165 m懸鏈線箱形拱橋主拱圈懸臂澆筑施工技術(shù)

常　星

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng)　551000)

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165 m懸鏈線箱形拱橋主拱圈懸臂澆筑施工技術(shù)

常星

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng)551000)

摘要：以木蓬特大橋?yàn)槔?，介紹了大跨度箱形拱橋懸臂澆筑施工工藝，特別是倒掛式三角斜爬掛籃的設(shè)計(jì)及使用。

關(guān)鍵詞：拱橋；主拱圈；懸臂澆筑；倒掛式三角斜爬掛籃

1工程概況

木蓬特大橋是思南至劍河高速公路中的一座科研型特大橋梁，全長(zhǎng)364.6 m。橋跨布置為：2×30 m+165 m+4×30 m，其中主橋?yàn)?65 m鋼筋混凝土箱型截面拱橋，主拱圈采用掛籃懸臂澆筑施工，是貴州省首座采用該施工工藝的拱橋。主拱圈采用左右幅分離式的結(jié)構(gòu)，每幅拱箱為單箱雙室結(jié)構(gòu)，高2.8 m，寬7.5 m。每幅拱箱分27個(gè)節(jié)段施工，懸澆節(jié)段最大長(zhǎng)度7.14 m，最大重量約145.6 t。

2主拱圈施工總體部署

拱圈除拱腳起步段因掛籃安裝需要采用搭架現(xiàn)澆施工外，其余節(jié)段皆采用掛籃懸臂澆筑成型，合攏段在勁性骨架安裝完成后采用吊架法施工。其中1#～5#段扣掛錨固于交界墩蓋梁上，并通過(guò)錨固于兩岸引橋橋墩承臺(tái)上的后錨索來(lái)平衡交界墩蓋梁頂?shù)牟黄胶馑椒至Γ?#～13#段依次扣掛錨固于扣塔的1～4層錨箱上，并通過(guò)錨固于兩岸主錨碇上的后錨索來(lái)平衡扣塔中部的不平衡水平分力。扣塔設(shè)置于交界墩頂，高度26.9 m，另在扣塔頂設(shè)置纜索吊支架，焊接于扣塔頂端，塔頂設(shè)置2根φ52 mm的工作索，作為箱拱節(jié)段材料和機(jī)具設(shè)備運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸工具。

3掛籃施工

3.1掛籃結(jié)構(gòu)

懸澆掛籃是拱圈節(jié)段懸澆施工的主要承重構(gòu)件。本橋采用的懸澆掛籃基于拱圈寬度較寬、拱圈傾斜及每節(jié)段的角度均在變化等特點(diǎn)，采用下承上行式斜爬掛籃，從拱腳對(duì)稱的向拱頂澆筑。該掛籃的特點(diǎn)在于將承重桁架系統(tǒng)與底籃支承系統(tǒng)結(jié)合，主桁三角形桁架倒置于箱梁的底部，在主桁的上弦擱置型鋼作分配梁，在分配梁上放置底模；懸臂澆筑時(shí)，將主桁及模板系統(tǒng)用拉桿提起緊貼箱梁的底部，在后支點(diǎn)上設(shè)置千斤頂調(diào)整底模前端標(biāo)高，并于中橫梁的后部設(shè)置抗剪臂，抵抗箱梁澆筑時(shí)產(chǎn)生的下滑力，此時(shí)掛鉤脫空，不參與受力；行走時(shí)，松開拉桿、抗剪臂及后支點(diǎn)的千斤頂，將整個(gè)掛籃通過(guò)掛鉤懸掛在箱梁的頂面，后支點(diǎn)受力轉(zhuǎn)換為反力輪，通過(guò)頂推掛鉤使掛籃前移。木蓬特大橋掛籃是一種較為先進(jìn)的新型臨時(shí)施工結(jié)構(gòu)，因拱圈懸澆應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生，該掛籃主桁結(jié)構(gòu)為倒三角結(jié)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)尚屬首次應(yīng)用。

3.2工作原理

掛籃起步段澆注混凝土?xí)r，將掛籃安裝在1#節(jié)段用現(xiàn)澆支架澆注的拱箱上，將抗剪臂頂起，插入已澆拱箱底部的預(yù)埋抗剪盒內(nèi)，然后插上銷子。將千斤頂安裝在后縱梁上，作為支座把掛籃后端支撐在拱箱的底板上。錨緊40Cr拉桿，使掛籃不下滑。再安裝模板系統(tǒng)，調(diào)整標(biāo)高，然后澆注混凝土。

3.3掛籃拼裝

(1)拆除1號(hào)節(jié)段現(xiàn)澆支架，并張拉1號(hào)扣索；(2)在1號(hào)節(jié)段的對(duì)應(yīng)的地面上安裝底籃的主骨架和部分橫梁；(3)在拱背上設(shè)千斤頂提升底籃骨架至1號(hào)段底面；(4)上拉桿將主桁骨架貼至底板上，并安裝抗剪臂；(5)鋪設(shè)軌道，安裝掛籃掛鉤；(6)安裝滑船、頂推裝置、行走滾輪等；(7)安裝底籃剩余部分橫梁和模板；(8)安裝工作平臺(tái)及工作通道；(9)安裝內(nèi)外模；(10)調(diào)整模板至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.4掛籃加載

掛籃正式工作前，應(yīng)進(jìn)行預(yù)拼。預(yù)載方案為：在1號(hào)節(jié)段拼裝好掛籃，待掛籃拼裝好后在拱座前直接用塔吊提升沙袋至底模上進(jìn)行堆載，以檢驗(yàn)加工件的尺寸精度是否符合設(shè)計(jì)要求。預(yù)拼完成后，應(yīng)對(duì)掛籃主承重系統(tǒng)按設(shè)計(jì)荷載的0.6倍、1.0倍和1.2倍分別進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)，測(cè)試各部桿件應(yīng)變～應(yīng)力，觀測(cè)掛鉤支承點(diǎn)、40Cr拉桿受力、后支座的局部受力情況及連接螺栓等，并測(cè)試三角桁架前支點(diǎn)及前橫梁等的撓度(三角桁架前支點(diǎn)設(shè)計(jì)撓度控制在2 cm以內(nèi))；應(yīng)力通過(guò)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀觀測(cè)，撓度用高精度水平儀或百分表觀測(cè)，并與理論值進(jìn)行比較，為施工設(shè)置立模預(yù)抬高值提供參考。

3.5掛籃前移

掛籃的行走機(jī)構(gòu)包括軌道、滑船、頂推盒、千斤頂以及主桁結(jié)構(gòu)上的行走滾輪組成。

行走前首先安裝軌道，放松拉桿及千斤頂，使反力輪接觸到箱梁底，同時(shí)達(dá)到脫模的目的。取走抗剪臂，在止推軌道后端用千斤頂頂推鋼盒，鋼盒將力傳遞給滑船，使掛籃順著軌道前移。千斤頂回油時(shí)，在鋼盒與滑船之間疊適當(dāng)厚度鋼板，然后插上銷子以防掛籃后退。隨著千斤頂?shù)牟粩囗斖啤⒉粩喔鼡Q銷軸和接長(zhǎng)軌道，掛籃不斷向前移動(dòng)，由于掛籃的重心靠前，掛籃尾部的滾輪隨著掛籃的移動(dòng)在梁底不斷滾動(dòng)，如此這般交替前移，掛籃整體移動(dòng)至下一節(jié)段。

3.6掛籃的止推

(1)在掛籃移動(dòng)過(guò)程中，掛籃的止推是通過(guò)頂推盒、千斤頂傳遞給軌道的剪力鍵，由剪力鍵來(lái)抵抗掛籃的向下推力；(2)在掛籃的澆筑過(guò)程中，在箱底板上預(yù)留槽口，通過(guò)安裝在掛籃主桁上的抗剪臂來(lái)抵抗。

3.7掛籃的拆除

(1)拆除內(nèi)外模及底模；(2)拆除工作平臺(tái)及通道、掛籃部分橫梁，使掛籃掛鉤前后部分基本保持平衡；(3)用纜索吊提升掛籃掛鉤，將掛籃下放到一定高度后，向拱座方向移動(dòng)，并放置在拱圈1號(hào)節(jié)段下地面，然后用吊車進(jìn)行分解拆除。

4合攏段施工

(1)完成兩岸各掛籃現(xiàn)澆節(jié)段施工。(2)拆除掛籃，同時(shí)進(jìn)行至少24 h的溫度～變形觀測(cè)，選擇溫度穩(wěn)定的合攏時(shí)段。(3)根據(jù)需要進(jìn)行溫度修正。(4)安裝合攏段施工吊架及模板、綁扎鋼筋，選擇在設(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi)且溫度穩(wěn)定的時(shí)段焊接鎖定勁性骨架，在設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段(22時(shí)至次日7時(shí))澆筑合攏段混凝土，并在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段內(nèi)混凝土達(dá)到初凝，確保無(wú)強(qiáng)度或低強(qiáng)度的混凝土在升溫時(shí)段不會(huì)開裂。(5)待合攏段混凝土達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度并該部分混凝土齡期大于96 h后，按設(shè)計(jì)分級(jí)逐漸松扣，將扣索力轉(zhuǎn)換成拱圈內(nèi)力，完成拱圈施工作業(yè)。

5松扣與卸扣

(1)拱圈合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度并該部分混凝土齡期大于96 h后，開始逐漸松扣，將扣索拉力轉(zhuǎn)換為拱圈的內(nèi)力。(2)采用對(duì)稱松扣，其具體松扣程序按監(jiān)控單位指令執(zhí)行。(3)松扣過(guò)程中須保持扣塔扣索、錨索兩側(cè)水平力的平衡。要求按扣索、錨索張拉的逆程序松扣。(4)松扣后應(yīng)對(duì)拱圈進(jìn)行全面測(cè)試，特別是拱軸撓度軸線偏移測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果研究決定拱上結(jié)構(gòu)的加載程序。

6結(jié)論

懸鏈線箱形拱橋主拱圈懸臂澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用，特別是倒掛式三角斜爬掛籃的設(shè)計(jì)與使用，對(duì)超大跨度混凝土箱形拱橋在喀斯特地形比較明顯的山區(qū)的推廣，具有一定的促進(jìn)作用，也為箱形拱橋的建設(shè)增加了新的施工技術(shù)。

收稿日期：2016-02-03

作者簡(jiǎn)介：常星(1983-)，男，湖南岳陽(yáng)人，工程師，研究方向：道路、橋梁施工。

中圖分類號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)05-0113-02