桂江特大橋預(yù)應(yīng)力箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)分析

何文浩

摘要：文章以桂江大橋工程為例，分析了預(yù)應(yīng)力箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)方案與工藝要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：橋梁建設(shè);預(yù)應(yīng)力;箱梁掛籃懸澆

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.043

文章編號(hào)：1673-4874（2019）09-0153-04

0引言

我國(guó)在箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)方面已經(jīng)有一定的成就和發(fā)展，但也需要不斷對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。在連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)方面，怎樣不斷降低成本，提高施工效率以及材料利用率，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益一直是有關(guān)人員致力研究的重要問(wèn)題之一。本文以桂江大橋工程為例，分析了預(yù)應(yīng)力箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)。

1工程概述

新建昭平桂江特大橋橋梁起始樁號(hào)K52+642.000，終止樁號(hào)K53+644.25，橋長(zhǎng)1002.5m。全橋采用雙幅分離式，孔數(shù)及孔徑為7× 40m+（70+2×125+70）m+8×40m，共19跨，橋面凈寬22.5m。其中，主橋采用（70+125+125+70）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下構(gòu)主墩為鋼筋混疑土方形實(shí)體墩。鐘山側(cè)引橋?yàn)?×40m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土丁梁，昭平側(cè)引橋?yàn)?×40m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下構(gòu)橋墩為柱式墩?；A(chǔ)均采用鉆孔灌注樁，橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)接樁基礎(chǔ)。

主橋主梁橫斷面采用單箱單室直腹板箱形截面。邊跨共16個(gè)節(jié)段，1#-14#為掛籃施工，15#節(jié)段為合龍段，16#節(jié)段為現(xiàn)澆段。中跨共15個(gè)節(jié)段，1#-14#為掛籃施工，15#節(jié)段為合龍段。支點(diǎn)處梁高7.8m，跨中梁高3.2m，箱梁高度按2次拋物線變化。箱梁頂寬12.75m，底板寬度為6.5m，0#塊頂、底板厚度分別為80cm和200cm，腹板厚120cm，其它塊件頂板厚度為30cm，底板厚度從根部的93.2cm按2次拋物線變化至跨中的32cm。1#-1#塊腹板厚70cm，12#-14#塊腹板厚50cm，11#塊、12#塊為過(guò)渡段，底板水平。左幅橫坡為-2%～5.93%，右幅橫坡為2%-5.93%，主橋縱坡從小樁號(hào)往大樁號(hào)為0.5%上坡。

2施工方案及施工工藝

在主橋部分主要是（70+2×125+70）m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁.在主橋主梁的橫斷面處，主要采用了上下行分離的單箱單室直腹板箱形截面。其中具體的梁高為：支點(diǎn)處7.8m，跨中3.2m，箱梁的高度以2次拋物線規(guī)律來(lái)變化.其中0#塊在墩頂托架上澆筑，15#塊采用鋼管樁搭設(shè)托架澆筑，16#塊節(jié)段合龍段通過(guò)掛籃吊架的方式進(jìn)行現(xiàn)澆施工。本文中主要對(duì)1#-14#塊段的三角型掛籃平衡懸澆施工進(jìn)行介紹和分析.總體施工工藝如圖1所示。

2.1掛籃總體方案

在進(jìn)行主橋部分的掛籃施工設(shè)計(jì)中，需要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題，即掛籃承載能力與結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于掛籃的總重量而言，應(yīng)該與主橋?qū)ζ涞囊笙喾稀Ｍ瑫r(shí)，要注意使用材料的強(qiáng)度及懸臂端的撓度控制、橫向穩(wěn)定的處理，并注意行走系統(tǒng)以及錨固點(diǎn)等相對(duì)來(lái)說(shuō)比較重要的部位是否進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置。此外，其他很多因素的影響而產(chǎn)生的非彈性或者是彈性形變也會(huì)影響到掛籃結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。如果發(fā)生了較大的變形，會(huì)對(duì)主梁的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，威脅到整個(gè)橋體的施工安全.所以，科學(xué)、合理地設(shè)計(jì)掛籃是十分重要的。經(jīng)綜合考慮，最終采用“三角掛籃”桁架式，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕、受力明確、穩(wěn)定性好、變形性小，能夠很好地符合質(zhì)量要求。掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖2、圖3所示。

2.2 掛籃系統(tǒng)安裝拆卸流程

掛籃安裝與拆卸流程如圖4所示。掛籃各構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，使用塔式起重機(jī)配合人工進(jìn)行掛籃拼裝，各構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)后要嚴(yán)格進(jìn)行驗(yàn)收檢查。在拼裝掛籃時(shí)必須確保梁頂放樣完畢，每個(gè)構(gòu)件的拼裝過(guò)程中都要嚴(yán)格遵循圖紙進(jìn)行.當(dāng)拼裝完成后，要由專(zhuān)門(mén)的驗(yàn)收小組來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查以及驗(yàn)收，只有確認(rèn)拼裝滿(mǎn)足要求后才能交付使用。

2.3掛籃預(yù)壓測(cè)試

在懸澆段施工前，為了保證主橋所用掛籃安全和性能良好，要對(duì)掛籃的彈性形變量進(jìn)行量測(cè)，消除結(jié)構(gòu)非彈性形變，并且進(jìn)行掛籃的試壓處理.根據(jù)實(shí)際施工條件，墩身高度最高為21m，計(jì)劃接長(zhǎng)上前橫梁吊桿和底籃后橫梁吊桿，并進(jìn)行預(yù)制塊的加載。通過(guò)張拉前橫梁的精軋螺紋鋼來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)掛籃的預(yù)壓，千斤頂荷載通過(guò)掛籃荷載計(jì)算模擬.按照計(jì)算荷載的60%、100%、120%來(lái)進(jìn)行負(fù)載等級(jí)處理，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的荷載后，持續(xù)荷載24h，檢查最終的撓度，與設(shè)計(jì)撓度對(duì)比，合格后分級(jí)卸載。

2.4掛籃前移

掛籃前移通過(guò)在前支點(diǎn)處用穿心式千斤頂張拉前進(jìn)，每個(gè)鋼支點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)100t千斤頂。當(dāng)完成預(yù)應(yīng)力的張拉后便可以將掛籃前移，當(dāng)前移到相應(yīng)的位置后再進(jìn)行壓漿，要確保壓漿的凝固質(zhì)量;卸除滑移梁上固定裝置，滑移梁前行到指定位置并錨固;拆除底板及頂板下后橫梁錨桿，放松上前、后橫梁吊桿，并在上前、后橫梁兩側(cè)外端裝置鏈滑車(chē)，以減少拉桿受力，避免移動(dòng)時(shí)因拉桿受力不均勻造成變形或斷裂;軌道及反扣輪就位，上前橫梁與上后橫梁隨主桁三角架一同前移。在掛籃進(jìn)行前移時(shí)，每一步都要對(duì)底板、腹板、翼板等部位進(jìn)行徹底的檢查，保證掛籃行走過(guò)程中不會(huì)受到阻礙;行走時(shí)隨著行走部件移動(dòng)依次拆卸前方錨固螺栓，并對(duì)行走部件后方已通過(guò)的錨固點(diǎn)及時(shí)加固。

2.5掛籃澆筑施工

主要施工順序?yàn)椋?/p>

（1）首先就位掛籃并進(jìn)行固定，確保錨固好后錨。

（2）將底籃進(jìn)行提升，將底模和側(cè)模調(diào)整至施工標(biāo)高并加以固定。

（3）將箱梁的腹板和底板進(jìn)行綁扎，同時(shí)安裝豎向預(yù)應(yīng)力筋以及定位預(yù)應(yīng)力束管道。此外還有預(yù)留孔道以及相應(yīng)預(yù)埋件的安裝處理。

（4）當(dāng)內(nèi)模就位完畢后對(duì)頂面標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，并且加以固定。

（5）將箱梁的翼板和頂板鋼筋進(jìn)行綁扎，同時(shí)安裝橫向預(yù)應(yīng)力束以及定位頂板預(yù)應(yīng)力束管道。安裝預(yù)埋件以及施工所用的預(yù)留孔道。

（6）澆筑箱梁混凝土，澆筑順序?yàn)椋旱装濉拱濉敯濉?/p>

（7）混凝土養(yǎng)生期間進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道清洗、預(yù)應(yīng)力鋼束穿索及端頭混凝土鑿毛。

（8）等到混凝土滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的張拉強(qiáng)度后，在兩端對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉，同時(shí)對(duì)橫向預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行交錯(cuò)張拉。

（9）掛籃卸掛、脫模、前移就位。

（10）進(jìn)行管道壓漿，并采用真空壓漿。

2.6預(yù)應(yīng)力施工

2.6.1 預(yù)應(yīng)力材料的管理措施

與相關(guān)監(jiān)理工程師的實(shí)際要求以及相應(yīng)的規(guī)范等相結(jié)合，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，在經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師確認(rèn)合格之后方能對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用.另外，還需要與具體截面積以及彈性模量相結(jié)合來(lái)對(duì)延伸量進(jìn)行一定的修改完善.將鋼絞線運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)之后應(yīng)對(duì)其做好保管工作。在實(shí)際下料的切割環(huán)節(jié)中，應(yīng)使用砂輪機(jī)將其切面切成平面。同時(shí)，為了防止端頭的鋼絞線被打散，應(yīng)該利用鉛絲對(duì)端頭進(jìn)行捆綁。對(duì)于錨具與錨板應(yīng)存放在工地料庫(kù)內(nèi)，方便工作人員對(duì)其進(jìn)行集中管理。

2.6.2 張拉工作

張拉工作可以利用智能方式，在完成每一梁段的澆筑工作之后，待混凝土強(qiáng)度超過(guò)90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度且齡期至少7d時(shí)，才能夠進(jìn)行張拉工作。同時(shí)，張拉工作的開(kāi)展應(yīng)該安排專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行施工操作，現(xiàn)場(chǎng)還需要安排專(zhuān)人值守。張拉工作應(yīng)該在工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)原始的張拉做好相應(yīng)記錄。為了保證張拉的質(zhì)量，在現(xiàn)場(chǎng)還需要經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師的簽字。

在實(shí)際施工期間，應(yīng)該嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙中的要求來(lái)進(jìn)行。在開(kāi)展主橋箱梁塊件懸臂施工的時(shí)候，混凝工強(qiáng)度達(dá)到了90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)先在箱梁兩側(cè)腹板對(duì)稱(chēng)張拉各塊件中對(duì)應(yīng)的縱向預(yù)應(yīng)力并對(duì)其進(jìn)行灌漿工作，然后再對(duì)橫向、豎向預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉并開(kāi)始灌漿。

2.7壓漿及封錨

主橋壓漿采用智能真空壓漿，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢、掛籃前移后立即進(jìn)行孔道壓漿及封錨。其施工方法如下：

（1）壓漿

在進(jìn)行壓漿前，要填封錨具周?chē)目斩匆约颁摻z的間隙，防止出現(xiàn)冒漿的現(xiàn)象。同時(shí)通過(guò)吹入壓縮空氣的方式來(lái)將管道中松散的微粒進(jìn)行清除，并用肥皂水對(duì)管道進(jìn)行沖洗，直至將顆粒排除干凈。

當(dāng)構(gòu)件溫度<5℃時(shí)要停止壓漿。水泥溫度要<32℃。

當(dāng)張拉完預(yù)應(yīng)力鋼筋后立即進(jìn)行管道的壓漿，通常壓漿過(guò)程要<24h。實(shí)際操作時(shí)，對(duì)于豎向孑」道以及曲線孔道來(lái)說(shuō)，通常要從最低的壓漿孔處進(jìn)行壓入，并在最高排氣孔將水泥排除，直至稠度符合要求。管道中要充滿(mǎn)水泥漿。

沿流動(dòng)方向逐個(gè)關(guān)閉出氣孔，要對(duì)壓漿完畢的管道進(jìn)行有效保護(hù)，防止振動(dòng)。同時(shí)管內(nèi)水泥漿在48h內(nèi)的溫度應(yīng)≥5℃。如果白天溫度過(guò)高，則應(yīng)將壓漿施工放在夜間進(jìn)行。當(dāng)壓漿完成2d后，要對(duì)水泥的密實(shí)情況進(jìn)行檢查，如果不符合要求要及時(shí)加以處理.

對(duì)于豎向預(yù)應(yīng)力壓漿，應(yīng)在混凝土澆筑前提前預(yù)埋好壓漿管，壓漿管在不干擾豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的情況下應(yīng)盡可能設(shè)在最下端。

壓漿時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①對(duì)于曲線孔道以及豎向孔道來(lái)說(shuō)，要在最低的壓漿孔完成壓入，而排氣和泌水則需要在最高的排氣孔進(jìn)行。曲線孔道和水平孔道中的水泥漿壓力保持在0.5-0.7hWa左右。如果子孔道超長(zhǎng)，最大壓力為1.0MPa，豎向孔道中為0.3-0.4MPa左右。

②對(duì)于壓漿的充盈度來(lái)說(shuō)，要使得另一端孔道充分飽滿(mǎn)，并且排氣孔中排出的水泥漿速度符合要求。當(dāng)出漿口關(guān)閉后，要保持5min左右的穩(wěn)壓期，壓力為0.5MPa。

（2）封錨

當(dāng)壓漿部分完成后需要進(jìn)行封錨處理，對(duì)錨固段進(jìn)行一定的保護(hù)，如防腐保護(hù)和封閉保護(hù).封錨時(shí)盡量采用強(qiáng)度與構(gòu)件相同的混凝土，并且控制好梁體的實(shí)際長(zhǎng)度。如果錨具長(zhǎng)期外露，要進(jìn)行一定的防銹處理。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于桂江大橋的工程現(xiàn)狀分析了箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)，主要介紹了整體施工方案、掛籃系統(tǒng)安裝拆卸流程、掛籃預(yù)壓測(cè)試、掛籃前移、掛籃澆筑施工、預(yù)應(yīng)力施工以及封錨和壓漿等。箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)對(duì)于橋梁的建設(shè)至關(guān)重要，因此要對(duì)其進(jìn)行不斷的完善和改進(jìn)，任何一個(gè)細(xì)節(jié)都不能忽視。