掛籃合龍段施工工藝的應(yīng)用

沈建平

摘要：掛籃施工是懸臂澆筑法施工中的一種主要施工方法，它不需要架設(shè)支架，不使用大型吊機(jī)，與其他方法相比，具有結(jié)構(gòu)輕、拼制簡單方便和無壓重等優(yōu)點(diǎn)。本文就懸臂澆筑法常用的菱形掛籃形式的合龍段施工，從施工工藝、等方面對(duì)大跨境橋梁掛籃施工工藝進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：掛籃；合龍段；施工工藝

一、工程概況

鄭州市三環(huán)路快速化工程北三環(huán)（南陽路-中州大道）工程，我公司承建的中州大道M主線跨北三環(huán)N、S主線大跨徑箱梁采用菱形掛籃施工，橋型設(shè)計(jì)為57m+96m+57m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，單箱雙室斷面，采用直腹板形式，支點(diǎn)處梁高6.0m。

二、合龍段施工

1、合龍段概況

主橋箱梁共設(shè)三個(gè)合龍段，即兩個(gè)邊跨合龍段、一個(gè)中跨合龍段。合龍段箱梁截面與現(xiàn)澆段遠(yuǎn)離梁端的截面相同，每個(gè)合龍段長2m，混凝土14.09m3，梁段重36.64t。

合攏順序：先邊跨合攏，邊跨張拉完畢后，再進(jìn)行中跨合攏，采用掛籃底模和內(nèi)外模板充當(dāng)合龍段模板，采取一些必要的措施防止砼開裂。中跨合攏時(shí)，要將一套掛籃后退，另外一套合攏。

2、合龍段時(shí)段選擇

影響合龍段施工質(zhì)量的主要因素是氣溫變化，氣溫變化引起已灌注梁段的伸縮及砼凝固過程中的收縮，有可能使合龍段產(chǎn)生拉裂，最好選擇在日溫差較小的陰天，而且在一天中溫度最低的時(shí)刻焊接剛性臨時(shí)支撐和灌注混凝土，一般可選擇在凌晨1：00—3：00，砼灌注十分迅速，一般不超過2小時(shí)，這就要求準(zhǔn)備工作做的十分充分。這樣等到氣溫上升時(shí)，砼膨脹受壓，比砼冷縮受拉有利，可避免砼開裂，且此時(shí)至少有6小時(shí)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，砼達(dá)到的強(qiáng)度已經(jīng)足夠承受溫差的膨脹力。

3、平衡配重

①平衡配重原理

合龍段施工時(shí)，每個(gè)T構(gòu)懸臂加載應(yīng)盡量做到對(duì)稱平衡。由于合龍前懸臂受力以彎矩為主，故平衡設(shè)計(jì)遵循對(duì)墩位彎矩平衡的原則。平衡設(shè)計(jì)中考慮如下幾種施工荷載：

1）合龍吊架自重及混凝土澆注前作用于合龍吊架的荷載。其中合龍吊架自重，包括底籃、內(nèi)外模、工作平臺(tái)重量；混凝土澆注前作用于合龍吊架的荷載包括合龍段普通鋼筋；豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋與橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線；

2）直接作用于懸臂的荷載

直接作用于懸臂的荷載包括底板束及合龍段位置底板束管道芯模重、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束重、勁性骨架重。根據(jù)荷載布置及大小可計(jì)算對(duì)墩位相應(yīng)彎矩。

3）合龍段混凝土重

邊跨合龍段混凝土在支架拆除前，其重量由支架承受，未作用于懸臂端，應(yīng)在近端加配重代替合龍段混凝土對(duì)懸臂端的作用，同時(shí)遠(yuǎn)端也應(yīng)加配重保證T構(gòu)平衡。在支架拆除時(shí)，卸去懸臂端配重。

邊跨與中跨的近端遠(yuǎn)端配重均加在10、10號(hào)塊中間。

平衡配重在合龍鎖定之前加到相應(yīng)懸臂端，可使合龍鎖定之后骨架處于“不動(dòng)”，避免薄弱處受剪破壞。

4、邊跨合龍段施工工藝

搭設(shè)滿堂支架澆筑邊跨砼。對(duì)邊跨合龍段進(jìn)行多日跟蹤觀察，根據(jù)觀測資料及應(yīng)力應(yīng)變的定量分析確定邊跨合攏施工工藝；通過添加配重調(diào)整邊跨合龍段兩側(cè)高差至規(guī)范要求內(nèi)，焊接由兩片型鋼組成的合龍段剛性骨架，構(gòu)成剛性支承以抵消懸臂段伸長變形產(chǎn)生的應(yīng)力，支承剛性骨架于合攏前焊接完畢。選擇測量懸臂標(biāo)高的時(shí)間（一般在清晨），標(biāo)高調(diào)整好用剛性骨架固定懸臂端使其不能上翹，也不能下?lián)?，這樣避免了豎向相對(duì)位移又無需龐大的壓重，錨固后在連續(xù)觀測兩日，確認(rèn)穩(wěn)定后進(jìn)行其他工序；邊跨合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的95%，彈性模量達(dá)到100%，且齡期不少于5天后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

1）施工準(zhǔn)備

（1）除中跨一個(gè)懸臂的掛籃底籃及模板系統(tǒng)安裝為中跨合攏掛籃外，其余掛籃全部按既定的工藝拆除；

（2）清除箱頂、箱內(nèi)的施工材料、機(jī)具，用于合龍段施工的材料、設(shè)備有序放至墩頂或現(xiàn)澆段處；

（3）箱梁頂板的縱向預(yù)應(yīng)力預(yù)備束管道壓漿；

（4）兩T構(gòu)各懸臂端準(zhǔn)備水箱；

（5）近期氣溫變化規(guī)律測量記錄。

2）支架模板安裝

邊跨合龍段利用現(xiàn)澆段支架伸長立模澆注。掛籃拆除后，將邊跨現(xiàn)澆段落地支架接長至合龍段下方。翼板底模及內(nèi)頂?shù)啄２捎娩摴苤Ъ苤危S內(nèi)外模安裝接高。

3）設(shè)平衡重

采用在懸臂端的水箱中加水的方法設(shè)平衡重，近端及遠(yuǎn)端所加平衡重噸位由施工平衡設(shè)計(jì)確定。

4）鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝

鋼筋在地面加工成型，運(yùn)至合龍段綁扎安裝，綁扎時(shí)將勁性骨架安裝位置預(yù)留，等勁性骨架鎖定后補(bǔ)充綁扎。底板束管道安裝前，應(yīng)試穿所有底板束，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。合龍段底板束管道采用鋼管，或者用雙層波紋管替代，管道內(nèi)穿入鋼絞線芯模，以保證合龍段混凝土澆注后底板束管道的暢通。其余預(yù)應(yīng)力束及管道安裝同于箱梁懸臂澆注梁段。

5）合攏鎖定

合攏前夕使懸臂端與邊跨現(xiàn)澆段臨時(shí)連接，盡可能保持相對(duì)固定，以防止合龍段混凝土在澆注及早期硬化過程中發(fā)生明顯的體積改變。合攏前除T構(gòu)懸臂端按平衡要求設(shè)置平衡重外，如施工控制有要求時(shí)還將對(duì)合龍段處采取調(diào)整措施。

6）澆注合龍段混凝土

合龍段混凝土選擇在一天中氣溫最低時(shí)進(jìn)行澆注，可保證合龍段新澆的混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓的狀態(tài)下達(dá)到終凝，以防混凝土開裂?；炷恋臐沧⑺俣让啃r(shí)10m3左右，3-4小時(shí)澆完。澆筑混凝土過程中，分級(jí)卸掉T構(gòu)兩端的平衡重?；炷翝沧r(shí)的其它事項(xiàng)與箱梁懸臂澆注梁段施工相同。

5、中跨合龍段施工工藝

中跨合攏采用掛籃法（利用中跨一側(cè)掛籃改裝）進(jìn)行，具體合攏程序?yàn)椋?/p>

1）完成T構(gòu)懸臂箱梁施工，支架法現(xiàn)澆邊跨合龍段，邊跨合攏及張拉；

2）拆除中跨其中一個(gè)掛籃和解除其它荷載，另一個(gè)掛籃前移，完成底籃模板的安裝，將其主桁架拆除；

3）在中跨兩懸臂端加配重（平衡水箱內(nèi)注水），復(fù)測梁高程，確保合攏前兩懸臂相對(duì)高差不大于15mm，在當(dāng)天最低溫度時(shí)等強(qiáng)焊接剛性骨架，并完成合龍段鋼筋、模板和預(yù)應(yīng)力管道的安裝；

4）選擇當(dāng)天最低溫度，澆筑合龍段混凝土，同時(shí)將壓重逐漸解除（平衡水箱內(nèi)放水）；

5）待合龍段達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%，彈性模量達(dá)到100%，且齡期不少于5天后，按順序張拉中跨預(yù)應(yīng)力筋；

6）拆除臨時(shí)性剛接，掛籃退至0#塊拆除。

7、合龍段臨時(shí)鎖定驗(yàn)算

合龍段分邊跨合龍段和中跨合龍段兩種類型，它們采用相同的臨時(shí)鎖定工字鋼固接方案，即：分別在箱梁頂板和箱室底板上面焊接兩對(duì)I32a工字鋼，每對(duì)I32a工字鋼分別用上、下兩塊10mm和20mm鋼板焊接成整體，并焊接于下鋼板的U形鋼筋與混凝土連接成整體，達(dá)到合龍段鎖定的目的。

8、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換

連續(xù)梁橋采用懸臂施工法，在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，施工時(shí)注意以下幾點(diǎn)。

1）結(jié)構(gòu)由雙懸臂狀態(tài)轉(zhuǎn)換成單懸臂受力狀態(tài)時(shí)，梁體某些部位的彎矩方向發(fā)生轉(zhuǎn)換。所以在拆除梁墩錨固前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，張拉一部分或全部布置在梁體下部的正彎矩預(yù)應(yīng)力束。對(duì)活動(dòng)支座還需保證解除臨時(shí)固結(jié)后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，如需控制和采取措施限制單懸臂梁發(fā)生過大縱向水平位移。

2）墩梁臨時(shí)錨固的放松，應(yīng)均衡對(duì)稱進(jìn)行，確保逐漸均勻地釋放。在放松前應(yīng)測量各梁段高程，在放松過程中，注意各梁段的高程變化，如有異常情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，找出原因，以確保施工安全。

3）對(duì)轉(zhuǎn)換為超靜定結(jié)構(gòu)，需考慮鋼絞線張拉、支座變形、溫度變化等因素引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力。若按設(shè)計(jì)要求，需進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整時(shí)，應(yīng)以標(biāo)高、反力等多因素控制，相互校核。如出入較大時(shí)，應(yīng)分析原因。

參考文獻(xiàn)：

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