木蓬特大橋掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用探討

張烈

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

木蓬特大橋掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用探討

張烈

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

近些年，掛籃懸臂澆筑法在國(guó)內(nèi)外均得到了廣泛的應(yīng)用，其能夠使得橋梁結(jié)構(gòu)獲得較好的整體性與耐久性。當(dāng)前，木蓬特大橋作為貴州省首次使用掛藍(lán)懸澆箱拱技術(shù)的橋梁，開(kāi)闊了我國(guó)山區(qū)大跨徑橋梁的建設(shè)的思路，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。即針對(duì)木蓬特大橋中的掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)進(jìn)行了具體的探討。

木蓬特大橋;掛籃懸臂澆筑施工技術(shù);應(yīng)用

1 工程概況

木蓬特大橋是思南至劍河高速公路上的重點(diǎn)控制性工程，為貴州省交通廳科研橋梁。大橋位于位于貴州省石阡縣坪山鄉(xiāng)境內(nèi)，地處云貴高原向湘西丘陵及廣西丘陵過(guò)渡的斜坡地帶，橋區(qū)附近海拔相對(duì)高差140 m，橋軸線與地面高程相對(duì)高差107 m，兩岸主墩位于陡崖地帶，橋區(qū)中部為U型溝谷。橋跨布置為2×30 m+165 m+4×30 m，其中主橋?yàn)?65 m鋼筋混凝土箱型拱橋，采用掛籃懸臂澆筑施工工藝。該工藝為省內(nèi)首創(chuàng)，全國(guó)第三。

2 施工方案分析

2.1 掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)

掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)，其具有結(jié)構(gòu)整體性與耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)木蓬特大橋的施工情況，其單幅橋拱圈使用的是單箱雙室截面，縱向單個(gè)懸臂澆筑節(jié)段為7～8 m，澆筑重量為135 t，掛籃自身重量為65 t，共計(jì)26個(gè)節(jié)段，合攏段為2 m。

2.2 掛籃懸臂澆筑施工優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)

2.2.1 掛籃懸臂澆筑施工優(yōu)點(diǎn)

(1)在木蓬特大橋的掛籃懸臂澆筑施工中，拱圈箱型橫斷面采取的是一次整體澆筑，從而獲得良好的結(jié)構(gòu)整體性，有效減少病害。而在進(jìn)行縱向連接時(shí)，先將后澆段的鋼筋和先澆段的預(yù)留鋼筋焊接為骨架，再對(duì)后澆段進(jìn)行澆筑，從而實(shí)現(xiàn)了良好的連接效果。

(2)由于木蓬特大橋整個(gè)拱圈橫斷面是一個(gè)箱型斷面，截面大、穩(wěn)定性好，因此可不設(shè)浪風(fēng)索。

(3)本工程在施工過(guò)程中，采取的是4個(gè)工作面獨(dú)立開(kāi)展作業(yè)的方法，按照單個(gè)懸臂澆筑節(jié)段需工作日10 d進(jìn)行計(jì)算，單幅單側(cè)共計(jì)12個(gè)節(jié)段，所需工作日即為120 d，再加上起步段與合攏段的施工，整幅主拱圈工作日約為200 d，施工速度相對(duì)較快。

2.2.2 掛籃懸臂澆筑施工難點(diǎn)

(1)在大橋施工過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，這就要求必須采取大量的臨時(shí)結(jié)構(gòu)與輔助措施提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性，輔助措施即以索體系為主，相對(duì)于支架而言，其風(fēng)險(xiǎn)更大。

(2)在大橋施工過(guò)程中，存在多次的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，是施工的一大重點(diǎn)與難點(diǎn)。

(3)在進(jìn)行懸臂澆筑時(shí)，后澆段的澆筑和扣索張拉會(huì)帶動(dòng)先澆段頂?shù)装謇瓑簯?yīng)力的反復(fù)出現(xiàn)，因此，在施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)拉應(yīng)力的有效控制，確保箱拱頂?shù)装宀怀霈F(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象是施工重點(diǎn)。

(4)掛籃運(yùn)行:由于本工程中單個(gè)節(jié)段澆注長(zhǎng)度、重量大，同時(shí)還需要斜向爬升，這就使得其對(duì)于變形要求更高，在整個(gè)施工過(guò)程中必須不斷對(duì)斜拉索進(jìn)行調(diào)整，從而確保拱圈線形滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，難度頗大。

3 關(guān)鍵技術(shù)的處理

3.1 掛籃結(jié)構(gòu)布置

木蓬特大橋采用的是新型的下承上行式斜爬掛藍(lán)，其承載力達(dá)到200 t，主要可以分為以下幾個(gè)部分:主桁系統(tǒng)、止退系統(tǒng)、支反力系統(tǒng)、行走系統(tǒng)以及模板系統(tǒng)。

(1)木蓬特大橋的主桁系統(tǒng)整體呈現(xiàn)為倒三角狀，其主要構(gòu)件有縱梁、橫梁、斜桿、豎桿以及掛鉤，此掛籃有效地解決了解決大結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)輕型化、整體斜爬行走以及大坡度止退等難題，掛籃在行走的過(guò)程中，利用掛鉤支承于拱背的軌道上，在澆筑時(shí)經(jīng)由4根穿通箱拱的吊桿支承于混凝土上，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)分離，滿(mǎn)足了不同拱圈節(jié)段角度的懸澆、弧線行走和受力、變形、穩(wěn)定性施工需要。

(2)止退系統(tǒng):與普通的平掛藍(lán)不同，木蓬特大橋掛藍(lán)通常是呈帶傾角狀態(tài)(最大呈35°)，因此必須采取措施避免掛藍(lán)在行走以及澆筑時(shí)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象。本工程于主桁系統(tǒng)和已澆筑混凝土間設(shè)置了抗剪臂與支擋裝置，主桁可以利用支擋裝置把下滑力傳于抗剪臂上，抗剪臂再將其傳至混凝土上，達(dá)到止退的目的。

(3)支反力系統(tǒng)，即為通過(guò)“杠桿原理”，把掛藍(lán)前端承載力分至前、后2個(gè)支點(diǎn)上，其中，前支反力主要由錨固于箱拱頂?shù)牡鯒U承擔(dān)，后支反力則是由固定于后縱梁上的千斤頂承擔(dān)。

(4)行走系統(tǒng):其主要構(gòu)件為軌道、滑船、頂推盒以及反力輪，其中，將軌道同預(yù)埋于拱頂?shù)牡啬_螺栓固結(jié)，以達(dá)到止退的目的;將滑船同掛鉤固結(jié)，利用頂推滑船促使掛鉤、掛藍(lán)行走，并通過(guò)頂推盒在行走時(shí)穿保險(xiǎn)銷(xiāo)避免出現(xiàn)意外。當(dāng)掛藍(lán)就位后，即穿通吊桿，利用行走千斤頂對(duì)平面位置進(jìn)行調(diào)整，并使用后支點(diǎn)千斤頂調(diào)整標(biāo)高。

3.2 掛籃預(yù)壓

在完成掛籃的拼裝之后，為了消除支架非彈性變形，并得到掛藍(lán)彈性變形參數(shù)，使用堆載法對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，按照“梁段重量+施工荷載”的20%、50%、80%、100%、120%，逐步進(jìn)行預(yù)壓。

3.3 混凝土施工

在木蓬特大橋的混凝土澆筑過(guò)程中，由于其體積較大，因此必須重視其降溫作業(yè)，本工程主要采取的是在拱座的內(nèi)部埋設(shè)循環(huán)水管的方法，利用循環(huán)水實(shí)現(xiàn)降溫。值得注意的是，還應(yīng)在拱座高度方向設(shè)置冷卻水水管，其尺寸要求為φ45 mm、壁厚3 mm，每層間距為1.2 m;水管豎向應(yīng)布置四層，第一層與拱座頂面相距0.7 m，每層水管均通過(guò)豎向鋼管進(jìn)行連接，共用一個(gè)進(jìn)出水口。冷卻水的蓄水池使用的是高位水池，從而達(dá)到降溫流水的目的。進(jìn)水口比出水口高1～2 m，使用水管車(chē)絲進(jìn)行連接。將冷卻水管安裝完成之后，必須先試灌水，確保不會(huì)產(chǎn)生漏水問(wèn)題，在對(duì)接頭處，保修使用高灰將接頭密封，確保不進(jìn)水泥漿。冷卻循環(huán)水開(kāi)始工作后，應(yīng)連續(xù)運(yùn)行至拱座橋臺(tái)混凝土內(nèi)外溫度逐漸穩(wěn)定(至溫差＜15℃)。

3.4 合攏段施工

在木蓬特大橋施工過(guò)程中，存在多次的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，合攏施工即為結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的重要工序，其直接決定了橋梁的施工質(zhì)量。在合攏施工前，應(yīng)將兩懸臂端進(jìn)行臨時(shí)連接，確保其相對(duì)固定，避免合攏混凝土由于梁體混凝土熱脹冷縮出現(xiàn)早期開(kāi)裂問(wèn)題。值得注意的是，必須在一天中的低溫、變化較小的時(shí)間段進(jìn)行施工，從而使得混凝土在溫升、受壓的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)終凝，防止出現(xiàn)受拉開(kāi)裂問(wèn)題。

本工程合攏段為2 m，在施工期間，應(yīng)保留合攏用的掛籃外側(cè)模后，拆除掛籃其它部分。在進(jìn)行底模與內(nèi)模的安裝，必須將其對(duì)稱(chēng)支于兩懸臂端上，把現(xiàn)澆段上的所有雜物、施工器具調(diào)離拱圈，其后對(duì)現(xiàn)澆段上觀測(cè)點(diǎn)高程進(jìn)行精確測(cè)量。

4 結(jié)語(yǔ)

在山區(qū)，由于其地勢(shì)崎嶇、溝壑縱橫，使得箱形拱橋的應(yīng)用具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。但是，在實(shí)際工程中，因?yàn)槭┕すに囁?，?dǎo)致其在橋梁跨徑方面存在瓶頸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更大范圍的應(yīng)用。綜上分析，隨著掛籃懸臂澆筑技術(shù)的發(fā)展與成熟，150～220 m的大跨徑拱橋的施工逐漸成為可能，這是整個(gè)公路橋梁建設(shè)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中的重要技術(shù)突破。

［1］ 楊湛.探討橋梁掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用［J］.四川建材，2009，(2):218－220.

［2］ 游柯.探討菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，(6):209－210.

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1008－3383(2015)10－0109－01

2015－01－27

張烈(1968－)，男，貴州遵義人，高級(jí)工程師，主要從事公路橋梁工程施工(含隧道)、公路與城市道路方面工作。