箱梁橋施工中貝雷片拼裝掛籃技術(shù)的應用

樊啓海

（江西省交通工程集團建設(shè)有限公司，江西南昌 330038）

0 引言

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施不斷建設(shè)完善，橋梁工程施工技術(shù)水平日益提升，對整個交通事業(yè)發(fā)展起到了積極作用。在這種背景之下，我國建設(shè)出了一大批新穎、技術(shù)復雜、施工難度高、科技含量高的大型橋梁工程項目，積累了大量的施工經(jīng)驗，使我國的橋梁工程建設(shè)水平大幅度提升。然而，由于橋梁工程支架施工環(huán)節(jié)風險較大，施工難度較高，若管理不當易出現(xiàn)安全事故。通過安全事故成因分析，發(fā)現(xiàn)主要是橋架施工不規(guī)范、不標準，沒有執(zhí)行工藝方案導致的。因此，必須加強橋梁支架施工的質(zhì)量管理。文章以箱梁橋施工中貝雷片拼裝掛籃技術(shù)為例，對相應的技術(shù)要點進行研究，以期以保證施工質(zhì)量，推動交通事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 貝雷片構(gòu)造與搭設(shè)技術(shù)要求

1.1 貝雷桁架組成

貝雷桁架主要由支墩、貝雷片桁架、工字鋼、鋼模等部分組成[1]。在施工過程中，結(jié)合現(xiàn)場的地形條件、按照支墩的計算結(jié)果確定合適的支墩間距，能夠保證貝雷桁架安裝合格，保證施工質(zhì)量。

1.2 貝雷片桁架設(shè)置

貝雷片桁架由多組貝雷片組成。設(shè)置貝雷片桁架時，按照計算標準確定間隔距離，中間分組的貝雷片每組由2 片貝雷片和支架拼裝而成。因為翼板的自重比較小，通常最外側(cè)的貝雷片應用單片貝雷片支撐。為了使得貝雷片桁架達到穩(wěn)定性的標準，從中間一組貝雷片向兩邊，采用角鋼每3m 一道將貝雷片連成整體。在設(shè)置中，還要在貝雷片桁架的橫線路方向按一定間距鋪設(shè)工字鋼。

1.3 貝雷片拼裝

支墩安裝結(jié)束后，即可進行貝雷片拼裝作業(yè)[2]。結(jié)合現(xiàn)場的具體情況，從右側(cè)開始拼裝，完成后進行左側(cè)拼裝。兩片一組桁架，施工中先拼裝單排貝雷片。進行拼裝作業(yè)前，需在地面劃線標記。在安裝過程中，應加強間距控制，確保各個結(jié)構(gòu)部分性能合格。

1.4 工字鋼安裝

在桁架頂部安裝工字鋼，長度應達到桁架的寬度標準[3]。現(xiàn)場鋪設(shè)結(jié)束后，使用鋼筋制作U 型支架，端部以焊接方式連接，使貝雷片和工字鋼形成整體。

2 工程概況

某箱梁橋起訖樁號ZK135+442.96—ZK137+127.51，橋梁全長1684.55m，上部為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，中支墩基礎(chǔ)為12 根φ1500mm 鉆孔樁，邊支墩基礎(chǔ)為8 根φ1250mm 鉆孔樁。連續(xù)梁中支點及跨中梁高分別為5.2m 和2.8m，邊支座中心線與梁端相距0.6m，中支座和邊支座橫橋向中心距分別為4.6m、4.4m。該跨河箱梁橋位于深山峽谷地區(qū)，河床兩側(cè)地勢險峻，高差較大，河流季節(jié)性特征明顯，汛期面臨較大山洪，故施工周期較短。

3 貝雷片拼裝掛籃方案

3.1 掛籃工作原理

該箱梁橋0#塊短，進行1#塊施工時，0#塊和1#塊掛籃拼接總長度為18m。13#塊施工完成后在兩端分別拼接1 片貝雷片，保持后支點和后錨固系統(tǒng)不變的情況下，將前支點向前移動3m。待2#塊施工完成后再拼接1 片貝雷片，同時將連接銷和獨立掛籃的連接解除，使2 個掛籃向外同時移動并就位。

完成3#塊施工后，將兩個掛籃外移3.5m，與底模和外模同時就位。分段吊裝底板和腹板鋼筋，安裝預應力孔道。從已經(jīng)灌注完成的梁段箱體內(nèi)拖出內(nèi)模架，完成內(nèi)模安裝后再進行頂板內(nèi)鋼筋和預應力筋綁扎安裝，最后澆筑梁段混凝土。完成梁段預應力張拉和壓漿施工后，前移掛籃，進行下一梁段施作，直至完成梁段懸澆[4]。

3.2 貝雷片拼裝掛籃結(jié)構(gòu)

該箱梁橋貝雷片拼裝掛籃包括主桁架、上橫梁、底模平臺及底模、下橫梁、導梁及錨固系統(tǒng)、吊掛及走行系統(tǒng)等組成部分。掛籃適用最大質(zhì)量122t、長3.5m、梁高2.2～2.8m、梁體寬度13.4m 的梁段。掛籃結(jié)構(gòu)自重40t，整體彈性變形和非彈性變形分別為13mm 和4mm。通過貝雷片拼裝掛籃受力主桁架，每個掛籃設(shè)置兩道貝雷片主桁架，每道桁架由5 片貝雷片按照45cm 的間距拼裝而成。兩排主桁架前后均通過10cm 角鋼斜向連接，每一節(jié)掛籃必須預留出后錨孔位。

4 貝雷片拼裝掛籃施工要點

該箱梁橋連續(xù)梁長152.4m，現(xiàn)澆0#塊長8m，懸臂澆筑的1#～8#塊中1#和2#塊長3m，3#～8#塊長3.5m，跨中合龍段、邊跨現(xiàn)澆段、邊跨合龍段分別長2m、7m、2m。

4.1 0#塊現(xiàn)澆

將膺架搭設(shè)在橋墩承臺后預壓，再鋪設(shè)0#塊底模板；結(jié)合施工進度安排及當?shù)貧夂驐l件，估測中支墩墩頂0#梁段施工和合龍段施工時環(huán)境溫度差，據(jù)此估算溫差所引起的連續(xù)伸縮量及支座位移值，確定0#塊底部支座安裝時具體的預留偏移量。

整體吊裝預制0#塊鋼筋骨架就位后，按照設(shè)計要求和交錯次序依次安裝0#塊外模、內(nèi)模、縱向預應力孔道、橫向預應力孔道和豎向預應力孔道、頂板鋼筋、預埋件。

在腹板及頂板上，預留天窗，以底板處為起點，由前往后、由左至右依次進行0#塊混凝土對稱澆筑。

待混凝土強度達到設(shè)計要求的85%時，進行縱向預應力束穿束和對稱張拉，具體按照“控制拉力×1.04—持荷5min—回油—拉力控制—錨固”的程序，依次進行腹板、頂板、橫豎向預應力筋張拉。完成以上預應力筋張拉后，依次進行縱向、豎向和橫向壓漿[5]。

4.2 掛籃安裝及預壓

在安裝掛籃前，通過水灰比1∶2 的水泥砂漿對0#塊梁頂面鋪枕位置找平處理，按照40cm 間距鋪設(shè)鋼枕[6]。從0#塊中心開始向兩側(cè)分別安裝長度為4m 的軌道，并將其穿入豎向預應力筋，將軌道頂面抄平。確保軌道中心距滿足設(shè)計要求后，使用螺母鎖定軌道。在地面逐片逐段拼裝貝雷片主梁，安裝自制支撐架。將主梁連接螺栓旋緊后，通過吊機吊裝，使用φ32mm精軋螺紋鋼將主梁后端錨固于0#塊梁段。按照設(shè)計，吊裝前上橫梁、安裝上吊桿、吊裝底模架和外側(cè)模板。

進行以上拼裝施工前，還應將外模走行梁下放至外模板豎框架結(jié)構(gòu)上，并使其后端插入后吊架。通過倒鏈將外側(cè)模拖動至1#塊梁段，并將外側(cè)模走行梁后吊架安裝于0#塊中部兩側(cè)，以解除0#塊后吊架。

完成掛籃拼裝后，在1#塊施工前進行加載預壓試驗，以消除掛籃結(jié)構(gòu)塑性變形，并實測掛籃結(jié)構(gòu)在加載狀態(tài)下的彈性變形[7]。通過混凝土預制塊堆砌方式模擬箱梁質(zhì)量，分25%、50%、75%、100% 和120% 五級進行加載預壓，及時測量各級加載后掛籃支架的彈塑性變形量。

加載完成后，按照6h 的時間間隔進行測量，當持續(xù)48h 沉降不超出2mm 時，分級卸壓，并測量變形量。掛籃預壓加載斷面如圖1 所示。

4.3 1#～8#塊懸臂澆筑

掛籃質(zhì)量合格后，依次將梁段底板、腹板鋼筋骨架等吊入掛籃，現(xiàn)場綁扎頂板鋼筋和橫向預應力筋管道。對稱澆筑梁段混凝土，待混凝土達到初凝狀態(tài)后，拆除梁端模板，鑿毛梁端混凝土，調(diào)直連接鋼筋。待混凝土實際強度達到設(shè)計值90%后，進行預壓力穿束，最后2 個梁段縱向預應力束同步雙向張拉。

在梁段混凝土澆筑前后，均應測量標高差以及預應力張拉前后梁段端部撓度，變形觀測點布置如圖2所示。將測量結(jié)果輸入線形控制軟件后，由系統(tǒng)繪制出懸澆階段梁體撓度統(tǒng)計表，并將測量值和設(shè)計值進行比較[8]。若各項指標誤差均不超出5mm，則進行下一梁段施工；若部分指標誤差超出5mm，則應從施工過程控制、數(shù)據(jù)處理兩個方面查找原因，解決后進入下一梁段施工。

圖2 變形觀測點平面布置

4.4 合龍施工

進行合龍段施工時，先將掛籃拆除，清理邊跨直線段和相鄰T 構(gòu)梁面雜物后，將備用配重砂袋和機具設(shè)備放置于指定位置；再測量相鄰T 構(gòu)上全部觀測點標高，鎖定永久支座；拆除臨時支座后，再次測量梁面全部觀測點的實際標高。對比第一合龍段相鄰梁段頂面標高，若其高差超出15mm，則應通過線形控制軟件，確定高差不超出15mm 的砂袋配重及布置位置。根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整高差，滿足設(shè)計要求后進行合龍施工。

第一合龍段混凝土澆筑應安排在凌晨1：00—5：00（此期間氣溫最低、溫度最穩(wěn)定）進行，并將混凝土強度提升一個等級，按設(shè)計要求摻加微量膨脹劑[9]。澆筑施工結(jié)束后，在混凝土結(jié)構(gòu)表面覆蓋雙層草袋保濕養(yǎng)生。在混凝土澆筑期間，應通過砂袋不斷向另一懸臂端配重。澆筑完成后，砂袋質(zhì)量應為澆筑混凝土質(zhì)量的1/2。養(yǎng)護至混凝土實際強度達到設(shè)計值50%時，將合龍段模板拆除，同時將配重砂袋卸除[10]。

5 結(jié)語

工程應用結(jié)果表明，應用貝雷片拼裝掛籃技術(shù)，能重復利用現(xiàn)有原材料和施工設(shè)備，最大限度地減少材料浪費、降低工程成本；貝雷片拼裝掛籃結(jié)構(gòu)輕便靈活，承載力強，便于運輸和現(xiàn)場拼裝，結(jié)構(gòu)受力明確，操作靈活，施工快捷，無須大型起重吊裝設(shè)備。在公路橋梁、客運專線等工程中，推廣應用貝雷片拼裝掛籃技術(shù)，能有效避免常規(guī)施工方式下，根據(jù)梁體質(zhì)量和梁型定制掛籃，成本高、加工周期長、施工過程復雜等弊端，可提升箱梁橋工程的經(jīng)濟效益和社會效益。