某大橋主橋上部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)探討

佛山市南海區(qū)道路建設(shè)管理處 廣東佛山 528200

摘要：本文主要針對(duì)大橋上部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工展開(kāi)了探討，通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例，闡述了工程的重難點(diǎn)，并分別對(duì)零號(hào)節(jié)段施工、主梁懸臂施工和引橋施工作了系統(tǒng)的分析，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：大橋上部結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵施工；探討

橋梁上部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)通常又稱(chēng)為橋跨結(jié)構(gòu)，是在路線中斷時(shí)跨越障礙的主要承重結(jié)構(gòu)，對(duì)橋梁的長(zhǎng)期使用有著重要的作用。因此，在大橋上部結(jié)構(gòu)的施工工程中，為了保障大橋上部結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，以確保整個(gè)橋梁的施工質(zhì)量，需要特別重視工程施工中的關(guān)鍵施工部分?；诖?，本文就大橋上部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工進(jìn)行了探討，相信對(duì)有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。

1 工程概況

某橋梁主橋?yàn)楦叩退嗡髅婊炷列崩瓨?，全長(zhǎng)637m，橋面全寬26m，最大跨徑320m；西引橋全長(zhǎng)1008m，東引橋全長(zhǎng)258m，均為預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁，跨越居民區(qū)與軌道交通三號(hào)線。

2 工程重難點(diǎn)

2.1 零號(hào)節(jié)段

主梁無(wú)索區(qū)零號(hào)塊縱向總長(zhǎng)度為23m，混凝土重達(dá)2500t，梁底與承臺(tái)高度距離有58m，而且承臺(tái)平面尺寸比零號(hào)節(jié)段要小得多，常年低于施工水位。主墩零號(hào)節(jié)段因其獨(dú)特的雙向大懸臂、大噸位使得現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)及施工難度極大。

2.2 主梁懸澆

主橋上部主梁為單箱三室斜腹板結(jié)構(gòu)，梁寬32.5m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度7m，非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段有4m及8m兩種形式，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段重量約470t，個(gè)別特殊節(jié)段重量最重達(dá)到708t，混凝土節(jié)段超寬、超重。

2.3 引橋現(xiàn)澆

高架橋長(zhǎng)度約1km，跨越廠區(qū)及居民區(qū)，施工受拆遷影響，干擾大，條件復(fù)雜，施工難度大。

3 零號(hào)節(jié)段施工

大橋主橋零號(hào)塊非常龐大，縱向長(zhǎng)25m，相當(dāng)于普通斜拉橋的零號(hào)塊和1號(hào)塊的總長(zhǎng)度，無(wú)斜拉索設(shè)計(jì)，形成縱向12.5m的大懸臂，主梁橫向?qū)?2.5m，橫向懸臂達(dá)16m，形成了零號(hào)塊縱橫雙向大懸臂的特點(diǎn)，再加上零號(hào)塊距地面過(guò)高，施工難度非常大。

綜上因素，經(jīng)多次研究決定，將零號(hào)塊順橋向劃分為三段（6.3m+12.4m+6.3m），分2次進(jìn)行施工。中段12.4m采用托架現(xiàn)澆，混凝土數(shù)量約749m3，兩邊各6.3m采用掛籃進(jìn)行施工，混凝土數(shù)量約202m3，第二次施工時(shí)，設(shè)臨時(shí)斜拉索，按有索段澆筑剩余部分。

圖1 現(xiàn)澆托架示意圖

3.1 托架設(shè)計(jì)

托架采用萬(wàn)能桿件設(shè)計(jì)，底部設(shè)型鋼牛腿承為主要支撐點(diǎn)，上部設(shè)鉸座分?jǐn)偹搅Ψ戳?，單點(diǎn)由精軋螺紋對(duì)拉，托架上布置單層分配梁與型鋼組焊桁架，其間設(shè)10cm厚楔塊，以便脫模及調(diào)整標(biāo)高。

3.2 托架安裝

托架由萬(wàn)能桿件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝，先在地面拼裝成桁架組，再由塔吊移運(yùn)至牛腿上形成整體。在索塔施工過(guò)程中預(yù)埋型鋼牛腿，其作用是將托架承受的施工荷載傳遞到塔身，避免支架落地，是整個(gè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位。為避免預(yù)埋牛腿周?chē)炷脸惺芎奢d較大而產(chǎn)生局部受損，在預(yù)埋牛腿周?chē)贾眠m當(dāng)數(shù)量的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片，以提高該部位的抗壓能力。

3.3 托架現(xiàn)澆

首次施工零號(hào)塊中部12.4m，結(jié)合混凝土振搗所用時(shí)間和輸送運(yùn)輸混凝土的能力，將混凝土的初凝時(shí)間定為36h左右，將坍落度控制在20～22cm之間?；炷劣上轮辽戏謱訚仓?，從端部向中間對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，分層厚度約為30cm。

因零號(hào)塊體積較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易發(fā)生大體積混凝土開(kāi)裂的情況，對(duì)此，針對(duì)結(jié)構(gòu)配筋設(shè)置了多層冷卻水管進(jìn)行溫控，確?；炷恋臐仓|(zhì)量。

3.4 零號(hào)塊第二次混凝土施工

零號(hào)塊第二次施工兩端各6.3m，若繼續(xù)采用托架現(xiàn)澆，要求托架設(shè)計(jì)相當(dāng)龐大，對(duì)支承點(diǎn)要求極高，對(duì)索塔墩壁受力極為不利，故考慮采用主梁懸臂施工掛籃進(jìn)行澆筑，由于該節(jié)段為無(wú)索區(qū)，先于上塔柱設(shè)置臨時(shí)索以提供掛籃前支點(diǎn)作支承，按懸臂節(jié)段進(jìn)行澆筑。先將臨時(shí)索上端錨固于主塔1號(hào)索管上，下端錨固于掛籃上進(jìn)行澆筑，臨時(shí)索的錨固、張拉、體系轉(zhuǎn)換與正常掛籃施工相同。當(dāng)零號(hào)塊形成后，將臨時(shí)索進(jìn)行錨固，梁端設(shè)置錨固塊混凝土和索管，并在梁端進(jìn)行張拉?；炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后按要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，壓漿封錨后實(shí)施體系轉(zhuǎn)換。

圖2 零號(hào)節(jié)段二次施工示意

4 主梁懸臂施工

主梁節(jié)段超寬、超重以及單索設(shè)置已無(wú)法變更，且由于大橋箱梁截面設(shè)計(jì)要求，對(duì)作用于已澆筑箱梁上的荷載進(jìn)行了限制，導(dǎo)致現(xiàn)有任何形式的掛籃構(gòu)造都無(wú)法滿(mǎn)足如此噸位的節(jié)段施工，因此創(chuàng)新性利用前后支點(diǎn)結(jié)合的原理，分次澆筑、多次張拉，分?jǐn)倶蛎驽^固點(diǎn)支反力，滿(mǎn)足施工需要。

4.1 掛籃設(shè)計(jì)

根據(jù)掛籃設(shè)計(jì)原則和節(jié)段長(zhǎng)度劃分，要在施工零號(hào)塊第二次時(shí)就能形成掛籃，左右兩套掛籃在平面上需交錯(cuò)布置，兩套外掛籃中心線橫橋向相隔75cm。

（1）底平臺(tái)

底平臺(tái)是掛籃的主體結(jié)構(gòu)，由支承模板體系的分配梁、弧形梁及行走滑梁組成，平面上由兩橫梁、六縱梁組成。

（2）上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)采用三角斜拉式，其在混凝土澆筑時(shí)要承擔(dān)一部分混凝土荷載，并兼作整個(gè)掛籃的行走裝置。三角主體中支點(diǎn)支承于已澆塊件前端，后支點(diǎn)通過(guò)錨桿錨固于已澆塊件上。由于箱梁翼板懸臂大，板較薄，為控制翼板處荷載不超過(guò)60t，選擇橫向布置預(yù)拉結(jié)構(gòu)將翼板處的大部分荷載分配到腹板上，預(yù)拉結(jié)構(gòu)由預(yù)拉立柱、預(yù)拉橫梁和預(yù)拉帶組成。

（3）牽索系統(tǒng)

牽索系統(tǒng)作為掛籃與斜拉索之間的聯(lián)系，并在懸澆完成后，將斜拉索與掛籃分離，實(shí)現(xiàn)索力的轉(zhuǎn)換，牽索系統(tǒng)由張拉梁、墊塊及連接桿組成，張拉千斤頂固定在張拉墊塊上，墊塊根據(jù)弧形梁底部曲線設(shè)置。

4.2 掛籃安裝根據(jù)掛籃設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)情況，采取分部分段進(jìn)行拼裝，即上部三角主體和底平臺(tái)分配梁為單件現(xiàn)場(chǎng)安裝完成，下部弧形梁和內(nèi)行走梁，在拼裝平臺(tái)上組裝后整體吊運(yùn)安裝到位。當(dāng)掛籃澆筑完成零號(hào)塊第二次澆筑后，對(duì)主縱梁進(jìn)行接長(zhǎng)而最后形成掛籃整體。

4.3 荷載試驗(yàn)

掛籃采用工廠制作，制作成型后先對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行單件試驗(yàn)，待接長(zhǎng)形成完整體系后再做整體荷載試驗(yàn)，試驗(yàn)方法同托架。

5 引橋施工

由于引橋跨越廠區(qū)及居民區(qū)，若采用跨越式落地支架或滿(mǎn)堂式腳手架現(xiàn)澆，需對(duì)區(qū)域內(nèi)河道進(jìn)行改道，措施復(fù)雜，難以協(xié)調(diào)，成本高，進(jìn)度慢。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用無(wú)支架施工技術(shù)，即移動(dòng)模架法施工，對(duì)環(huán)境影響小，機(jī)械化程度高，成本經(jīng)濟(jì)，施工速度快。

5.1 移動(dòng)模架構(gòu)造

移動(dòng)模架系統(tǒng)主要由主梁、前后鼻梁、橫梁、模板系統(tǒng)、推進(jìn)小車(chē)、支撐托架、推進(jìn)懸掛、中懸掛、前懸掛及平臺(tái)走道組成。

5.2 施工工藝

（1）移動(dòng)模架就位，設(shè)備檢查，箱梁鋼筋綁扎、拼組內(nèi)模、澆筑混凝土。

（2）箱梁預(yù)應(yīng)力張拉后，降低移動(dòng)模架，安裝中墩懸掛、連接吊架及安設(shè)千斤頂。

（3）自行支撐架和工作車(chē)前行到位，安裝支撐托架。

（4）安裝后推進(jìn)吊架，放松前吊架，拆除連接螺栓并下放千斤頂，拆除中墩懸掛，依靠前推進(jìn)工作車(chē)上的推進(jìn)油缸進(jìn)行縱向推進(jìn)。

（5）前行到下一跨后，設(shè)備作橫向調(diào)整，到位后重新連接橫梁，然后提升到設(shè)計(jì)位置。

5.3 移動(dòng)模架拼裝

由于24號(hào)過(guò)渡墩因拆遷原因完成較晚，決定先施工第21跨，然后施工第22跨，直至24號(hào)過(guò)渡墩完成后，再反向行走，退回第起始跨，施工剩余各跨。因此移動(dòng)模架在第21跨安裝，其中兩主縱梁和牛腿為一次安裝完成；主橫梁及模架、模板等構(gòu)件或設(shè)施均采用現(xiàn)有塔吊分節(jié)分段依次安裝到位；鼻梁則采用大噸位汽車(chē)吊進(jìn)行安裝。

5.4 預(yù)壓與調(diào)整

移動(dòng)模架預(yù)壓采用傳統(tǒng)堆載預(yù)壓，箱梁腹板位置采用加鋼筋與砂袋，其它位置加水箱堆載，堆載順序同混凝土澆筑順序。待支撐變形收斂穩(wěn)定后，觀測(cè)各測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，根據(jù)每次記錄繪制沉降曲線，最終確定預(yù)拱度。移動(dòng)模架預(yù)拱度的調(diào)整是施工中重點(diǎn)，第一次澆筑混凝土后，可用墊片調(diào)整。

5.5 脫模及前行

每跨混凝土箱梁澆筑完并張拉后，利用頂升油缸落模，使主梁下移帶動(dòng)模板脫離混凝土面，安裝中墩懸掛托架和后吊架，將主梁用中墩懸掛橫梁和后吊點(diǎn)橫梁固定，同時(shí)前鼻梁端的前支撐支撐在墩頂上；牛腿隨小車(chē)一同被吊起，通過(guò)小車(chē)上的橫移油缸將牛腿從墩中移出，脫離墩柱；小車(chē)及牛腿掛在主梁上，啟動(dòng)液壓裝置，帶動(dòng)牛腿縱移；當(dāng)兩組牛腿行進(jìn)到下一橋墩時(shí)，將牛腿插入墩中，至此牛腿前行、安裝完畢；這時(shí)頂升油缸帶動(dòng)主梁繼續(xù)下落至小車(chē)滾輪上，拆除中吊點(diǎn)橫梁，收回前支撐，縱移油缸推動(dòng)主梁帶動(dòng)模板縱移至澆筑位置，橫向合模，連接橫梁，上升至澆筑位置，調(diào)好模板后，即可準(zhǔn)備澆筑下一跨箱梁。

5.7 拆卸

當(dāng)最后一跨箱梁澆筑完畢后，利用墩梁部施工時(shí)的預(yù)留孔，在梁頂安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行拆卸。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大橋上部結(jié)構(gòu)主要起著在路線中斷時(shí)跨越障礙的承重作用，對(duì)橋梁的長(zhǎng)期使用有著重要幫助。為此，需要相關(guān)的施工單位引起足夠的重視，采取具有針對(duì)性的施工措施，加強(qiáng)工程關(guān)鍵施工的質(zhì)量，并應(yīng)該引進(jìn)先進(jìn)的施工方法，以最大努力鞏固橋梁的施工。

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