淺論某大跨度預應力橋懸臂節段箱梁掛籃施工技術

劉志宏

（湖南省益陽市赫山區公路建設養護中心，湖南 益陽 413000）

1 工程概況

某公路橋梁建設項目，橋梁主體結構采用5 跨連續大跨度預應力混凝土結構，跨徑組合為56 m + 114 m + 140 m +114 m + 50 m。項目采用單室單箱預應力連續箱梁，翼板懸臂長和箱寬分別為2.65m、6.5m。在進行懸臂對稱澆筑施工時，通過自錨式掛籃法的方式作業。

2 懸澆箱梁施工方案

2.1 懸澆箱梁施工流程。在進行箱梁澆筑施工時，采用懸臂澆筑的方式，按照箱梁結構特點，制定了先澆底板，再澆筑腹板，最后進行頂板澆筑的澆筑流程, 澆筑工藝流程如圖1。

圖1 澆箱梁施工工藝流程示意圖

2.2 懸澆箱梁施工技術。2.2.1 本項目橋梁懸臂節段、箱梁截面如圖2 所示，在進行箱梁澆筑施工時，采用懸臂對稱澆筑的方式進行澆筑施工；2.2.2 在橋墩頂部0#、1#塊位置，通過設置托架的方式，進行掛籃懸臂施工；在0#塊和1#塊兩側位置，先進行移動式掛籃安裝作業，安裝完成后，選擇合適位置固定掛籃，并合理布設鋼筋，再進行砼澆筑施工[2]；2.2.3 在澆筑完成后，應進行合理養護，待強度達到設計要求，即可開始施加預應力，同時連接管道開始灌漿施工；隨后將掛籃移動至下一施工段，準備下一段箱梁澆筑施工。

圖2 某大橋懸澆箱梁斷面

3 掛籃設計技術

3.1 掛籃設計、制作。3.1.1 該橋梁懸臂節段箱梁澆筑施工采用無壓重掛籃，其后端固定在橋體上，以確保掛籃結構穩定，避免傾翻，掛籃自身重量63.5 噸左右，與砌塊的重量之比為0.44左右；3.1.2 掛籃是一種臨時設置的施工平臺，在施工過程中會附屬在橋體上。除了支撐本身的重量，還需承載其節段箱梁澆筑時的重量。因此，掛籃自身應該盡量輕巧、且具有良好的延展性和靈活性，方便拆卸安裝；3.1.3 掛籃包括主桁架、外模、內模、底模、前懸架，錨固件、作業平臺、移動裝置等部分。

3.2 掛籃靜載試驗。3.2.1 靜載試驗是通過模擬箱梁載荷，檢測掛籃的應力和變形，采集試驗數據，有效避免實際施工時安裝掛籃出現的非彈性變形；3.2.2 掛籃靜載試驗，加載過程包括四個階段且為為四個等級：1 級載荷為50%；2 級載荷為75%; 3級載荷為100%；4 級載荷為120%；3.2.3 在每一級載荷加載后應該保持載荷5min，同時檢測掛籃的變形、應力等參數，并詳細記錄[4]；3.2.4 在靜載試驗過程中，可以借助應變儀測量掛籃的應力大小，借助水平儀測量掛籃的形變、位移。

3.3 掛籃構件安全性驗算。3.3.1 本次驗算掛籃構建采用SAP84 管理系統，試驗載荷由箱梁節段自身重量以及施工載荷構成。具體驗算數據如表1 所示；3.3.2 主要掛籃設計指標如表2、表3 所示。

表1 主掛籃各桿件內力

表2 滾動菱形桁架式掛籃主要設計指標（主T 構）

表3 滾動菱形桁架式掛籃主要設計指標（副T 構）

4 連續梁懸臂澆筑

4.1 施工關鍵技術

在進行箱梁澆筑施工時，施工要點如下：（1）在開始施工前，需仔細檢查掛籃、吊索、千斤頂等設備狀況；在放松、拉緊前、后吊索時，前后應保持同步；（2）松開掛籃錨固時，應同步操作兩個主桁架后錨；（3）為防止掛籃出現形變，掛籃移動應同步進行，且間隔50cm 做一次檢查，直到移動至規定位置；（4）掛籃到達預定位置后，需前、后同步拉緊吊索，并同時進行前橫梁吊帶的拉緊和測量工作；（5）在進行箱梁澆筑施工前，為保證澆筑施工質量和精度，必須再次測量和核對標高位置；（6）箱梁澆筑應從箱梁根部起澆，以有效避免箱梁根部產生裂縫病害；（7）澆筑完成后，應對混凝土進行合理養護，待其強度達到設計值的90%，才可進行下一道工序施工。

4.2 合龍段澆筑

4.2.1 施工準備。（1）當澆筑施工即將進行到合龍塊位置時，應在合龍塊位置前后各布置一個掛籃，然后通過其底欄配合模板系統進行合龍塊吊架的安裝施工；（2）調整平衡配重：在距離懸臂端1m 處的位置，布設一個水箱，通過注水量調整平衡配重；（3）鋼筋和管道安裝：在地面完成鋼筋的初步加工，然后將初步加工完成的鋼筋，吊運至合龍段進行捆扎和安裝作業；在進行底板預應力束波紋管道安裝作業前，需對其進行測試，保證安裝質量。4.2.2 合龍鎖定。（1）橋梁合龍前，臨時連接橋梁的邊跨和懸臂端，確保連接緊密，以免在澆筑和早期硬化時混凝土體積發生明顯變化；（2）在合龍之前，除了根據平衡要求調整T 型結構懸臂端的平衡重之外，如有需要還要對合龍部分的平衡重進行調整，鎖定時間根據合龍部分的鎖定結構確定；（3）臨時“鎖定”是合龍的核心環節。鎖定時遵循“又拉又撐”的原則對焊接勁性骨架、張拉支撐件進行鎖定；（4）支撐勁性骨架采用三段式結構，即預埋錨桿-鋼接桿-預埋錨桿。合龍時，鋼桿設置在預埋錨固桿之間，通過連接鋼板將連接桿和預埋接桿焊接起來，焊縫應位于多個截面。4.2.3 澆注合龍段混凝土。（1）在溫度較低時進行合龍部分的澆筑施工，使新澆混凝土在溫度持續上升、受壓條件下終凝，有效防止混凝土裂縫的產生；（2）澆筑速度控制在10m3/h 左右，整個澆筑過程應在3～4h 內完成；（3）其他施工要點和其他節段箱梁澆筑施工相同。4.2.4 預應力施工（1）張拉合龍段永久鋼束時，通過灑水降溫的方式減少溫差；（2）安裝管道時要確保其暢通，等合龍段混凝土強度達到設計值時，根據施工設計規定的張拉力及順序進行雙向雙控張拉；（3）縱向預應力施工要求與節段箱梁混凝土澆注施工相同。4.2.5 卸配重及體系轉換。（1）卸配重：在進行混凝土灌注施工時，需遵循灌注量合理原則，分級卸除T 構兩端配重；（2）體系轉換：副墩臨時固結支座在次中跨合龍段完成施工后，就可將之拆除，然后解除永久支座鎖定，即可完成體系轉換。線的伸長量進行測算。

5.3 預應力張拉操作：張拉分為兩個階段進行，先張拉至總張拉噸位的10%～15%，停止張拉3min，再張拉至總張拉噸位P，停止張拉。

5.4 豎向預應力張拉通過兩次完成，二次張拉均為54t，間隔2～5d。

5.5 在橫向預應力張拉時，應根據張拉力與伸長值，合理控制張拉力以及伸長量。

6 結論

本文結合某公路大跨度預應力橋梁項目施工實踐，分析了該項目施工，所采用的懸臂節段箱梁掛籃施工技術，并對該技術方案下的掛籃設計技術、連續梁懸臂澆筑施工技術、預應力張拉施工技術等工藝流程和技術要點進行了詳細總結。掛籃剛度不僅會對箱梁線形造成影響，也會嚴重影響施工質量和施工安全，本文給出的掛籃設計技術、掛籃靜載試驗和掛籃構件驗算方法，可以為后期其他項目施工提供一定的參考。

5 預應力張拉

5.1 在進行預應力施工時，應嚴格遵守技術工藝和設計要求，保證其施工質量，避免因其存在質量問題，造成節段箱梁掛籃施工出現安全隱患。

5.2 預應力施作，應通過對稱張拉方式施工，張拉過程中遵循“左右對稱”的張拉原則，雙向對稱張拉鋼絞線束，并對鋼絞