過程中注意張拉力的控制、監(jiān)測，及時做好現場記錄，以及最后檢查驗收等，張拉過程見圖6。

圖6 張拉精軋螺紋鋼

3.2.7 安裝橫向聯(lián)系梁

焊接定位橫向聯(lián)系梁，將6組三角托架連成一個整體。

3.2.8 安裝分配梁

在三角托架上鋪設I36b分配梁（見圖7），注意分配梁的間距控制、定位，妥善處理分配梁與縱梁的間隙。

圖7 安裝分配梁

3.2.9 托架預壓

托架預壓主要是為了測出托架的彈性變形量和消除托架的非彈性變形，以此來驗證托架的強度、剛度和穩(wěn)定性，以便為設置托架的預拱度指導施工。托架預壓利用千斤頂反壓的方法進行加載施壓（見圖8），施壓的荷載值為計算荷載的1.2倍，預壓方法如下：

利用千斤頂反壓的方式進行0號塊托架的預壓，首先在承臺兩側分別預埋8根B32精軋螺紋鋼，嵌入承臺混凝土1.6m。墩身托架及橫向分配梁施工完成后，在分配梁上安裝兩層雙拼I40b工字鋼，作為預壓反梁，精軋螺紋鋼穿過雙拼工字鋼，并鎖定于上層工字鋼上，利用千斤頂對雙拼工字鋼進行施加壓力，使托架平臺上的4根I40b承壓梁承受千斤頂壓力，通過承壓梁傳遞到分配梁、托架上，以達到托架預壓的效果。

圖8 托架預壓

3.2.10 安裝模板

0號塊預壓完成后，鋪設0號塊縱向三角架、橫向方木和底模（見圖9）。在方木與橫向分配梁間布置木楔調整底模標高和底模脫模，底模標高根據預壓后的沉降觀測結果設置預拱度來確定，外側模板采用人工配合吊車的方法分段吊裝就位在搭設好的平臺上，利用千斤頂進行標高的調整，同時采用鋼墊板或木墊板支墊模板支撐桁架，精確測量定位后進行鎖定。

圖9 安裝模板

3.2.11 0號塊鋼筋砼施工

先進行底板、腹板鋼筋綁扎焊接、縱向預應力管道定位，然后進行內模的拼裝，內側模安裝后應與外模用拉條進行連接固定，做好腹板臨時內支撐。混凝土施工前應注意檢查掛籃后錨孔、混凝土輸送泵孔等預埋件孔道。0號塊混凝土的施工，振搗是關鍵，澆筑過程中應指派專人負責檢查鋼筋和模板的牢固性，發(fā)現問題第一時間處理。混凝土振搗時，應認真仔細，嚴禁碰撞鋼筋、模板、預力孔道與預埋件，倒角及預應力錨后位置應加強振搗，以保證混凝土密實。混凝土澆筑完成后采用土工布覆蓋及時進行灑水養(yǎng)護。預應力的張拉、壓漿應在混凝土強度達到設計強度等級的90%且混凝土齡期不少于7d后方可進行。

3.2.12 拆底膜、分配梁

全橋合攏后，即可拆除底模、分配梁。拆除時，應遵循先支后拆，后支先拆的原則，嚴禁從高處拋扔。首先對縱向三角架進行切割，切割完成后，待底模脫落，最后拆除分配梁。在拆除過程中，現場安全員、施工員要全過程監(jiān)督施工工人做好安全防護措施。

3.2.13 放松精軋螺紋鋼、拆三角托架

使用前卡式千斤頂配合力矩扳手松開鎖定在三角托架上的螺母。吊車、人員安排就位，按順序依次拆除三角托架。三角托架拆除后，應認真檢查焊縫是否完整，若完好則可以重復使用，否則應進行補強處理。

3.2.14 封堵預留孔洞

拆除鋼棒后，用同標號的砼封堵預留孔洞。

4 施工效果評價

龍海市龍江大道工程一標段中港大橋主橋上部結構懸澆箱梁左右幅共6個主墩均采用0號塊預應力三角托架，右幅3個主墩0號塊施工完成后拆除三角托架用于左幅3個主墩0號塊施工，采用0號塊預應力三角托架施工技術，托架分塊整體吊裝，安裝方便技術難度小，在墩身砼施工時預埋PVC形成插銷棒預留孔，插銷棒插入預留孔內即可成為托架的下支撐點，操作簡單，高空操作時間短，拆除時分塊拆除，拆卸速度快，通用性好，安全可靠，工期短，且可周轉利用，取得了較好的經濟效益和社會效益。

5 結語

本文通過對龍海市龍江大道工程一標段中港大橋主橋上部結構懸澆箱梁0號塊預應力三角托架的施工工藝流程進行了總結，并提出了在施工過程中應注意的要點，采用預應力三角托架施工0號塊，可以克服使用其他方法材料、人工及機械用量大，成本高，費用大，速度慢，高墩、軟土地基及水中不適用，高空作業(yè)時間長，勞動強度大，作業(yè)工種多，交叉作業(yè)多，互相干擾大等缺點，可為今后的類似工程施工提供參考借鑒。