高墩大跨度懸澆掛籃橋梁的施工

李志華

摘 要：高墩大跨度懸澆掛籃橋梁施工技術(shù)復(fù)雜，施工難度大。結(jié)合實(shí)例，對該類橋梁的施工方法進(jìn)行詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：高墩；掛籃；施工技術(shù)；橋梁

中圖分類號：U445.466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）12-0080-02

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高等級公路建設(shè)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的態(tài)勢。高等級公路逐漸進(jìn)入山區(qū)，因而出現(xiàn)了許多高墩大跨度懸澆掛籃橋梁，其技術(shù)復(fù)雜、施工難度大。本文將以洛欒高速栗子坪特大橋的施工過程為例進(jìn)行敘述，以期為大家今后的工作提供參考。

1 工程概況

栗子坪特大橋跨越伊河河谷，河谷兩側(cè)山體陡峭。栗子坪特大橋總長368.12 m，墩身為雙肢等截面空心墩，墩高68 m（62 m），上部結(jié)構(gòu)為（95+170+95）m的預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)箱梁。

2 場地布置

為了方便施工，在兩個(gè)主墩旁邊各填筑一塊面積約2 000 m2的施工平臺，用來存放現(xiàn)用成品——鋼筋、機(jī)具和模板等。

3 人員、機(jī)械設(shè)備的組織

3.1 人員情況

組織進(jìn)場管理和技術(shù)人員共35人，協(xié)作隊(duì)伍1支。在高墩施工期間，協(xié)作隊(duì)伍配置施工人員80人，在掛籃施工期間，配置施工人員160人。

3.2 機(jī)械設(shè)備情況

機(jī)械設(shè)備具體包括以下幾部分：①高墩施工5×1.5 m翻轉(zhuǎn)鋼模板共4套，每墩2套。②1#和2#墩分別安裝1座QTZ80（5513）和1座QTZ63（5610）。單個(gè)橋墩使用2座塔吊是為了滿足工期的需求，塔吊的選用和安裝定位要滿足0#塊和掛籃施工等要求。③SCD200/200TD型施工升降機(jī)2座，每墩1座。升降機(jī)附著在墩身上，升降機(jī)安裝定位時(shí)，要能夠使吊籠內(nèi)人員直接升到橋面上。④拖式混凝土輸送泵（HBTS80-16-110）2臺。在選用混凝土輸送泵時(shí)，要詳細(xì)查看其技術(shù)參數(shù)。栗子坪特大橋上部混凝土澆筑時(shí)，混凝土輸送豎直高度大、水平距離遠(yuǎn)，這對輸送泵的輸送能力有很高的要求。⑤菱形桁架式掛籃8只。⑥2#墩附近安裝500 kVA變壓器1臺，為該橋提供施工用電，同時(shí)，備用1臺500 kW的發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)布置在變壓器旁邊，發(fā)電機(jī)與電力線路通過轉(zhuǎn)換開關(guān)相連，當(dāng)停電時(shí)，只需打開轉(zhuǎn)換開關(guān)即可。⑦混凝土拌和站（HZ60）2座。

4 施工方案

4.1 高墩施工

高墩采用翻模法施工，每次澆注高度為4.5 m。為了使橋墩的前后肢、左右幅同步施工，翻轉(zhuǎn)模板加工成1.5 m的組節(jié)。在施工過程中，前后肢、左右幅4個(gè)墩柱上各留一節(jié)模板作為生根節(jié)，2套4.5 m模板在左右幅之間周轉(zhuǎn)使用。

墩身豎向鋼筋采用直螺紋連接，每節(jié)長度4.5 m，接頭位置要按規(guī)范要求錯(cuò)開設(shè)置。墩身混凝土采用混凝土輸送泵澆注。

4.2 上部箱梁施工

4.2.1 現(xiàn)澆箱梁0#塊施工

該橋0#塊混凝土600 m3。安全起見，為了減少支架平臺的負(fù)荷，保證澆注質(zhì)量，混凝土分兩次澆注，第一次澆注4.5 m，第二次澆注6 m。

平臺懸挑部分采用三角形支架，三角支架與墩身通過預(yù)埋鋼板連接（銷接），上部預(yù)埋鋼板采用φ32精軋螺紋鋼與墩身加強(qiáng)固定。三角形支架外側(cè)懸挑部分底模采用掛籃底模。為了方便掛籃拼裝，底模和底模平臺前、后橫梁在0#塊施工時(shí)一并安裝，待0#塊施工完成、拼裝掛籃時(shí)，前、后吊桿直接與底模前、后橫梁連接，迅速形成掛籃體系，節(jié)省拼裝時(shí)間，節(jié)約材料。

0#塊在墩身兩肢之間的底模擱置在承重牛腿上，牛腿通過φ32精軋螺紋鋼與懸挑三角架鉸座對拉錨固。在縱梁與牛腿間

設(shè)置砂箱，便于拆除底模平臺。0#塊外模采用掛籃模板，內(nèi)模采用木膠合板模板。0#塊豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋可以同時(shí)作為掛籃行走軌道錨固筋使用。0#塊混凝土澆注時(shí)，先底板后腹板，從兩側(cè)懸臂端向中間逐步對稱澆注。因?yàn)?#塊預(yù)應(yīng)力孔道、鋼筋較為密集，操作空間小，為了防止產(chǎn)生空洞，腹板上應(yīng)預(yù)留孔，以便于觀察和振搗。隨著澆注面的上升，逐步進(jìn)行封堵。

4.2.2 掛籃懸澆施工

剛構(gòu)箱梁采用單箱單室結(jié)構(gòu)，橫坡2.0%，縱坡2.8%，平曲線半徑2 000 m。每只掛籃懸澆塊件21個(gè)。

4.2.2.1 掛籃的加工及構(gòu)造

掛籃設(shè)計(jì)為菱形桁架式整體移動結(jié)構(gòu)，主要由主桁承重系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)和模板系統(tǒng)等五部分組成。

該橋掛籃構(gòu)造有以下三個(gè)特點(diǎn)：①構(gòu)造穩(wěn)定、安全、輕巧，利于操作。②掛籃與走行軌道之間設(shè)計(jì)為行走小車連接。行走小車既可以確保掛籃在大縱坡和橫坡的箱梁頂面水平，又將掛籃的行走由滑動變?yōu)闈L動，極大地方便了掛籃行走。③掛籃內(nèi)模腹板可以繞頂角靠上部位的銷軸轉(zhuǎn)動，這樣有利于模板輕松轉(zhuǎn)動、脫除和移動，這種構(gòu)造提高了模板的施工效率。

4.2.2.2 掛籃施工

0#塊施工完成后，用塔吊在0#塊上組拼掛籃。掛籃施工工藝流程如下：①在0#塊上對稱拼裝2只掛籃；②調(diào)節(jié)模板高程，預(yù)留抬高值；③綁扎底板和腹板鋼筋，安裝豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋并固定；④安裝內(nèi)箱模板；⑤綁扎頂板鋼筋，固定預(yù)應(yīng)力筋定位網(wǎng)和波紋管；⑥安裝豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋、頂部壓漿管；⑦檢查合格后，灌注混凝土；⑧張拉縱向預(yù)應(yīng)力束并壓漿；⑨張拉橫向、豎向預(yù)應(yīng)力筋并壓漿封端；⑩掛籃走行；○11重復(fù)1#塊施工流程步驟中的③～⑨項(xiàng)進(jìn)行2#塊施工；○12重復(fù)以上步驟，完成其余節(jié)段的施工。

掛籃拼裝順序?yàn)椋孩侔惭b掛籃行走軌道，并與豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋錨固；②組拼掛籃菱形構(gòu)架和橫聯(lián)；③安裝掛籃后錨固、前上橫梁、外模走行滑梁和吊桿；④拆除用于0#塊底模平臺橫梁下的鋼楔塊，將前吊桿與前橫梁連接；⑤用于0#塊的底模平臺前移，安裝后吊桿；⑥將外模由0#塊滑移至1#塊位置，安裝對拉桿，進(jìn)行載重試驗(yàn)。

載重試驗(yàn)程序是：①檢查掛籃后錨固和底模平臺吊掛系統(tǒng)；②按最重梁段的1.2倍，即235 t作掛籃的靜載試驗(yàn)。

靜載試驗(yàn)分三步進(jìn)行：加載98 t，觀察2 h；加載98 t，觀察2 h；加載39 t，觀察5 h。每級加載后應(yīng)記錄掛籃的變形情況，為以后掛籃懸澆提供必要的數(shù)據(jù)。卸載完成后，應(yīng)觀測掛籃的殘余變形情況。

掛籃走行的步驟如下：①拆除外模落于外模導(dǎo)梁上，將底模平臺后橫梁與外模用鋼絲繩臨時(shí)連接；②脫開內(nèi)模導(dǎo)梁前后吊桿，將內(nèi)模及其導(dǎo)梁臨時(shí)錨固于已澆注的箱梁頂板上；③下落底模平臺，使底模平臺僅由前后邊吊掛及前端兩根外吊帶懸吊；④加鋪下滑道，解除掛籃后錨固，用千斤頂同時(shí)施頂兩只掛籃的后支座，使菱形桁架連同掛籃外模及底模系統(tǒng)前移到位；⑤連接后錨固筋，安裝側(cè)模和底模平臺后吊掛，調(diào)整底模平臺前吊桿高度，使前端標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

混凝土澆注由前端向后端，兩側(cè)同步、對稱澆注。澆注時(shí)，先底板，再腹板，后頂板。為了保證澆注質(zhì)量，腹板上模板要開孔，用來觀察和振搗混凝土。底板澆注完成后應(yīng)進(jìn)行封堵，防止混凝土上翻，增加梁體重量。

4.2.3 邊跨現(xiàn)澆段施工

邊跨現(xiàn)澆段長8.94 m，高3.6 m，節(jié)段混凝土101.2 m3。邊跨現(xiàn)澆段采用滿堂支架法現(xiàn)澆。

4.2.4 合龍段施工

全橋合龍段總共有三個(gè)，一個(gè)中跨，兩個(gè)邊跨。合龍段長2 m，澆注混凝土18.8 m3。合龍段按照先邊跨，后中跨的合龍順序，采用吊架施工，吊架（模板）重量控制在50 t以內(nèi)。合龍段施工工藝流程如下：①掛籃走行，退回主墩附近；②在合龍口兩側(cè)按合龍段重量的50%堆載（邊、中垮均堆載）；③安裝合龍段處勁性骨架，在低溫環(huán)境下，將合龍口鎖定，張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束；④安裝合龍段吊架；⑤安裝底模、側(cè)模；⑥綁扎底板和腹板鋼筋，固定預(yù)應(yīng)力筋定位網(wǎng)和波紋管，安裝豎向預(yù)應(yīng)力筋并固定；⑦安裝內(nèi)箱模板；⑧綁扎頂板鋼筋，固定預(yù)應(yīng)力筋定位網(wǎng)和波紋管；⑨經(jīng)過檢查后，合格灌注混凝土（在溫差變化較小的低溫時(shí)間內(nèi)灌注完，并隨混凝土灌注，分級卸除平衡重）；⑩張拉底板縱向預(yù)應(yīng)力束并壓漿；○11張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋并壓漿封端。

合龍吊架可與臨時(shí)鎖定勁性骨架一并考慮，模板采用木膠合板。

5 施工監(jiān)控

大跨度連續(xù)體系橋梁施工過程復(fù)雜，為了確保橋梁在施工過程中結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形始終處于安全范圍內(nèi)，并且成橋后的線形滿足設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)恒載受力狀態(tài)接近設(shè)計(jì)預(yù)期，在橋梁施工過程中，必須進(jìn)行嚴(yán)格的施工監(jiān)測和控制。該橋施工引入了專業(yè)的監(jiān)控單位。在施工過程中，通過標(biāo)高、截面尺寸和彈性模量等數(shù)據(jù)的采集，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析后，不斷修正設(shè)計(jì)參數(shù)，使標(biāo)高的計(jì)算值與實(shí)測值之差不斷縮小，從而通過計(jì)算程序把控住目前的施工過程，進(jìn)而預(yù)估將來的施工狀況，達(dá)到施工控制的目的。

6 安全控制

對河道內(nèi)高墩橋梁的高空作業(yè)來說，安全控制尤為重要。在施工時(shí)，必須精心組織，安全操作，嚴(yán)格防范，杜絕違章作業(yè)的情況發(fā)生和麻痹大意思想的出現(xiàn)，嚴(yán)禁在大雨、六級以上大風(fēng)、濃霧等惡劣天氣條件下作業(yè)。

7 結(jié)束語

高墩大跨度懸澆掛籃施工為我國橋梁建設(shè)事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。在實(shí)際運(yùn)用過程中，必須充分了解其技術(shù)特點(diǎn)，嚴(yán)格控制施工過程，對施工過程中的各個(gè)工況進(jìn)行仔細(xì)的分析，確保每一步工序都是到位的，以保證掛籃施工過程中的安全、穩(wěn)定。另外，要做好工程施工的監(jiān)督、管理工作，只有這樣，才能確保橋梁施工順利進(jìn)行，保證橋梁施工質(zhì)量。

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〔編輯：白潔〕