公路橋梁工程懸臂節段箱梁施工技術

王全富

（貴州省公路工程集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

橋梁工程項目，其上部結構為高空作業，材料運輸難度大，某些特殊工況，不適宜采用垂直吊裝施工方案，更不具備支架現澆條件，而采用掛籃施工技術能滿足地理環境要求，特別箱梁懸臂節段采用“掛籃懸臂澆筑法”更具現場優勢[1]。

1 工程概況

某橋梁為跨徑組合公路橋梁，主橋為3 跨的預應力混凝土連續鋼構箱梁，引橋為預制吊裝T 梁。預應力連續箱梁的翼板懸臂長2.65 m，箱寬為6.5 m，為單室單箱結構，其中，主梁T 型結構有13 個節段，現澆筑施工時采用的是自錨式掛籃工藝。

2 懸澆箱梁施工方案

2.1 懸澆箱梁施工流程

懸澆分節段一次澆筑，按照先后順序依次澆筑底板、腹板和頂板，圖1 為具體的施工工藝流程。

圖1 懸澆箱梁施工工藝流程示意圖

2.2 懸澆箱梁施工技術

（1）圖2 是橋梁懸臂節段箱的梁截面圖，在進行懸澆箱梁施工時，應選用懸臂對稱澆筑法。

圖2 某橋懸澆箱梁斷面

（2）在橋墩頂部0#塊使用托架，輔助掛籃進行懸臂施工，在0#塊兩側完成移動式掛籃的組裝，施工時先對掛籃進行固定，再進行鋼筋布設，最后開始混凝土澆筑。

（4）為順利完成靜載試驗，通常會使用應變儀對掛籃應力進行測量，并使用水平儀檢驗掛籃的位移及形變情況。

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（3）檢測混凝土強度是否滿足施工要求，再進行預應力的施加，連接管道后開始灌漿。將掛籃移動到下段，并重復這個過程，一直到合攏后結束[2]。

3 掛籃設計技術

3.1 掛籃設計、制作

（5）在進行箱梁澆筑作業時，要先確定標高，按照從箱梁根部向端部的先后順序完成澆筑，防止箱梁根部處新澆筑的混凝土與舊混凝土之間產生裂縫[5]。

（5）成孔后清底夯實、夯平，夯實次數3～5擊，成孔后進行孔重心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查。檢查合格后進行嚇到工序，若成孔后不能及時施工，必須對齊進行覆蓋保護。

（2）掛籃是為了方便施工而設置的臨時性平臺，且施工時附屬于橋體。由于其有一定的自重力，還承載了節段箱梁的重量，在施工時要還需要提高其結構的穩定性，因此要選擇靈活性、延展性較強的掛籃，以方便后續的拆卸與安裝作業。

（3）掛籃主要由以下幾部分構成：主桁架、前懸架，底模、內外模、作業平臺、錨固件、移動裝置等。

3.2 掛籃靜載試驗

（1）靜載試驗的原理主要是通過對箱梁載荷方式的模擬，對掛籃的實際應力、變形情況進行檢驗，通過實驗數據的采集與管理，充分考慮可能存在的非彈性變形情況，做出各種靈活性解決方案[3]。

（2）進行掛籃靜載試驗時，應正確劃分加載過程，主要按照四個不同的階段對其進行等級劃分：50%為1級載荷；75%為2 級載荷；100%為3 級載荷；120%為4 級載荷[4]。

（3）同級荷載加載完成后，應先保持5 min，并檢測掛籃的變形情況、應力參數等數據，最終做出詳細的記錄。

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3.3 掛籃構件驗算

（1）此次驗算過程中，構建掛籃階段，使用了SAP84 管理系統，在試驗過程中，其載荷由施工載荷及箱梁節段的自身重量共同構成，表1 為驗算的具體數值情況。

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表1 主掛籃各桿件內力

（2）表2 是具體的掛籃設計指標情況。

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表2 掛籃主要設計指標

4 連續梁懸臂澆筑技術要點

4.1 施工關鍵技術

（1）牢固連接橋梁前，應先做好橋梁懸臂端及邊跨的臨時連接，為了防止澆筑施工過程或混凝土早期硬化階段混凝土的體積出現不符合標準的變化，應格外重視臨時連接的緊密性。

（1）先對施工設備，如千斤頂、掛籃等進行狀態運行檢驗，為保持前后吊索的同步施工，應按照實際工況，合理放松前后吊索。

對站點周邊用地性質進行查找，根據基本路網進行交通小區的劃分，對其中被道路包圍的小區進行產生率和吸引率的預測.交通生成預測，其主要目標就是求取各個小區的交通需求總量，進而求得各個小區交通的發生與吸引量.本次預測使用的是原單位法，分別計算發生原單位和吸引原單位，然后根據其與人口、面積等屬性的乘積預測得到發生和吸引交通量的值：

（2）在松開掛籃的錨固時，應同步操作兩個主桁架后錨。

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（3）同時移動掛籃時，為防止掛籃變形扭曲，每次移動50 cm，進行一個循環的質量驗收檢查。

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（4）待掛籃移動至指定位置，應將吊索拉緊，后錨固定，同時拉緊前橫梁吊帶，并做好后續的測量。

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（1）該橋梁在懸臂箱梁澆筑施工過程中，要使用無壓重的掛籃，將掛籃后端在橋體上固定，穩固掛籃結構，防止傾翻。

（6）預應力張拉工序需要在澆筑混凝土的強度達到設計值的90%且不小于7 天養護期后進行。

4.2 合攏段澆筑施工準備

（1）澆筑施工階段，將要進行至合攏塊時，要在合攏部位的前端和后端分別移動一個掛籃，使用模板系統及掛籃的底欄，配合安裝合攏塊吊架。

（2）平衡配重進行調整：在懸臂端1 m 的部位裝設一個水箱，進行平衡配重的調整是通過在水箱內注水的形式實現的。

（3）安裝鋼筋及管道：先在地面上完成鋼筋的預制工作，再將其運送到合攏段，實現后續的安裝，進行底板束管安裝時要先做好各項測試，綜合考慮各可能性問題，并迅速找出解決問題的方案。

4.3 合攏鎖定

該公路橋梁工程在箱梁澆筑施工過程中，使用了懸臂對稱的澆筑辦法，為提高施工質量，應從以下幾個方面開展工作：

（2）合攏施工前，要依據平衡標準，調整T 型結構懸臂端及合攏部分的平衡重，鎖定的具體時間要參考合攏部位的鎖定結構。

（1）合攏段的永久鋼束在張拉過程中，需要做好灑水工作，降低溫差。

（4）支撐勁性骨架一般為三段式結構，通常為預埋錨桿—鋼接桿—預埋錨桿的形式。在合攏時，借助連結鋼板，焊接預埋接桿及連結桿，焊縫位置應處于多個截面上。

4.4 澆筑合攏段混凝土

（1）合攏位置澆筑混凝土，其溫度不宜過高，保證混凝土在澆筑過程中，能夠保持溫度的持續穩定上升，并在受壓的狀態下凝固，盡可能避免裂縫問題的出現。

（2）控制合理的混凝土澆筑速度，通常為10 m3/h，保證澆筑總時長在3～4 h 范圍內。

除上述功能外，在實際的項目實施中，還可根據客戶需求在此基礎上，集成其他增值功能，例如智能廣播、環境監測和信息交互等。

（3）其他的工藝要點與節段箱梁澆筑方式一致。

4.5 合攏段預應力施工

（3）臨時“鎖定”是合攏工作的核心。具體操作時，要按照“又拉又撐”的標準鎖定焊接勁性骨架及張拉支撐件。

（2）在管道安裝后，保持暢通使用狀態；應當保證混凝土合攏段的強度，在符合設計標準后，依據張拉力的規定標準及順序完成雙向雙控張拉施工[6]。

（3）縱向預應力的施工目標應當與節段箱梁混凝土一致。

需求情況：農業需求方面，秋季市場逐步啟動，受原料、出口等利好因素支撐，二銨交投氛圍整體向好，下游陸續采購，詢價明顯增多。出口方面，目前仍處于出口旺季，印度、巴基斯坦和孟加拉等南亞市場需求陸續釋放，中國企業出口簽單價格保持在418美元/噸FOB。

4.6 卸配重及體系轉換

（1）卸配重：混凝土灌注階段，應當注意澆筑部位及灌注量的合理部署，采用分級卸配重的方式，將T 構兩端的配重卸除。

（2）轉換體系：中垮合攏段施工中，要先把橋墩的臨時固結支座拆除，再將永久支座解除鎖定，進一步促進體系轉換的實現。

5 預應力張拉

（1）為提高整體的預應力施工質量，箱梁設計采用三向預應力系統，加強了橋梁項目主體結構的受力安全儲備。

（2）要保證鋼絞線的實際張拉長度科學合理，需按照“左右對稱”“雙向對稱”的方式進行鋼絞線束的張拉。

（3）在操作預應力張拉作業時，零荷載張拉的噸位應當為張拉總噸位標準的10%～15%，并持續3 min，最后再張拉到總噸位p，并持續3 min。

（4）分析現階段千斤頂工作運行狀態、可能存在的滑絲問題，查明問題原因，制定解決措施，然后才能展開后續的張拉施工。

（5）豎向預應力張拉施工時，應采取二次張拉法，并保證每次張拉作用力為54 t，每次張拉間的時間間隔是2～5 d。

（6）為順利張拉完成橫向預應力的鋼筋，應當使用張拉力及伸長值雙控的施工方式，準確計算伸長量，并將張拉值控制在最佳。

6 結論

為提升大跨度預應力混凝土橋梁懸臂節段掛籃施工的工藝效果，應將剛度達到一定水平的掛籃作為施工設計的關鍵點。選擇符合剛度要求的菱形桁架式掛籃，不僅可以降低施工的難度，還可以改善箱梁的線型，符合項目建設的各項相關參數指標。要注意以下幾點：

（1）進行大跨度懸澆梁施工時，為更好地實現梁體線型的效果，必須做出較高剛度的掛籃設計，其中以菱形掛籃為最佳選擇。

（2）靜載試驗的施工目的是提高工程質量，保證施工安全。在試驗時，每個節段都應按要求重復測量施工的標高與中線，以便后續施工過程中的動態調整。

（3）為實現梁體的設計目標，應確保施工張拉及壓漿過程的科學性與合理性。

進行局部懸空埋地管道分析時,首先假定懸跨管道和埋設交界面處土體無塌陷,且土體材質均勻、各向同性,管道是理想材質,嚴格遵從水平敷設施工標準,豎直方向上無高度差,所建立的物理模型可用圖1描述.

（4）為提高張拉、壓漿的施工效果，應合理控制混凝土密實度，并確定合適的灌注時間。