預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程中的連續(xù)梁掛籃施工工藝

向智星

(湖南建工交通建設(shè)發(fā)展有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

0 前 言

橋梁工程目前還處于發(fā)展階段，該工程中引入了各種各樣先進(jìn)的技術(shù)，最具有代表性的便是掛籃懸澆施工技術(shù)[1]。具體來說，應(yīng)用此技術(shù)既可以讓橋梁施工環(huán)境有所提升，而且能簡(jiǎn)化橋梁施工程序?？梢姡摷夹g(shù)不僅為橋梁施工提供了安全的施工環(huán)境，還改善了以往施工中存在的劣勢(shì)。

1 工程概況

某大橋全長(zhǎng)為3.743 km，寬度維持在33.5 m，采用了雙向6車道的設(shè)計(jì)。(110+260+110)m雙塔雙索面斜拉橋和(50.5+6×90+50.5)m變截面連續(xù)箱梁共同構(gòu)成大橋主橋孔跨結(jié)構(gòu)。102.15 m的塔柱，50 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁構(gòu)成引橋橋型，利用掛籃現(xiàn)澆懸臂對(duì)主梁進(jìn)行施工。

2 掛籃安裝

2.1 掛籃構(gòu)造

掛籃由三角形主構(gòu)架、底模平臺(tái)、內(nèi)外模板、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)六大部分組成，見圖1。

圖1 三角形掛籃

1)主構(gòu)架：該結(jié)構(gòu)便是掛籃受力的重要組件。其是三角桁架和連接系共同構(gòu)成的三角桁架式的結(jié)構(gòu)。桁架桿所用到的是槽鋼焊接，而連接所用到的便是承壓型高強(qiáng)螺栓。

2)底模平臺(tái)：其是梁段混凝土重量的直接承受者，主要由三部分組成，即前后橫梁、底模板、縱梁。底模平臺(tái)的另一個(gè)作用就是充當(dāng)有關(guān)工序的操作場(chǎng)地，包括立模、鋼筋綁扎等。

3)內(nèi)外模板：大塊鋼模板用于外模板，而組合鋼模板以及少量的異形鋼模板共同組成內(nèi)模。內(nèi)模板所采用的結(jié)構(gòu)是抽屜式，前一梁段進(jìn)行推拉后便可就位。

4)懸吊系統(tǒng)：用于將重壓進(jìn)行傳遞，讓主架構(gòu)和已成梁段的底板進(jìn)行承擔(dān)。一般會(huì)將底模平臺(tái)自重、有關(guān)施工產(chǎn)生的荷載進(jìn)行傳遞。該系統(tǒng)由16Mn鋼棒制作的前吊帶以及后吊帶共同組成。底模平臺(tái)前橫梁和前吊帶的下端產(chǎn)生銷接，前上橫梁由上端支撐，為了讓底模板標(biāo)高的調(diào)整更加便捷，還將扁擔(dān)梁和LQ60型手動(dòng)螺旋千斤頂設(shè)置在了前上橫梁上。

5)錨固系統(tǒng)：為了讓掛籃施工更加安全，錨固系統(tǒng)便發(fā)揮了作用，主要是平衡灌注混凝土的過程中出現(xiàn)的傾覆力矩。具體用到了Φ32精軋螺紋鋼筋和后錨扁擔(dān)梁，以此讓掛籃走行軌道以及主構(gòu)架后節(jié)點(diǎn)共同錨在箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋上。

6)走行系統(tǒng)：主要由四部分構(gòu)成，即牽引設(shè)備、軌道、前支座、后扣輪。該系統(tǒng)中，在軌道頂面進(jìn)行滑行的是前支座，在工鋼翼緣行走的是后節(jié)點(diǎn)的反扣輪。具體說，在2臺(tái)20 t手拉葫蘆牽引掛籃進(jìn)行移動(dòng)的過程中，會(huì)讓底模平臺(tái)以及外側(cè)模兩者共同發(fā)生移動(dòng)。該過程中，反扣輪會(huì)將抗傾覆力傳到軌道，再向箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋上進(jìn)行傳遞。內(nèi)模的移動(dòng)發(fā)生在綁扎鋼筋后，人工進(jìn)行推移。

2.2 掛籃預(yù)壓

安裝完成掛籃后，需要將該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的非彈性變形用試壓進(jìn)行消除。底籃縱向分配梁上張拉鋼絞線是掛籃預(yù)壓所用到的方式。承臺(tái)混凝土的工序中，需要將鋼絞線連接件預(yù)埋在承臺(tái)和1#段混凝土重心垂直相對(duì)應(yīng)的地方。一般需要將20根Φ15.24 mm的鋼絞線(其最大張拉力維持在150 kN)預(yù)埋在各個(gè)掛籃下，而且掛籃的最大張拉力維持在3 100 kN。需要在監(jiān)控單位的有關(guān)要求下，嚴(yán)格把握掛籃試壓測(cè)點(diǎn)的相關(guān)內(nèi)容，包括布置、頻率、時(shí)間等[2]。

3 箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)

3.1 掛籃施工方法

完成上一段縱向預(yù)應(yīng)力束的張拉之后，即可解除掛籃和導(dǎo)梁的后錨系統(tǒng)以及底模和底板的后錨系統(tǒng)。需要利用牽引系統(tǒng)將三角形桁架移動(dòng)到待澆處，與此同時(shí)將底模、外側(cè)模板一并移動(dòng)到待澆處，還需要在導(dǎo)梁下錨固三角形桁架，而且在已澆梁段底部錨固底模后端，將底模前端通過調(diào)整到設(shè)計(jì)限位器的地方，對(duì)兩側(cè)模進(jìn)行調(diào)節(jié)，在預(yù)應(yīng)力管道上完成對(duì)底、腹板鋼筋的綁扎以及安裝工作。對(duì)內(nèi)模完成相關(guān)調(diào)整后安裝處理預(yù)應(yīng)力管道。之后開展梁段混凝土現(xiàn)澆，如果混凝土符合相關(guān)要求后，便開始?jí)簼{和對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉，并且對(duì)模板進(jìn)行拆除。重復(fù)上述工序，最終完成全部梁段施工。

3.2 掛籃的前移

當(dāng)已澆灌梁段混凝土自身的強(qiáng)度、彈性模量符合有關(guān)規(guī)定后，先張拉縱、橫預(yù)應(yīng)力筋，進(jìn)行掛籃的前移。具體步驟如下：①軌道進(jìn)行接長(zhǎng)處理；②利用手拉葫蘆把底模平臺(tái)在外模走行梁上進(jìn)行懸吊處理；③拆除底模平臺(tái)后吊桿；④在進(jìn)行底模平臺(tái)和外側(cè)模的脫模時(shí)，因?yàn)槭窃谧灾叵逻M(jìn)行，將吊桿、外模走行梁前吊桿以及滾輪共同下放即可；⑤拆除掛籃后錨；⑥手拉葫蘆安裝在軌道的前端，對(duì)主構(gòu)架進(jìn)行牽拉，以此移動(dòng)底模平臺(tái)以及外側(cè)模。

3.3 綁扎鋼筋、安裝波紋管道

1)對(duì)于鋼筋按照規(guī)定下料彎制，儲(chǔ)放時(shí)按照編號(hào)進(jìn)行，如果需要用到鋼筋，用塔吊進(jìn)行移動(dòng)便可。

2)將底板鋼筋在地面進(jìn)行綁扎，再吊裝至掛籃底模，再綁扎腹板鋼筋，安裝豎向預(yù)應(yīng)力筋以及底板波紋管道，當(dāng)進(jìn)行內(nèi)模的前移之后綁扎頂板底層鋼筋，隨后在頂板安裝預(yù)應(yīng)力管道，對(duì)上層鋼筋完成綁扎，并且完成頂板預(yù)埋件的設(shè)置。

3)需要現(xiàn)場(chǎng)利用波紋管機(jī)以及鋼管制作全橋預(yù)應(yīng)力管道，采用波紋管成孔。

4)當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道、構(gòu)造鋼筋這兩者的位置存在矛盾的時(shí)候，需要對(duì)后者進(jìn)行移動(dòng)，以此讓前者的位置符合設(shè)計(jì)要求，而且為了讓其在澆筑混凝土的過程中不發(fā)生位移和破損現(xiàn)象，可以利用粗直徑鋼筋定位和箱梁構(gòu)造筋點(diǎn)焊等措施進(jìn)行牢固處理[3]。

5)需要先檢查預(yù)應(yīng)力管道接頭處的緊密性、管身的完整性再進(jìn)行灌注混凝土。為了避免預(yù)應(yīng)力管道發(fā)生破損，灌注混凝土的過程中不能發(fā)生碰撞。

3.4 混凝土澆筑

1)混凝土澆筑時(shí)，澆筑采用泵機(jī)進(jìn)行。振動(dòng)的過程中要十分注意預(yù)應(yīng)力管道的位置。對(duì)于掛籃的變形利用水平儀進(jìn)行觀測(cè)，如果變形值較大但是混凝土沒有終凝，利用吊桿處理底膜。

2)懸澆時(shí)需要對(duì)稱澆筑，此時(shí)可用混凝土輸送泵進(jìn)行，一般從前到后進(jìn)行澆筑。需要清洗前梁段的接觸面。用插式搗振器對(duì)底、翼板、底板、腹板的混凝土進(jìn)行搗振。為了讓成型的混凝土保持濕潤(rùn)，需要灑水養(yǎng)護(hù)，維持7天。

3)完成養(yǎng)護(hù)后，通過相關(guān)試件的試壓后進(jìn)行張拉，一般順序是縱向預(yù)應(yīng)力束、橫向束、豎向預(yù)應(yīng)力筋。

3.5 預(yù)應(yīng)力施工

1)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)。三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的箱梁設(shè)計(jì)，縱向束頂板采用25根Φs15.24、底板采用22根Φs15.24鋼絞線，相應(yīng)采用YJM 15-25和15-22錨具、Φ120mm波紋管成孔。頂板橫向束采用4根Φs15.24鋼絞線，采用BM15-4錨具、Φ70×20 mm扁波紋管成孔。豎向預(yù)應(yīng)力采用Φ32mm精軋螺紋鋼筋，YGN-32錨具，Φ42mm波紋管成孔。

縱橫預(yù)應(yīng)力鋼絞線均為Φj15.24《高強(qiáng)低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線》(ASTMA16-90270)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度Ry=1860 MPa，公稱直徑Φ4mm，彈性模量Ey=195×105MPa。豎向預(yù)應(yīng)力為JL32精軋螺紋鋼筋精軋螺紋鋼筋，屈服強(qiáng)度保證>750 MPa，Ey=20×105MPa。

2)穿束。首先利用通孔器對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行疏通，再將導(dǎo)線穿過孔道，以此讓預(yù)應(yīng)力筋束和導(dǎo)線連接，牽引穿束主要利用卷?yè)P(yáng)機(jī)，再次對(duì)外露情況進(jìn)行檢查，最后安裝錨具以及千斤頂。在澆筑梁段混凝土之前，將豎向預(yù)應(yīng)力筋埋入梁體。

3)張拉。預(yù)應(yīng)力筋的張拉需要符合以下三個(gè)條件：梁段混凝土的強(qiáng)度符合要求、彈性模量符合要求，同時(shí)混凝土有3天以上的齡期。圖2為預(yù)應(yīng)力張拉。

圖2 預(yù)應(yīng)力張拉

(1)橫向預(yù)應(yīng)力筋的張拉。需要用YCL25千斤頂對(duì)頂板橫向預(yù)應(yīng)力逐根完成張拉，ZB08/50型的油泵，1 953 kN為最大張拉力。該過程中張拉力從0到1.2 kN再到1 953 kN。

(2)豎向預(yù)應(yīng)力的張拉。需要用YCI60千斤頂對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋進(jìn)行張拉，ZB08/50型油泵，422 kN為最大張拉力。該過程中張拉力從0到422 t，再完成錨固。

4 結(jié)束語

綜上所述，掛籃時(shí)必須要保證施工安全。施工中需要注意三個(gè)方面的內(nèi)容：一是提前對(duì)掛籃施工班組進(jìn)行配備；二是認(rèn)真檢查相關(guān)的機(jī)具，做好準(zhǔn)備工作；三是整個(gè)過程必須按照要求進(jìn)行，從而保證施工的整體質(zhì)量。

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