雙幅變高單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁掛籃施工技術(shù)

李如強

（河北衡通工程項目管理有限公司，河北 衡水 053000）

1 工程概況

某橋梁全長975m，主橋長269m，上部結(jié)構(gòu)采用雙幅變高單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，單幅橋面寬20.3m，底板寬13.3m，跨徑布置：72+125+72（m）。中支點梁高7.5m，跨中梁高3.0m，箱梁高度按1.8次拋物線形變化，邊跨與中跨梁高對稱。全橋半幅設(shè)置1個主跨合龍段及2個邊跨合龍段。0#塊從縱橋向兩側(cè)懸臂伸出橋墩各1.5m，墩梁剛性固結(jié)。節(jié)段最重為3.5m長4#塊節(jié)段，節(jié)段重249.6t，混凝土強度等級為C55。

2 掛籃結(jié)構(gòu)

根據(jù)本橋?qū)嶋H情況，雙幅變高單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁選用結(jié)構(gòu)輕巧、安裝方便、重心相對偏低的三角形掛籃施工，掛籃及附件總重量約78t，用鋼量小，成本低廉。掛籃由主桁架、上下橫梁、懸吊系統(tǒng)、底籃、行走系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等組成。

3 掛籃施工技術(shù)

3.1 0#塊施工

0#塊施工是掛籃懸澆施工技術(shù)應(yīng)用的第一步，主要作用是為掛籃安裝提供一個安全、穩(wěn)定的平臺。0#塊施工中，需要在掛籃底部走道上預(yù)埋穩(wěn)定的錨固設(shè)施，并由專業(yè)設(shè)計單位和施工單位進(jìn)行設(shè)計和施工，確保預(yù)埋件布設(shè)精度，提升0#塊質(zhì)量，為掛籃懸澆營造良好的施工條件。

3.2 掛籃安裝

當(dāng)0#塊施工完成后，要對施工質(zhì)量和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗，確保達(dá)到設(shè)計要求后，進(jìn)行掛籃施工和模板安裝。雙幅變高單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工所用掛籃模板由墩身模板改制而成，加工后運到施工現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場拼裝。掛籃安裝主要以箱梁中心線為基準(zhǔn)，按照掛籃施工圖紙，精確測量軌道安裝位置，軌道間中心距要和設(shè)計圖紙一致。在箱梁腹板上布置JL32精軋螺紋鋼，將掛籃行走的軌道固定在箱梁上。掛籃安裝中，如豎向鋼筋長度不足，可通過專用連接器適當(dāng)增加鋼筋長度，并用鋼直尺復(fù)測軌道之間的距離。

掛籃承重系統(tǒng)安裝，首先在地面拼裝好承重架體，通過吊機(jī)吊運到橋面上，在施工人員的輔助之下，將承重架體、提取布設(shè)好的反扣輪組和前滑座通過高強度螺栓連成一個整體。為保證掛籃后期行走的安全性和方便后期施工，需要保證承重架體的水平桿到箱梁面的距離不小于100cm。軌道和承重系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行前橫梁、前平臺、側(cè)平臺安裝，在前橫梁上需要放置好吊桿，通過焊接的方法將橫梁和吊桿連接成一個整體，先點焊固定，確認(rèn)精度達(dá)標(biāo)后進(jìn)行滿焊。安裝移動行走系統(tǒng)時，要讓行走系統(tǒng)能夠穩(wěn)定坐落于懸澆1#塊上。在后錨點的后支座上放置2個扁擔(dān)梁，并使每個扁擔(dān)梁的兩端通過錨固方式加以固定，利用千斤頂和頂梁預(yù)壓扁擔(dān)梁，使反扣輪組坐落在軌道上，擰緊螺母后，松開千斤頂，承重架處于穩(wěn)定狀態(tài)，確保后錨點牢固。然后，進(jìn)行另一端的承重系統(tǒng)和外模、外滑梁安裝。

3.3 模板安裝

先安裝兩根內(nèi)滑梁?；呵岸送ㄟ^吊桿掛在前橫梁上，后端穿過懸吊輪和懸吊架后掛在箱梁頂板上，安裝內(nèi)側(cè)模板。初步調(diào)整掛籃標(biāo)高，對掛籃進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓重量為1#塊件重量的1.2倍。把內(nèi)模推入0#箱梁腹內(nèi)，便于1#箱梁腹板處綁扎鋼筋。

3.4 掛籃預(yù)壓

在預(yù)壓試驗中采取加載預(yù)壓法，箱梁最重墩塊為4#墩塊，梁體自重249.6 t，需要保證預(yù)壓加載最大值為混凝土重量的1.2倍。采取砂袋分4級進(jìn)行加載和分級卸載，其中加載需要采取等量加載法。每級荷載下，需要等掛籃變形充分穩(wěn)定之后，進(jìn)行掛籃底模前吊點、主桁架前支點、后錨點以及前吊點的變形觀測。為保證變形觀測的準(zhǔn)確性，需要至少布設(shè)5個觀測點。各級加載完成后，在第5min、第15min、第30min、第45min、第60min觀測掛籃各關(guān)鍵點的變形情況，此后每隔30min觀測一次，確保每小時內(nèi)掛籃關(guān)鍵點的變形值都不超過0.5mm。

為保證觀測數(shù)據(jù)真實有效，每次數(shù)據(jù)測度中需要詳細(xì)記錄實際加載量、變形情況、預(yù)壓試驗日期、時間、溫度及天氣變化情況。通過預(yù)壓試驗可獲得掛籃施工的實際豎向變形值，超過設(shè)計要求時，要及時對掛籃系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和加固，確認(rèn)達(dá)標(biāo)后才能正式進(jìn)行混凝土澆筑。

3.5 現(xiàn)澆混凝土

掛籃系統(tǒng)預(yù)壓結(jié)果達(dá)到設(shè)計要求后，開展箱梁腹板鋼筋綁扎，安裝預(yù)應(yīng)力鋼束。將內(nèi)模系統(tǒng)從0#塊的空箱中推出就位，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙布設(shè)鋼筋、安裝預(yù)埋件、預(yù)留孔道，保證各構(gòu)件安裝和布設(shè)精度符合設(shè)計要求。底籃需要穩(wěn)定地坐落在前下橫梁和后下橫梁之上。外模系統(tǒng)安置在外滑梁上，內(nèi)模系統(tǒng)布設(shè)在內(nèi)滑梁上，兩側(cè)外模板需要牢牢包住底模兩側(cè)，以免在混凝土澆筑中發(fā)生漿液滲漏問題。

現(xiàn)澆混凝土的量比較大，為保證混凝土澆筑的連續(xù)性，混凝土在拌和站集中拌和，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后通過泵送的方法入模?；炷翝仓獓?yán)格遵循對稱澆筑的原則，控制兩端1#塊混凝土澆筑量不超過頂板混凝土量的1/4?；炷翝仓樞驗榈装?腹板-頂板。每次澆筑時都要保證先前端，再后端。邊澆筑邊振搗，混凝土頂板澆筑振搗完成后，要及時進(jìn)行抹面處理。為保證箱梁混凝土澆筑質(zhì)量，混凝土澆筑中每個節(jié)段都需至少做3組隨梁試件用于試驗以確定預(yù)應(yīng)力的張拉時間。箱梁頂面澆筑時，要及時覆蓋上一層土工布并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，腹板可直接噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得短于7d。當(dāng)混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的90%后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉順序為先張拉縱向束，再張拉橫向束，豎向束可略微滯后1~2個塊件，按安裝設(shè)計要求進(jìn)行復(fù)拉。

3.6 預(yù)應(yīng)力控制

在該掛籃施工的過程中，需要做好預(yù)應(yīng)力控制，部分跨中各施工階段應(yīng)力值如表1所示。

表1 跨中各施工階段應(yīng)力值 單位：MPa

由表1可知，該雙幅變高單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁掛籃施工過程中，實測頂板應(yīng)力和底板應(yīng)力與對應(yīng)的理論應(yīng)力值相差很小。

3.7 掛籃行走

當(dāng)1#塊混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、脫模都完成后，將掛籃系統(tǒng)移動到2#塊進(jìn)行再次施工。掛籃行走是掛籃懸澆施工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵工序，為保證施工的安全性和質(zhì)量，掛籃行走中需要嚴(yán)格控制好以下幾點。

（1）在原有軌道上增鋪新軌道，保證軌道間距和水平度與原有軌道相一致，增鋪完成后進(jìn)行錨固。拆除內(nèi)模和外模上的對拉螺桿、已澆筑完成墩塊的內(nèi)模側(cè)板、所有后錨扁擔(dān)梁上的錨固裝置。反扣輪組上的滾輪要安全穩(wěn)定地緊扣在軌道上。

（2）放松掛在前橫梁上的吊桿，拆除懸臂吊架上的吊帶和螺母，并保證內(nèi)滑梁和外滑梁都準(zhǔn)確落在懸吊輪上，懸臂吊架自由落在滑梁上。用繩索將內(nèi)模系統(tǒng)固定在已完成澆筑的箱梁上，并用兩只5t倒鏈，同時牽引兩片承重架的前端，同步移動掛籃和模板系統(tǒng)到下一個箱梁施工處。

（3）掛籃行走到位后，及時安裝前后橫梁吊桿，同時拆除5t倒鏈。安裝懸臂吊架，拆除懸吊輪，并將其移動到吊架附件后進(jìn)行重新安裝。重復(fù)掛籃和模板的安裝步驟要遵循設(shè)計圖紙要求，綁扎鋼筋、放置預(yù)埋件及預(yù)留孔，進(jìn)行2#塊混凝土澆筑。同理，重復(fù)上述步驟，完成其余墩塊施工。

3.8 合龍段施工

合龍段施工主要包括邊跨合龍和中跨合龍。全橋半幅設(shè)置1個主跨合龍段和2個邊跨合龍段。合龍段施工規(guī)模較大，為降低合龍段施工難度，保證各道工序高效、安全、有序地開展，可采取先邊跨、后中跨的施工順序。該施工期在夏天，在合龍段施工前3～5d，測量人員檢測全天氣溫，選擇每天氣溫最低時段（凌晨1:00左右）進(jìn)行合龍段施工。合龍時先進(jìn)行外部鎖定，以型鋼作為勁性骨架，合理組織安排合龍施工人員和機(jī)械設(shè)備，以保證合龍段施工質(zhì)量。

在中跨合龍施工中，需要將原中跨水箱補充加水1/2的合龍塊重量，初步就位吊架和模板，再進(jìn)行鋼筋綁扎，連接波紋管。對于勁性骨架型鋼，需要焊接一端，另一端在合龍時再進(jìn)行焊接。通過粘貼角鋼的方法焊接中接桿型鋼和鋼板，具體焊接要求為：一根型鋼上焊縫的總長度不能小于100cm，焊接高度不能低于1.5cm，具體焊接前需要用土工布進(jìn)行全部覆蓋焊接位置的梁體，并進(jìn)行灑水潤濕處理，以免在焊接中因為溫度過高灼傷混凝土，導(dǎo)致橋梁發(fā)生局部崩裂問題。

合龍完成后要及時進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，等混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后，對稱張拉鋼絞線至50%的張拉控制應(yīng)力，再解除勁性骨架鎖定。解除時需要嚴(yán)格遵循“同時和對稱”的原則，骨架解鎖完成后再張拉到設(shè)計應(yīng)力。張拉完成后拆除邊跨上的掛籃，解除主墩上的永久支座鎖定和墩梁上的臨時固結(jié)。

4 結(jié)語

綜上所述，該雙幅變高單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁掛籃施工取得了良好的效果，竣工質(zhì)量驗收合格。研究結(jié)果表明，掛籃施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用可降低施工難度，克服不利環(huán)境對工程施工的影響。在實際施工中，需要針對橋梁工程的建設(shè)需求，做好掛籃制作和安裝等，進(jìn)一步提高掛籃施工質(zhì)量，確保橋梁工程的整體質(zhì)量，延長使用壽命。