特大橋箱梁懸灌梁施工技術(shù)

張志剛

（河北省高速公路京秦管理處，河北 秦皇島 066000）

1 工程概況

某特大橋主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土單箱單室垂直腹板截面，頂寬12.2m，中支點底寬7.1m，邊支點及跨中底寬6.0m，中支點梁高5.2m，邊支點梁高2.8m，梁高從根部到跨中采用圓曲線變化。箱梁采用分段澆筑形式，分段長度為2×8m（0號塊）+8×3m（1~2號塊）+24×3.5m（3~8號塊），合龍段長均為3×2.0m，邊跨現(xiàn)澆段長為2×7.6m。箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，縱向采用OVM錨具，豎向采用JLM32精軋螺紋鋼筋，橫向預(yù)應(yīng)力錨具采用扁錨。

2 掛籃施工技術(shù)

2.1 掛籃分解處理

本工程0號塊長8m，無法滿足一套標準掛籃安裝，只能安裝一個標準掛籃和一個非標準掛籃，待1號塊澆筑完成，強度達到設(shè)計標準后，對掛籃進行分解，共5個步驟：

（1）安裝臨時支撐，在1號掛籃軌道梁前端與立柱和上平桿之間安裝臨時支撐附加構(gòu)件F4、F5，在立柱前方采用豎向精軋螺紋鋼臨時固定支撐構(gòu)件，使其構(gòu)件與掛籃形成整體；

（2）拆除臨時構(gòu)件，及時拆除附加桿件F1、F2、F3，使其標準掛籃向前行走2m，為非標準掛籃換上標準構(gòu)件倒出位置；

（3）補充標準掛籃構(gòu)件，將標準構(gòu)件F2、F3安裝到一號掛籃上，同時也把反扣輪安裝到軌道梁上，使其形成標準掛籃，具備行走條件；

（4）拆除臨時支撐構(gòu)件、標準構(gòu)件，反扣輪安裝后，具備移動條件，及時拆除F4、F5臨時錨固支撐桿件；

（5）固定掛籃，掛籃行走到位后，采用精軋螺紋鋼穿過箱梁頂板預(yù)留孔位置，把掛籃后錨橫梁錨固在箱梁頂板上。

2.2 掛籃移動注意事項

對本工程T構(gòu)兩端的掛籃同時對稱移動，移動掛籃前認真檢查墊座反扣各部聯(lián)接是否可靠，滑道錨固是否到位，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保掛籃前移安全。同時在移動掛籃前應(yīng)當對外側(cè)模以及箱梁底模標高進行調(diào)整，同時應(yīng)當認真檢查掛籃情況，確保繩索與掛籃無鉤掛情況，發(fā)現(xiàn)情況應(yīng)當對其處理后再進行掛籃移動。掛籃移動的危險性較大，因此移動掛籃應(yīng)當由專人指揮，而且在掛籃移動全過程中應(yīng)當注重后錨與滑道錨固，施工中要不斷檢查錨固系統(tǒng)的牢靠程度。每片桁架后錨不少于4根精軋螺紋鋼，滑道錨固間距不大于0.5m。

3 合龍段施工及體系轉(zhuǎn)換

進行合龍段施工前必須先對邊跨現(xiàn)澆段進行基礎(chǔ)處理，搭設(shè)碗扣支架，其施工工藝流程為：搭設(shè)支架→搭設(shè)作業(yè)平臺→支架預(yù)壓→安裝支座→安裝底、外模→綁扎鋼筋及安裝預(yù)應(yīng)力管道→澆筑混凝土→養(yǎng)生→拆除內(nèi)外模板及端模，混凝土一次澆筑成型，對現(xiàn)澆直線段則與0號塊采取相同的處理方法。

3.1 邊跨合龍（第一次體系轉(zhuǎn)換）

3.1.1 合龍段施工工藝

為了能有效地減少支架及模板的經(jīng)濟投入，對本工程合龍段施工采用掛籃直接受力承載重量。合龍段施工的具體流程如下：掛籃前移至合龍段→合龍段施工平臺及勁性骨架焊接→合龍段鋼筋制作與安裝、預(yù)應(yīng)力管道安裝→模板安裝、臨時張拉（400MPa）→邊澆筑合龍段混凝土邊卸載配重→混凝土養(yǎng)生→合龍段預(yù)應(yīng)力束張拉壓漿。當8號塊混凝土強度滿足設(shè)計后，則可以把掛籃移動至前吊桿接觸到現(xiàn)澆混凝土。

3.1.2 設(shè)平衡重

在懸臂端采用加水箱的方法設(shè)平衡重，近端及遠端所加平衡重噸位由施工平衡設(shè)計確定。

3.1.3 合龍鎖定設(shè)計

對本工程的合龍段勁性骨架進行焊接施工，焊縫長度和預(yù)埋鋼板相同，厚度則應(yīng)當滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求。為了避免燒傷混凝土，要求在焊接完成后1h內(nèi)對焊件的周邊混凝土進行澆水降溫處理。為了能節(jié)省合龍工序的焊接時間，勁性骨架安裝前預(yù)先焊好一端，當進行合龍施工時，則采用4臺焊機同時對稱焊接另一端。

3.1.4 合龍鎖定

為了能有效地避免合龍段混凝土在澆筑及早期硬化過程中產(chǎn)生裂縫，本工程在合龍前對懸臂端與現(xiàn)澆端采取臨時連接，臨時鎖定是合龍的關(guān)鍵，合龍鎖定遵循“又拉又撐”的原則。支撐勁性骨架采用“預(yù)埋鋼板+連接槽鋼+預(yù)埋鋼板”三段式結(jié)構(gòu)。合龍段合龍鎖定布置見圖1。

圖1 合龍段合龍鎖定布置示意圖

3.1.5 合龍段混凝土澆筑

澆筑合龍段混凝土?xí)r，采取分段卸載，從而有效地確保平衡施工。合龍段混凝土澆筑選擇在一天中氣溫較低（5～15℃）時進行，保證合龍段澆筑混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓的狀態(tài)下達到終凝，以防混凝土開裂?；炷恋臐仓俣燃s為10m3/h。合龍段混凝土強度等級應(yīng)比普通段混凝土高一級，而且應(yīng)當加入微量膨脹劑，加強新舊混凝土的連接，避免出現(xiàn)裂縫問題。待梁段混凝土達到設(shè)計強度的65%后，解除連續(xù)梁主墩墩頂臨時固結(jié)，鑿除支架邊墩臨時固結(jié)；混凝土達到設(shè)計強度的90%時，張拉預(yù)應(yīng)力筋及進行孔道壓漿；拆除所有吊模及托架，進行第一次體系轉(zhuǎn)換。

3.2 中跨合龍（第二次體系轉(zhuǎn)換）

中跨合龍梁段與邊跨合龍段均采用掛籃移動至現(xiàn)澆段，對吊桿采用PVC管套保護。同時采用在懸臂端加水箱的方法設(shè)平衡重，近端及遠端所加平衡重噸位由施工平衡設(shè)計確定。合龍前將合龍段兩端懸臂端臨時連接，盡可能保持相對固定，以防止合龍段混凝土在澆筑及早期硬化過程中產(chǎn)生明裂縫。合龍前應(yīng)對中跨合龍段的標高進行觀測，并記錄當時的氣溫條件。如果標高達不到合龍要求，就須要設(shè)置配重。施工控制有要求時還應(yīng)對合龍段處采取措施調(diào)整。合龍段支撐勁性鋼骨架施工方法同邊跨合龍段施工方法。中跨合龍施工過程見圖2。

圖2 中跨合龍施工過程示意圖

4 線形控制

對于連續(xù)箱梁而言，其懸灌施工過程應(yīng)嚴格控制線形。工程實踐表明，箱梁懸灌施工過程中，影響線形控制的因素很多，主要包括以下因素：掛籃的下?lián)稀⑼屑芤约爸Ъ艿南聯(lián)?、預(yù)應(yīng)力施工，混凝土的施工及溫度變化等。

4.1 溫度觀測

主梁撓度主要受溫度影響，因此為了掌握箱梁截面內(nèi)外溫差和溫度在截面上的分布情況，在梁體上布置溫度觀測點進行觀測，以獲得準確的溫度變化規(guī)律。

4.2 施工預(yù)拱度計算

對箱梁進行懸灌澆筑施工中，最困難的任務(wù)之一就是施工預(yù)拱度的計算。箱梁預(yù)拱度計算根據(jù)現(xiàn)場測定的各項參數(shù)由專業(yè)程序計算得出。

4.3 懸臂箱梁的施工撓度控制

根據(jù)預(yù)拱度及設(shè)計標高，確定待懸灌梁段立模標高，嚴格按立模標高立模。撓度觀測資料是控制成橋線形最主要的依據(jù)。通過設(shè)置觀測小組，針對箱梁施工的每個階段中預(yù)應(yīng)力張拉前后以及混凝土澆筑前后撓度變化，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理，畫出撓度曲線進行分析，能及時對出現(xiàn)較大誤差的情況進行調(diào)整。為了盡量減少溫度的影響，撓度的觀測安排在早晨太陽出來之前進行。合龍前將合龍段兩側(cè)的最后2～3個節(jié)段在立模時進行聯(lián)測，以保證合龍精度。

4.4 箱梁應(yīng)力監(jiān)測

對箱梁懸灌澆筑施工過程中，還應(yīng)當監(jiān)測箱梁各個控制截面的應(yīng)力變化。本工程對箱梁應(yīng)力監(jiān)測采用鋼弦應(yīng)變計作為應(yīng)力傳感元件，按測點位置埋置在箱梁混凝土中，通過導(dǎo)線引出混凝土面，用頻率接收儀測量其頻率，將頻率換算成應(yīng)變，最后可得出測點位置混凝土的應(yīng)力。在0號塊墩頂中心及兩側(cè)腹板、合龍段中心及兩側(cè)腹板分別設(shè)置測點。另外，本工程還對邊支座反力進行監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果能準確地反映出施工階段箱梁的受力狀態(tài)，保證施工安全。

5 結(jié)語

針對連續(xù)箱梁懸灌澆筑工程實例，對其采取移動式掛籃施工設(shè)備進行懸灌施工，施工時對稱向兩端利用掛籃逐段灌筑梁段，并總結(jié)出可行的箱梁懸灌澆筑施工技術(shù)。鑒于線形控制對箱梁懸灌澆筑的重要性，總結(jié)施工時的線形控制技術(shù)，可為同行提供參考。

[1] 張潔輝.淺析跨江公路主橋箱梁懸灌施工工藝[J].科學(xué)之友，2009（5）：77-79.

[2] 宋記貴.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁懸灌施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2002（1）：73.

[3] 李華偉.變寬度混凝土連續(xù)箱梁懸灌施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道標準設(shè)計，2009（1）：38-40.