曲線大跨度波形鋼腹板PC箱梁快速懸澆施工①

段士清

(中交三公局第一工程有限公司 北京 100000)

本文依據(jù)浙江省文成至泰順（浙閩界）公路第WTTJ-2標(biāo)段珊溪大橋上部構(gòu)造工程，通過對其工程中采取的技術(shù)方法研究總結(jié)波形鋼腹板的懸臂澆筑施工，得出曲線大跨度波形鋼腹板PC箱梁快速懸澆技術(shù)。

1 工程概況

珊溪大橋（見圖1）的左右幅主橋的上部結(jié)構(gòu)都是采用55+4×10 0+55m預(yù)應(yīng)力混凝土波紋鋼腹板剛構(gòu)-連續(xù)組合體系，其中左幅主橋為第2～8#墩（里程樁號為ZK15+958～ZK16+4 68）,主橋主墩墩身高度為39.759～67.924m，墩身高度最高為67.924m（4#墩）；右幅主橋為第3～9#墩（里程樁號為YK15+907～YK16+417）,主橋主墩墩身高度為40.248～65.898m，墩身高度最高為65.898m（6#墩）。

2 關(guān)鍵技術(shù)

珊溪大橋先行安裝波形鋼腹板，用螺栓臨時固定，同時進(jìn)行掛籃前移準(zhǔn)備工作，提升施工效率（見圖2）。常規(guī)施工順序為先移動掛籃，通過臨時吊架安裝鋼腹板，存在施工效率低、進(jìn)度慢等缺點。本工法將波形鋼腹板運(yùn)送至懸臂澆筑箱梁下方，利用塔吊垂直提升就位，通過螺栓將相鄰鋼腹板臨時栓接，同時進(jìn)行掛籃前移準(zhǔn)備，增加工作面，加快整體進(jìn)度[1-2]。

圖1 珊溪大橋主橋效果圖

圖2 掛籃系統(tǒng)總體圖

圖3 錨固系統(tǒng)及行走系統(tǒng)

鋼腹板與底板連接處鋼筋密集，在倒角處開孔，便于混凝土振搗，待澆筑到開孔位置，用鋼板焊接封孔，保證鋼腹板底部剛度。由于腹板與底板倒角處的混凝土比較難振搗，所以常出現(xiàn)蜂窩、麻面等病害現(xiàn)象，因此在進(jìn)行混凝土振搗時，需要確?；炷恋恼駬v質(zhì)量，避免以上病害的出現(xiàn)。[3]由于0號塊鋼筋比較密集，特別要注意加強(qiáng)振搗，連續(xù)墩底板鋼筋由于有墩梁固結(jié)的豎向精軋螺紋鋼及錨下鋼筋網(wǎng)片，鋼筋更加密集，宜采用小型振動棒，在倒角位置開洞，方便振搗，待澆筑到開口高度時，用鋼板焊上，以保證混凝土振動密實。

3 懸臂澆筑施工

3.1 技術(shù)要點

在鋼腹板安裝后即可進(jìn)行掛籃前移的施工準(zhǔn)備，采用手拉葫蘆方法推進(jìn)時，不可將受力點設(shè)置于波形鋼腹板上。掛籃為一改制掛籃，其已在一個連續(xù)剛構(gòu)橋施工過，[4]改制的主要目的是為了適應(yīng)珊溪大橋的寬度及澆筑節(jié)段的長度，掛籃主要改制如下：適當(dāng)調(diào)整主桁架之間的距離，以適應(yīng)本項目的需要；調(diào)整了行走系統(tǒng)（見圖3），行走原來依靠主桁架上滑輪進(jìn)行，改為小車在軌道上進(jìn)行；并取掉原預(yù)應(yīng)力混凝土懸澆箱梁中側(cè)面的支架系統(tǒng)，有效減輕了掛籃的重量，改制后掛籃的總重量約為470kn，掛籃的承載力、撓度等滿足本橋的施工要求。

波形鋼腹板在工廠加工成3～6m節(jié)段，汽車運(yùn)至安裝現(xiàn)場，塔吊垂直提升就位超前安裝，張拉完成前段箱梁預(yù)應(yīng)力束后，前移掛籃安裝后即可進(jìn)行底板、頂板的澆筑。通過在前期進(jìn)行合理地安排作業(yè)內(nèi)容，加緊控制各工序之間的銜接，同時通過增加掛籃同步施工作業(yè)面來提高效率，不僅能夠有效減少施工周期，而且適當(dāng)減少管理的投入。

3.2 掛籃懸臂施工

每個T掛籃懸澆標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段共10節(jié)段，第1節(jié)段和0號塊一起施工完成，第2節(jié)段到10節(jié)段共計9個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段則采用掛籃懸澆施工，采用C55高性能混凝土；除了第1節(jié)段單端混凝土方量為75.5方外，掛籃施工的最長4.8m，最重的是第5節(jié)段，混凝土方量約為51.6方。

箱梁中，除了通常邊跨設(shè)置2道、中跨設(shè)置4道混凝土隔板（兼體外束轉(zhuǎn)向塊）之外，邊跨增加了4道鋼橫隔板、中跨增加了8道鋼橫隔板以提高結(jié)構(gòu)抗扭剛度。橫隔板間距不超過10m。

為了便于掛籃的施工，橫隔板采取異步施工技術(shù)，即掛籃首先施工除隔板外的其他的部位，當(dāng)完成施工前移掛籃后流出空間后，立即施工橫隔板。這樣可有效提高掛籃施工效率，縮短一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的施工時間。

在掛籃組合拼裝后，通過利用組合千斤頂、堆載做加載實驗，擬只對第一對掛籃進(jìn)行荷載試驗，以檢驗掛籃的性能，能否滿足強(qiáng)度和安全要求。該加載實驗不僅能夠獲得各加載階段下的掛籃撓度，并且能夠分解出掛籃前吊結(jié)構(gòu)的彈性變形和非彈性變形，再通過與計算值進(jìn)行對比分析，為施工撓度控制提供依據(jù)。加載荷載大小為施工總荷載大小，即混凝土、人群、機(jī)械設(shè)備等總和。

3.2.1 掛籃的加載試驗

（1）掛籃試載。

掛籃試載的目的：主要目的是通過測試掛籃的性能，考慮變形量，以驗算是否符合設(shè)計要求，能不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。[5]其中內(nèi)力的監(jiān)測由相關(guān)監(jiān)測單位來配合完成，需要注意的是，進(jìn)行試載的全過程都應(yīng)在密切監(jiān)控下進(jìn)行，以避免出現(xiàn)問題。在測試結(jié)果滿足強(qiáng)度和安全要求時方可確定投入使用。

（2）掛籃的測試。

首先，在完成組裝后，僅考慮掛籃在自重影響作用下的受力情況；接下來，通過相關(guān)加載儀器，依次分別考慮掛籃在50%荷載、100%荷載、110%荷載、承受荷載2h、降至50%荷載、完全卸載的受力情況以及掛籃撓度。[6]根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行分析，研究其發(fā)展情況，總結(jié)規(guī)律，以提供合理準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

（3）測量標(biāo)高。

為了控制施工完成后主梁能夠達(dá)到設(shè)計要求的合理線性，需要在掛籃移至指定位置后，迅速把《主梁高程控制觀測表》提交給現(xiàn)場施工人員，由此數(shù)據(jù)與實際情況等作分析考慮，指導(dǎo)現(xiàn)場工作人員施工，以達(dá)到理想的規(guī)劃設(shè)計。

3.2.2 懸臂澆筑過程中的平衡控制

T梁施工時，要保證每個T梁兩端的懸臂施工進(jìn)度同步進(jìn)行，做到對稱、平衡，確保其實際最大不平衡偏差值在設(shè)計要求值要求內(nèi)。

（1） 掛籃推移平衡控制。

兩端掛籃每一個主桁片配置一個頂推千斤頂。頂推掛籃時，四臺液壓千斤頂同時頂推，保證掛籃四片主桁勻速、平行、同步前移。掛籃的內(nèi)模骨架、外模骨架通過倒鏈葫蘆拖拉，使其與主桁同步前進(jìn)。

（2）鋼筋、鋼腹板安裝不平衡重控制。

各種材料均堆放在0#段頂部，并且前后、左右對稱堆放，不得堆放在懸臂部位。在各個節(jié)段鋼筋施工過程中，計算出每個節(jié)段鋼筋及工作面需要的材料總重量，對稱進(jìn)行鋼筋的綁扎和運(yùn)輸，鋼腹板做到對稱安裝。

（3）澆筑混凝土不平衡重控制。

澆筑混凝土前，兩懸臂端鋼筋及模板均已安裝完畢，基本處于對稱平衡狀態(tài)?；炷翝仓r兩懸臂端對稱平衡地進(jìn)行，嚴(yán)格控制兩懸臂端混凝土的不平衡重，避免不平衡重超過設(shè)計允許值。

（4）預(yù)應(yīng)力施工控制。

懸臂澆筑箱梁節(jié)段預(yù)應(yīng)力張拉，嚴(yán)格按照先縱向、后橫向順序進(jìn)行；縱向預(yù)應(yīng)力張拉對稱同時張拉；橫向預(yù)應(yīng)力左右同時對稱跳槽張拉。

箱梁混凝土采用C55，施工工藝采用泵送。底板混凝土的厚度達(dá)到190cm,頂板混凝土局部達(dá)到了200cm厚，按照大體積混凝土和泵送混凝土設(shè)計和控制。

由于0號塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了保證澆筑質(zhì)量，混凝土澆筑分兩次澆筑，第一次澆筑高度為4.2m，第二次澆筑高度為2.55m；第一次方量約260m3，第二次澆筑約170m3(見下面澆筑分層圖)?；炷寥肽Ｌ涠瓤刂圃?80mm左右。箱梁立面澆筑順序為：底板→腹板→頂板；順橋向澆筑順序為：中間→兩端；橋面板橫向澆筑順序為：兩端→中間?；炷烈髮ΨQ澆筑，最大不平衡工程量不得超過3m3。

底板混凝土澆筑，從底板上部空間直接下輸送管至底板處澆筑混凝土?；炷料侣鋾r，注意防止混凝土離析。當(dāng)?shù)装寤旎炷翝仓_(dá)到170cm（底板厚度190cm）后，即改為澆筑腹板混凝土，兩側(cè)腹板混凝土對稱交錯澆筑。在腹板混凝土澆筑時，腹板混凝土具有向底板流動的現(xiàn)象，此部分流動的混凝土將補(bǔ)充底板還欠缺的20cm混凝土。人工甩出腹板底部流出的混凝土?xí)r，須保證腹板混凝土不再沉落。底板中部混凝土厚度不足190cm的部位，從頂板上部直接下落混凝土補(bǔ)齊所需混凝土。

4 結(jié)語

本文研究了以下內(nèi)容：

（1）總結(jié)了珊溪大橋在施工中的波形鋼腹板懸臂澆筑施工技術(shù)。

（2）解決了波形鋼腹板與掛籃施工工序中的不合理性。

通過本研究，解決了波形鋼腹板與掛籃施工工序中的不合理性，不僅能夠大大加快施工進(jìn)度，而且在節(jié)約成本、經(jīng)濟(jì)、效率以及社會效益等方面都有突出亮點，比傳統(tǒng)施工方法更加安全、效果好、效率高，經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著。