跨海大橋主橋掛籃合攏段施工工藝的研究與實(shí)踐

任衛(wèi)華 張發(fā)儒

中交一航局第三工程有限公司

一、概述

（一）工程概況

大連普灣新區(qū)14號(hào)路跨海橋工程全長(zhǎng)2881.82米，包括引堤、主橋、引橋三部分。主橋跨徑布置為70+3×120+70=500m，采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工法，結(jié)構(gòu)為單箱雙室箱形截面。箱梁中線處根部梁高7.0m，跨中梁高2.8m，單幅箱梁頂板全寬為15.25m，厚度為0.28m，設(shè)有2%的單向橫坡。

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖要求，1＃塊件節(jié)段長(zhǎng)為3m，2＃至6＃塊件節(jié)段長(zhǎng)為3.5m，7＃至12＃塊件節(jié)段長(zhǎng)為4m，13＃、14＃塊件節(jié)段長(zhǎng)為4.5m，合攏段塊件節(jié)段長(zhǎng)為2m。需要進(jìn)行掛籃施工的節(jié)段共有118段，其中最大段重量約為187.366t。共需澆筑混凝土7225m3，鋼筋制安1395t。

（二）工程施工重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決措施

表1 工程施工重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決措施

（三）施工工藝流程圖

圖1 合攏段施工工藝流程圖

二、主要施工工藝

（一）合攏前準(zhǔn)備工作

1.提前對(duì)橋面上施工設(shè)施以外的各物件實(shí)施清除，確保橋梁受力基本上要符合設(shè)計(jì)的施工荷載狀態(tài)。

2.在主橋合攏前通過(guò)監(jiān)測(cè)提前掌握晝夜溫差浮動(dòng)的規(guī)律，掌握梁體長(zhǎng)度線型伴隨氣溫浮動(dòng)的規(guī)律，掌握全天在有日照和無(wú)日照的梁體長(zhǎng)度以及線型變化規(guī)律，并報(bào)監(jiān)理、業(yè)主、監(jiān)控單位以選取適宜的合攏時(shí)段和測(cè)算相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

（二）掛籃吊架的改制

完成14#梁段懸臂澆筑后，將邊跨掛籃向前移動(dòng)2m。掛籃移動(dòng)前，將后下橫梁和后上橫梁外側(cè)端部（箱梁翼緣以外）用2線φ21.5鋼繩相連接，用索卡卡緊。前下橫梁與前上橫梁相同處理。拆除所有模板懸吊內(nèi)吊帶，以便掛籃能夠行走伸入到邊跨現(xiàn)澆段內(nèi)50cm的位置。

掛籃到位后用掛籃改制邊跨合攏段現(xiàn)澆吊架，吊架由底平臺(tái)、外模及內(nèi)模系統(tǒng)構(gòu)成。具體改制步驟如下：

1.在進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段施工時(shí)在相應(yīng)部位預(yù)埋孔洞。

2.現(xiàn)澆段順橋向拆除長(zhǎng)度為50厘米，以使掛籃能夠行走伸入到邊跨現(xiàn)澆段內(nèi)50cm的位置。同時(shí)拆除邊跨現(xiàn)澆段端部的底模及側(cè)模，拆除約10～20cm，使掛籃模板伸入邊跨現(xiàn)澆段內(nèi)錨固，保證梁段接縫平整美觀。

3.掛籃行走到位后，在邊跨現(xiàn)澆段用吊帶通過(guò)預(yù)埋的孔洞將掛籃前下橫梁固定。

4.用1根I40b工字鋼作為臨時(shí)后下橫梁，在14#梁段通過(guò)預(yù)留的孔洞將掛籃底模板后端臨時(shí)錨固。

5.拆除掛籃底模后下橫梁（2I40b的鋼箱），將其移動(dòng)到14#梁段預(yù)留孔洞位置（距外端部30cm），在14#梁段通過(guò)預(yù)留的孔洞將后下橫梁進(jìn)行錨固。此時(shí)吊架的兩端吊點(diǎn)位置均距合攏段中心均為1.3m，保證兩端（邊跨現(xiàn)澆段和14#梁段）受力平均，為合攏段的一半重量。

（三）合攏段配重水箱的設(shè)置

邊跨合攏段砼澆筑前需設(shè)置配重水箱，邊跨側(cè)配重水箱布置在邊跨14#梁段中間，配重水箱加上內(nèi)存水量，約占合攏段所澆砼量之一半（即35t）。次中跨側(cè)配重水箱布置在14#梁段中間，水箱連同其內(nèi)水的重量為35t。水箱采用鐵皮型鋼焊接而成，每側(cè)設(shè)1個(gè)水箱，每個(gè)水箱尺寸為6×5×1.3m左右，用Φ100鋼管焊接在水箱底部，便于集中供水和放水。

中跨側(cè)的不平衡配重已經(jīng)在邊跨掛籃移動(dòng)時(shí)施加（以中跨14號(hào)段截面為中心配重35KN），因此此時(shí)只施加邊跨合攏段砼重量引起的不平衡配重。由于中跨配重距主墩力臂為55米，邊跨砼配重距主墩力臂為55米，W砼1/2=350kN。

兩側(cè)水箱在澆筑合龍段砼前作好并按上述總重量加水。為避免在邊跨合攏段砼澆筑時(shí)主梁引發(fā)梁體下?lián)犀F(xiàn)象，所以在合攏段砼澆筑階段，邊跨側(cè)水箱必須同時(shí)性排放相同份量的水，且其配重須確保無(wú)變化。

（四）模板及鋼筋安裝

準(zhǔn)備工作完成后，進(jìn)行模板定位、支立，鋼筋現(xiàn)場(chǎng)制安，預(yù)應(yīng)力方面的安裝須采用全站儀精確性定位，同時(shí)通過(guò)井形鋼筋來(lái)固定波紋管，以保障線形的正確且美觀。

（五）縱向預(yù)應(yīng)力束預(yù)拉

根據(jù)設(shè)計(jì)圖文件，砼澆注前應(yīng)張拉4束最短的通過(guò)邊跨合攏段的底板束和最短的通過(guò)邊跨合攏段的頂板束，張拉控制應(yīng)力為設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力的50%。

（六）砼澆筑

砼澆筑順序需依照底板→腹板→頂板的步驟實(shí)施，砼澆筑前須提前收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，澆筑的時(shí)間可挑選在當(dāng)天溫度偏低的時(shí)段，相對(duì)來(lái)說(shuō)整體氣溫的浮動(dòng)不易過(guò)大，通常選擇在凌晨3點(diǎn)前后時(shí)段來(lái)完成澆筑。在澆筑砼時(shí)會(huì)放出邊跨水箱中相同份量的水，當(dāng)砼澆筑結(jié)束后，則水箱內(nèi)的水也當(dāng)即時(shí)排完。為預(yù)防因溫度的變化而形成的裂紋狀況，當(dāng)及時(shí)實(shí)施一定的保溫且保濕的養(yǎng)護(hù)性工作。

（七）預(yù)應(yīng)力施工

待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%，按設(shè)計(jì)順序分批張拉縱向底板束和橫、豎向預(yù)應(yīng)力筋。

（八）封錨及壓漿

為了使預(yù)應(yīng)力筋束與梁體砼整合為一體，同時(shí)有效的預(yù)防其出現(xiàn)銹蝕狀況，待預(yù)應(yīng)力筋張拉、錨固完成后，須及時(shí)進(jìn)行孔道灌漿工作。為了使孔道內(nèi)水泥漿的密實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)嚴(yán)格把控其配比，且強(qiáng)度把控在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試出最優(yōu)配比。在進(jìn)行壓漿和封錨的環(huán)節(jié)時(shí)，需注重如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

1.壓漿作業(yè)需由最低孔壓入，由最高也進(jìn)行泌水和排氣；壓漿時(shí)以孔道另一端排出相同稠度的水泥漿為合格。以保證水泥漿的密實(shí)。

2.對(duì)于過(guò)長(zhǎng)的鋼絞線及精軋螺紋鋼筋可通過(guò)切除的方式去除，在此嚴(yán)禁使用氬弧焊。

3.封錨砼可采用相同標(biāo)號(hào)的砼進(jìn)行封錨。

（九）吊架拆除

待預(yù)應(yīng)力的施工完結(jié)后，且砼達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度，方可逐步性的對(duì)掛籃吊架和重水箱實(shí)施拆除操作。

三、施工中主要注意事項(xiàng)及要點(diǎn)

1.需對(duì)施工中箱梁的觀測(cè)數(shù)據(jù)予以相應(yīng)的收集和控制工作，并加強(qiáng)重視，同時(shí)做好各環(huán)節(jié)監(jiān)控分析以及優(yōu)化調(diào)整，確保箱梁施工的線形順適，以保障呈現(xiàn)出高精度的合攏。

2.掛籃吊帶必須收緊，且每根吊帶受力均勻。以避免箱梁在砼澆筑環(huán)節(jié)中出現(xiàn)超出于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的變形現(xiàn)象。

3.每次砼澆筑前，必須用千斤頂反頂后錨系統(tǒng)，反頂力50噸，以檢驗(yàn)后錨安全性。

4.在砼澆筑和掛籃拆除縱移的施工中，務(wù)必要確保同步、對(duì)稱平衡施工。

5.砼澆筑需依據(jù)先前端再后端，接著完成澆筑與已澆梁段的連接位置，同時(shí)對(duì)施工的縫隙部位要嚴(yán)格依照工程的相關(guān)規(guī)范以及設(shè)計(jì)要求來(lái)予以完善和處理。選派施工經(jīng)驗(yàn)豐富且具備強(qiáng)烈責(zé)任意識(shí)的砼工來(lái)完成操作，澆筑完成后及時(shí)用土工布覆蓋撒水養(yǎng)生，防止溫度變化產(chǎn)生裂紋。

6.須保證砼的保護(hù)層厚度。

7.須做好箱梁砼的成品保護(hù)工作，箱梁砼強(qiáng)度達(dá)到20MPa后才能拆非承重側(cè)模，底模則需在預(yù)應(yīng)力束張拉完成后方可脫模。

8.模板在梁段接頭位置必須用拉桿收緊，保證梁段接縫平整。

四、結(jié)論

本工程由于技術(shù)措施采取得當(dāng)，解決了大橋砼主梁合攏精度質(zhì)量控制，主梁底板底面、腹板外側(cè)銜接順適，主梁合攏后、在氣溫變化情況下、主梁實(shí)現(xiàn)自由伸縮等難題，較高質(zhì)量的完成了施工任務(wù)，得到了監(jiān)理和業(yè)主單位的高度認(rèn)可。為今后類似結(jié)構(gòu)的施工提供了一定的成功經(jīng)驗(yàn)。

圖2 施工完成的跨海橋主橋