懸臂澆筑橋梁施工技術(shù)淺析

徐國俊

一、工程概況

林海公路（A20～A30）工程大治河橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，三向預(yù)應(yīng)力體系、全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，跨徑組合為60m+104m+60m。上下行兩幅并立，下部結(jié)構(gòu)墩采用樁基承臺(tái)接柱式墩形式。梁高沿縱橋向變化，中支點(diǎn)梁高6.0m，跨高比1/17.33，邊支點(diǎn)和跨中梁高2.4m，跨高比1/43.33。采用單箱雙室直腹板箱型截面，頂寬18.75m，底寬12m，懸臂板長(zhǎng)度3.25～3.5m。0、1號(hào)塊采用支架現(xiàn)澆，其余的2～13號(hào)塊采用掛藍(lán)法對(duì)稱懸臂澆注施工。邊跨設(shè)置1.5m的現(xiàn)澆合攏段，中跨設(shè)置2.5m的中跨合龍段。

二、懸臂澆筑施工概述

懸臂法澆筑法又稱無支架平衡伸臂法或掛（吊）籃法，所用的主要的設(shè)備是掛籃。通過掛籃的前移，對(duì)稱地向兩側(cè)跨中逐段澆筑混凝土，并施加預(yù)應(yīng)力，如此循環(huán)作業(yè)。

三、懸臂澆筑施工過程中的控制重點(diǎn)

（一）0-1塊施工

0-1號(hào)塊施工是本工程關(guān)鍵工序，關(guān)系到全橋的質(zhì)量安全，技術(shù)難度相當(dāng)大，必須嚴(yán)格進(jìn)行過程控制。主要技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)如下：

1.0-1號(hào)塊支架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、搭設(shè)和堆載預(yù)壓。因?yàn)?-1號(hào)塊采用滿堂支架現(xiàn)澆施工工藝，支架體系的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性必須滿足要求。支架搭設(shè)必須嚴(yán)格按照施工方案和相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行，支架搭設(shè)完成以后必須經(jīng)過檢查驗(yàn)收后方可以進(jìn)行模板和鋼筋的施工。通過堆載預(yù)壓，可以消除支架的非彈性變形，測(cè)量出支架的彈性變形，從而為設(shè)置支架的預(yù)拋高值作為計(jì)算依據(jù)。

2.臨時(shí)支墩的設(shè)計(jì)和施工。臨時(shí)支墩作為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)懸臂工況下的臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)，將承受施工中恒載、活載和不平衡荷載，影響到整個(gè)施工過程的安全和質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照規(guī)范和圖紙進(jìn)行施工。

3.0號(hào)塊中橫梁大體積混凝土的防裂措施。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，0號(hào)塊的墩頂中橫梁高度6.0、長(zhǎng)度12.0m，寬度2.5m，屬于大體積混凝土，加上混凝土的標(biāo)號(hào)為C50，水泥用量較大，以及中橫梁與箱梁的頂板和腹板邊界約束比較復(fù)雜，再加上0號(hào)塊的頂板和腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力管道穿過，所以在中橫梁側(cè)面、中橫梁與頂板腹板結(jié)合部很容易出現(xiàn)裂縫，必須采取措施加以預(yù)防，以減少水化熱裂縫的出現(xiàn)。

4.預(yù)應(yīng)力管道的安裝。0-1號(hào)塊里為縱向、橫向和豎向三向預(yù)應(yīng)力體系，頂板、底板、腹板和翼緣板，以及中橫梁內(nèi)均布置有預(yù)應(yīng)力鋼束。預(yù)應(yīng)力管道的安裝必須按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，管道定位必須牢固，管道的接頭必須連接牢固且不得漏漿，施工必須嚴(yán)格進(jìn)行控制，混凝土澆筑前必須仔細(xì)檢查、混凝土澆注時(shí)必須愛惜，不得踩踏，混凝土下料和振搗時(shí)不得直接對(duì)著管道等。

5.0-1號(hào)塊節(jié)段底模立模標(biāo)高的確定。0-1號(hào)塊的立模標(biāo)高主要考慮節(jié)段設(shè)計(jì)標(biāo)高、設(shè)計(jì)預(yù)拋高、支架變形、地基的沉降等因素，其中支架的彈性和非彈性變形、地基沉降通過預(yù)壓來消除和測(cè)定，設(shè)計(jì)預(yù)拋高由監(jiān)控單位通過施工節(jié)段分析計(jì)算確定。0-1號(hào)段的立模標(biāo)高關(guān)系到全橋的線形，必須按照要求設(shè)置。

6.掛藍(lán)預(yù)留孔道的設(shè)置。從2號(hào)塊開始采用掛藍(lán)懸臂澆注，掛藍(lán)的后錨點(diǎn)、后下橫梁的吊點(diǎn)、4道外滑梁和4到內(nèi)滑梁的吊點(diǎn)等預(yù)留孔道，必須按照施工布置圖的要求設(shè)置。掛藍(lán)預(yù)留孔道用φ50mm的PVC管道成型。

7.預(yù)應(yīng)力的張拉。節(jié)段預(yù)應(yīng)力的張拉嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)進(jìn)行，按照‘對(duì)稱、先長(zhǎng)后短的原則進(jìn)行，一般張拉的順序：腹板、底板、頂板縱向鋼束，腹板豎向鋼束，頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，張拉采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控。

8.支架的拆除。支架拆除的順序與安裝的順序相反，拆除時(shí)不許等到0-1號(hào)張拉壓漿完成以后，嚴(yán)格按照操作規(guī)程從上到下拆除支架。

（二）0-1塊模板施工

1.根據(jù)堆載預(yù)壓成果，結(jié)合箱梁設(shè)計(jì)標(biāo)高和監(jiān)控單位提供的預(yù)拱度數(shù)據(jù)，確定0-1號(hào)塊的底板高程。底模前端立模標(biāo)高=設(shè)計(jì)標(biāo)高+設(shè)計(jì)預(yù)拱度+組合支架的彈性變形值F1;

2.為確保0-1號(hào)塊混凝土表面平整、光潔，拱腳段的外側(cè)模板采用專門模板廠設(shè)計(jì)制作的裝配式定型鋼結(jié)構(gòu)整體模板（簡(jiǎn)稱定型鋼模）。內(nèi)模板采用膠板作為面板、□10*10cm方木和扣件式鋼管支撐組成的組合模板體系。底模采用新木膠合板和方木組成木模板。其中定型鋼模由專業(yè)技術(shù)人員設(shè)計(jì)，并由專業(yè)生產(chǎn)廠制作，派專人監(jiān)制，嚴(yán)格控制其模板內(nèi)的光潔度、平整度和安裝精度。

3.底模板和內(nèi)側(cè)模板方木布置的間距

底模為木模板，內(nèi)模板為竹膠板模板，側(cè)模為定型鋼模板。其中，模板底方縱橋向布置碗扣支架頂部的橫橋向布置3根φ48*3.5mm鋼管作為橫向支撐，在鋼管之上縱橋向布置□10*10cm方木作為模板承重方木，腹板下的方木間距為0.20m，箱梁空心部分的方木間距為0.25m，內(nèi)模板方木豎向布置，間距為0.25m，鋼管支撐的間距0.5*0.6m。

4.模板在支立前，應(yīng)先用電動(dòng)鋼刷將模板表面的浮銹打掉，并用柴油或汽油清洗干凈，然后涂上優(yōu)質(zhì)脫模劑。如果模板暫時(shí)不安裝，還應(yīng)用塑料薄膜將刷完脫模劑的模板蓋起來，防止污染。

5.安裝時(shí)采用25T起重機(jī)，將模板安裝在在已完成的0-1號(hào)塊鋼筋骨架外側(cè)，底部放置在碗扣支架頂部的方木上面，在模板內(nèi)側(cè)用垂球檢查垂直度，控制定位，組裝完畢后再用經(jīng)緯儀校核，用全站儀校核。

6.兩片模板間的拼裝接縫處嵌壓海綿條止?jié){，以防漏漿，影響混凝土的表面光潔度。

7.鋼模板在第一次使用前涂刷模板漆及脫模劑，但不得沾污鋼筋和成型后的砼表面，以后每次使用前都要鏟除殘剩于模板上的砼，并涂脫模劑，同樣不得沾污鋼筋和成型后的砼表面。

8.按規(guī)定時(shí)間拆除模板后，砼表面應(yīng)在48小時(shí)內(nèi)整修消除接縫痕跡或砼表面的氣泡。0-1號(hào)塊側(cè)模板拆除后，特別要注意對(duì)成品0-1號(hào)塊的保護(hù)。

9.混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)，方可拆除鋼模板。鋼模板拆除后要立即清除殘剩于模板面上的混凝土和灰漿，并涂刷脫模劑，以便繼續(xù)使用。

10.在混凝土灌注過程中，安排木工對(duì)模板的垂直度應(yīng)跟蹤檢查，以確保0-1號(hào)塊的垂直度。檢查時(shí)若發(fā)現(xiàn)拉桿螺栓松了，及時(shí)擰緊，以避免漲?，F(xiàn)象的發(fā)生。

（三）鋼筋施工

0-1號(hào)塊設(shè)有墩頂中橫梁，鋼筋和三向預(yù)應(yīng)力筋布置十分密集，必須尤其注意鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的安裝順序，每層鋼筋綁扎完成后，要對(duì)照?qǐng)D紙仔細(xì)進(jìn)行驗(yàn)收，合格后再進(jìn)行上層鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的安裝，防止錯(cuò)漏。

（四）預(yù)應(yīng)力管道

懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力管道主要有：腹板、底板和頂板縱向鋼束管道、中橫梁預(yù)應(yīng)力管道（橫橋向布置）、中橫梁和腹板的豎向預(yù)應(yīng)力管道、頂板橫向預(yù)應(yīng)力管道等。

1.預(yù)留的管道尺寸與位置應(yīng)正確，為了管道嚴(yán)格保證彎曲坐標(biāo)及彎曲角度，用“井”字型定位架，精確定位，定位筋間距在直線段為0.8m，曲線上為0.5m，定位筋應(yīng)與梁縱橫向鋼筋點(diǎn)焊連接?？椎缿?yīng)順暢，以減少摩阻損失。端部的錨墊板應(yīng)垂直于孔道中心線。

2.管道與管道間連接的管道接頭處，采宜用配套生產(chǎn)的大一個(gè)級(jí)別的同類管道套管連接，其長(zhǎng)度宜為被連接管道內(nèi)徑的5-7倍，連接接口用寬膠帶包裹密封，連接時(shí)不得使接頭處產(chǎn)生角度變化及在砼澆筑時(shí)發(fā)生管道的轉(zhuǎn)動(dòng)或位移，并應(yīng)纏裹緊密防止水泥漿的滲入。

3.縱向預(yù)應(yīng)力管道安裝結(jié)束后，隨即插入塑料襯管，避免外露接頭被損，同時(shí)防止漏漿堵塞管道;豎向預(yù)應(yīng)力筋管道要從下至上加定位筋固定，防止搖動(dòng);橫向預(yù)應(yīng)力筋扁波管道要加墊加吊，防止下落變形。

4.所有管道的壓漿孔、排氣孔、排水孔的設(shè)置要正確。在最高點(diǎn)設(shè)排氣孔，在最低點(diǎn)設(shè)排水管。

5.特別注意：為保證預(yù)應(yīng)力孔道位置的精確，端模板應(yīng)與側(cè)模板和底模緊密貼合，并與孔道軸線垂直。

（五）鋼筋干擾處理

如普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼束或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋位置發(fā)生干擾，其處理原則為：

1.適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋，以保證預(yù)應(yīng)力鋼束或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋的位置，若需截?cái)嗥胀ㄤ摻?，則需經(jīng)監(jiān)理和設(shè)計(jì)代表同意;

2.若當(dāng)縱向與橫向鋼束或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋位置發(fā)生干擾且相關(guān)圖紙中并未提及避讓原則，則應(yīng)按照先保證縱向位置準(zhǔn)確，然后再保證豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力鋼束位置;

3.當(dāng)鋼束管道或錨下螺旋筋與普通鋼筋沖突時(shí)，適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋或彎折;當(dāng)錨下螺旋筋與橫向預(yù)應(yīng)力管道沖突時(shí)，適當(dāng)擴(kuò)大螺旋筋間距，以便管道通過。

（六）混凝土施工

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，梁體混凝土采用C50混凝土，混凝土采用建工南航生產(chǎn)的商品混凝土，通過混凝土攪拌車運(yùn)輸、汽車泵澆注?；炷劣迷牧戏峙伟凑找?guī)范要求檢驗(yàn)，提前進(jìn)行配合比試驗(yàn)，混凝土初凝時(shí)間不小于8h，坍落度12-16cm。

1.混凝土澆注順序：采用斜向分段、水平分層，在混凝土?xí)r間內(nèi)將混凝土一次連續(xù)澆注完成，澆筑時(shí)由低到高、先中橫梁到腹板、底板，后頂板的順序進(jìn)行，兩側(cè)的混凝土應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行。

2.混凝土施工前，在模板四周用φ48的腳手鋼管搭設(shè)施工平臺(tái)和上下扶梯，并系好安全網(wǎng)，以便施工人員使用。

3.為防止混凝土產(chǎn)生離析，保證泵出口處混凝土距離澆筑面不大于2.0米。用泵車澆注混凝土?xí)r，泵管口采用加長(zhǎng)軟管深入0-1號(hào)塊模板內(nèi)下灰，分層高度不超過30cm。，

4.澆注腹板與底板交界面混凝土?xí)r，應(yīng)讓混凝土充分翻漿，從腹板翻出的混凝土基本是密實(shí)的混凝土，只有充分翻漿才能保證腹板下倒角處混凝土密實(shí)。

5.澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)避免振動(dòng)器碰撞預(yù)應(yīng)力筋的管道、預(yù)埋件、掛藍(lán)預(yù)留管道等。并應(yīng)經(jīng)常檢查模板、管道、錨固端墊板及預(yù)埋件等，以保證其位置及尺寸符合設(shè)計(jì)要。

6.橋面板的混凝土澆注到標(biāo)高以后，用平板振洞抹平機(jī)及時(shí)趕壓、抹平，保證排水坡和平整度。橋面混凝土應(yīng)確保密實(shí)、平整和坡度順暢，因此除應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行振搗外，還必須進(jìn)行兩次收漿抹平，以防止出現(xiàn)裂紋和不平整。

四、個(gè)人心得

在整個(gè)懸臂澆筑過程中我們所有參建人員高度重視0-1塊的施工質(zhì)量，嚴(yán)格遵照施工方案及監(jiān)理細(xì)則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的檢查與監(jiān)督，同時(shí)加強(qiáng)與監(jiān)控單位的聯(lián)系，最終大治河橋的合攏誤差為1毫米，可以說是較好的完成了橋梁的建設(shè)。在工程完成后本工程也被上海市評(píng)為市政工程金獎(jiǎng)。通過本次工程，使得自己在跨河施工的懸臂澆筑方面積累了經(jīng)驗(yàn)，為將來類似工程的施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。