葛溪大橋懸臂錯位澆筑施工關鍵技術*

魏 俊，孫明明，顧俊波，李志磊

(1.浙江省交通運輸科學研究院，浙江 杭州 310023；2.浙江省道橋檢測與養護技術研究重點實驗室，浙江 杭州 310023；3.溫州市文泰高速公路有限公司，浙江 溫州 325000)

1 工程概況

葛溪大橋是浙江省文成—泰順(浙閩界)公路跨越葛溪的控制性工程之一，位于浙江省溫州市泰順縣境內，跨越葛溪V形溝谷，地勢陡峭，高差較大。主橋上部結構采用預應力混凝土波形鋼腹板組合箱梁連續剛構，引橋采用30m長裝配式預應力混凝土T梁，結構先簡支后連續。大橋分左、右線布設，左線分為2座橋，中間設30m路基段，左線1號橋橋跨布置為(55+100+55)m，如圖 1所示，共1聯，橋長215.08m；左線2號橋橋跨布置為(4×30+55+100+55)m，共2聯，橋長335.0m。右線橋橋跨布置為(55+100+55+3×30+55+100+55+3×30)m，共4聯，橋長619.0m。主橋主墩采用矩形雙肢薄壁墩，最大墩高達48.3m。單幅橋標準橋面寬12.25m，按2車道高速公路標準設計，設計速度80km/h。

圖1 葛溪大橋主橋立面布置(單位:cm)

主橋箱梁采用C55混凝土。梁高和底板厚度均以二次拋物線的形式由跨中向根部變化，跨中梁高300cm，底板厚28cm，根部梁高625cm，底板厚70cm，墩頂底板厚140cm，箱梁頂板厚30cm，箱梁翼緣懸臂長257.5cm，懸臂端厚20cm，懸臂端根部厚70cm。邊跨設置2道橫隔板，中跨設置4道橫隔板，橫隔板厚40cm。箱梁在主墩附近1,2號節段波形鋼腹板內側設置內襯混凝土。跨中組合箱梁斷面如圖2所示。

圖2 跨中組合箱梁斷面(單位:cm)

本文主要介紹葛溪大橋左線1號橋利用波形鋼腹板承重的掛籃懸臂錯位澆筑施工技術。懸臂錯位澆筑施工技術最早應用于日本的鬼怒川橋、津久見川橋和信樂七橋等波形鋼腹板組合橋中，隨后在我國四川頭道河大橋、山西運寶黃河大橋和浙江寧波奉化江大橋施工中采用該施工工法。結合山區高速公路地形特點，為解決塔式起重機旋轉半徑外的波形鋼腹板吊裝，改進掛籃結構，使其具備吊裝和運輸功能。

2 施工方案與施工難點

2.1 施工方案

完成0，1號節段施工后，吊裝2號節段波形鋼腹板，在2號節段波形鋼腹板上安裝并預壓掛籃，綁扎2號節段底板鋼筋，澆筑2號節段底板混凝土。然后進入標準節段施工流程，吊裝n號節段波形鋼腹板，掛籃前移至n號節段，綁扎n-1號節段頂板和n號節段底板鋼筋，澆筑n-1號節段頂板和n號節段底板混凝土，同時吊裝n+1號節段波形鋼腹板，養護混凝土達到設計強度，張拉n-1號節段頂板縱向預應力筋。掛籃前移至n+1號節段，循環施工標準節段至懸臂澆筑最后1個節段，完成最后1個懸臂節段底板混凝土和上個節段頂板混凝土施工后，保持掛籃主桁架不動，使滑梁前移，滑梁吊點由后橫梁轉換至前橫梁，綁扎最后1個懸臂節段頂板鋼筋并澆筑混凝土，完成懸臂澆筑施工節段后，拆除掛籃并施工合龍段。

2.2 施工難點

1)2片分離的波形鋼腹板需承受整個掛籃及混凝土自重，波形鋼腹板易失穩。

2)已澆筑節段頂板混凝土與掛籃所處節段波形鋼腹板結合部會出現應力集中，易造成混凝土頂板開裂。

3)箱梁內混凝土橫隔板處與掛籃內滑梁沖突，影響內滑梁正常行走。頂板混凝土澆筑完成并達到設計要求強度，掛籃行走至下一節段后，再施工橫隔板。

4)2號節段內襯混凝土與頂板混凝土同時澆筑，無法利用掛籃施工，需搭設現澆支架。

3 懸臂錯位澆筑施工技術

3.1 掛籃設計

波形鋼腹板承重的掛籃由主桁架、錨固系統、行走機構、懸吊系統、外模滑梁、內模滑梁、底模框架(底模橫梁及縱梁)、走道(施工平臺)組成。主桁架橫梁采用雙拼HN450×200型鋼，主桁架前橫梁長10.4m，后橫梁長9m，桁架立柱及平聯采用型鋼拼成250mm×250mm方鋼。底模橫梁采用HN450×200型鋼，橫梁長11.3m，縱梁采用I45a，間距1m，縱梁長6.2m；外模滑梁及內模滑梁采用HN400×200型鋼，滑梁長11.7m。掛籃走道(施工平臺)采用I25a作為承重梁，φ42×3.5鋼管做防護欄桿，3mm厚花紋鋼板做面板。利用波形鋼腹板承重的掛籃結構如圖3所示。

圖3 掛籃斷面

3.2 掛籃安裝

1號節段縱向預應力鋼束張拉且壓漿完畢后，安裝2號節段波形鋼腹板。為提高波形鋼腹板的穩定性，防止其傾覆，需要在懸臂波形鋼腹板兩端安裝臨時橫撐，將橫向2塊鋼腹板連成整體。臨時橫撐與鋼腹板焊接連接，施工中可循環使用，隨著施工進行，依次布置在懸臂的2塊鋼腹板端部。

掛籃拼裝時，首先采用塔式起重機將底籃橫梁吊裝就位，采用5t手拉葫蘆和精軋螺紋鋼將底橫梁懸掛于波形鋼腹板下方。然后在地面拼裝掛籃主桁架，將主桁架吊裝至波形鋼腹板上翼緣板上。最后安裝底橫梁吊帶及底板縱梁，安裝精軋螺紋鋼吊帶，松開底橫梁的手拉葫蘆，采用精軋螺紋鋼吊帶將底橫梁吊掛在頂橫梁下，安裝底籃縱梁及走道(施工平臺)。

掛籃安裝遵守從下至上、先主后次的原則。即先定位前、后2根底橫梁，再安裝承載主框架及上橫梁，放置底模分配梁，然后鋪裝底模，安裝底板施工平臺及臨邊防護，最后安裝頂板與翼緣板滑梁及臨邊防護。

3.3 節段懸臂錯位澆筑施工

3.3.1初始節段施工

完成掛籃安裝和預壓后，綁扎2號節段底板鋼筋，澆筑2號節段底板混凝土，混凝土強度達到設計要求后，安裝3號節段波形鋼腹板，將掛籃前移至3號節段。由于2號節段波形鋼腹板內側設置內襯混凝土，在2號節段底板上搭設支架，同時澆筑2號節段頂板和內襯混凝土。綁扎3號節段底板鋼筋，澆筑3號節段底板混凝土。安裝4號節段波形鋼腹板，將掛籃前移至4號節段，綁扎3號節段頂板和4號節段底板鋼筋，澆筑3號節段頂板和4號節段底板混凝土。

3.3.2標準節段施工

掛籃行走至4號節段后進入標準節段施工。掛籃行走至n號節段，底板后錨錨固(后橫梁吊帶安裝)，調節n號節段底板模板，安裝n號節段底板鋼筋及預應力管道，頂板后錨錨固(頂板及翼緣板滑梁后吊帶安裝)，調節n-1號節段頂板模板，安裝n-1 號節段頂板鋼筋及預應力管道，澆筑n號節段底板及n-1號節段頂板混凝土，同時安裝n+1號節段波形鋼腹板。混凝土養護到強度達到設計要求后，張拉n-1號節段頂板預應力鋼束并壓漿。掛籃前移至n+1號節段，進入下個循環施工，如圖4所示。

圖4 標準節段施工流程

3.3.3最后懸臂節段施工

懸臂施工至最后1個節段時，完成最后1個懸臂節段底板和倒數第2個節段頂板混凝土施工。掛籃主桁架保持不動，將滑梁前吊架換成滾動吊架，在倒數第2個節段頂板前端設置錨固點，采用手拉葫蘆前移掛籃滑梁和模板至最后1個懸臂節段，完成最后1個節段頂板鋼筋綁扎和混凝土澆筑施工。

懸臂澆筑節段施工完畢后拆除掛籃，進行合龍段施工。

3.4 塔式起重機旋轉半徑外的波形鋼腹板吊裝

受山區狹窄溝谷地形影響，塔式起重機臂長受限。為滿足塔式起重機旋轉半徑外的波形鋼腹板吊裝，對掛籃結構進行改進，使其具備吊裝和運輸功能。

首先采用雙拼[32立柱焊接于掛籃桁架上，然后在雙拼[32立柱上焊接I40橫梁，最后連接I40縱向滑動軌道與橫梁，在縱向滑動軌道上方設置三角形桁架，以減少吊裝時產生的撓度。

當施工節段超出塔式起重機旋轉半徑外后，采用塔式起重機將波形鋼腹板吊至橋面，通過運輸小車將波形鋼腹板運至掛籃位置，借助電動葫蘆起吊波形鋼腹板，再通過縱向滑動軌道將鋼腹板轉運至安裝位置。

4 施工工藝對比分析

葛溪大橋左線2號橋主橋跨徑布置與左線1號橋相同，采用傳統菱形掛籃懸臂澆筑施工。本文將左線1號橋采用的懸臂錯位澆筑施工與左線2號橋采用的菱形掛籃懸臂澆筑施工工藝進行對比分析，結果如下：①傳統菱形掛籃 構件多、自重大，每套掛籃約需70t型鋼；由于存在后錨及橋面行走軌道，掛籃落模、頂推及調模步驟繁多、耗時長，需上、下分層調節鋼板吊帶；掛籃行走及模板定位需2d，波形鋼腹板安裝2d，鋼筋及預應力管道安裝2d，混凝土澆筑0.5d，混凝土養護7d，預應力束張拉及管道壓漿1d，共需14.5d；未安裝平聯前的菱形架穩定性低，掛籃為懸臂結構，力臂長、易傾覆、安全性差；用途廣泛，適合多種不同結構的橋型施工，通用部件多，但用于波形鋼腹板組合梁施工工效低、操作步驟多。②利用波形鋼腹板承重的掛籃 構件少、自重小，每套掛籃約需25t型鋼；采用4臺同步千斤頂頂推掛籃行走，頂推前移軌道為波形鋼腹板上翼緣板，頂推過程安全高效，使用貫通上桁架的精軋螺紋鋼吊帶進行落模、調模，無須上下調節鋼板吊帶；掛籃行走及模板定位需1d，鋼筋及預應力管道安裝2d，混凝土澆筑0.5d，混凝土養護7d(混凝土養護期間同步安裝波形鋼腹板)，預應力束張拉及管道壓漿1d，共需11.5d；主桁架在地面拼裝，整體起吊，掛籃結構體系由懸臂變為簡支，施工安全性高；施工過程簡單、高效，用于波形鋼腹板組合梁懸臂施工，工效高，多個工作面同時展開施工，但使用橋型較單一，僅限于波形鋼腹板組合箱梁施工，部分構件需定制，通用性不高。

5 結語

葛溪大橋左線1號橋采用波形鋼腹板承重的掛籃懸臂錯位澆筑施工，掛籃結構為簡支體系，自重小，n號節段底板澆筑、n-1號節段頂板澆筑和n+1號節段波形鋼腹板安裝3個工作面可平行施工；相比傳統菱形掛籃施工工藝，顯著提高施工效率和施工安全性，且降低造價。