連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)

張君毅

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

1 掛籃懸澆施工技術(shù)概述

掛籃懸澆是將橋梁自身塊體作為主要借力體，在施工梁端加設(shè)懸澆掛籃，將其作為梁體結(jié)構(gòu)施工的臨時(shí)支架，延伸橋梁的模板結(jié)構(gòu)[1]。該技術(shù)多應(yīng)用于需跨越河流、交通量較大的公路鐵路、無法搭建支架的深谷等位置的建設(shè)工程中。該技術(shù)應(yīng)用必須建立在以下三種前提下：(1)現(xiàn)場(chǎng)有強(qiáng)度與剛度較高的結(jié)構(gòu)物；(2)掛籃結(jié)構(gòu)體系強(qiáng)度與剛度較高，可承載現(xiàn)澆箱梁節(jié)段且不變形，下?lián)隙纫部煽刂圃? cm以內(nèi)；(3)掛籃拆卸、行走便捷，可逐節(jié)段施工和前進(jìn)。

2 掛籃懸澆施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：掛籃懸澆機(jī)械化程度較高，人力成本低；通過斜拉梁提高橋梁不同部位的張力，使橋梁結(jié)構(gòu)整體受力均衡；掛籃組裝與拆卸便捷。

缺點(diǎn)：掛籃懸澆自動(dòng)化程度高，人的干預(yù)作用被削弱，使得工程質(zhì)量可控性降低，且各類隱患無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，易造成工程成本增加[2]；若掛籃組裝質(zhì)量存在問題，后期維護(hù)不到位，則會(huì)縮短橋梁使用周期。

3 實(shí)例分析連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)要點(diǎn)

擬建高速公路獨(dú)立特大橋，橋梁全長(zhǎng)為2 728.2 m，采用掛籃懸澆變截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，其中跨越主橋?yàn)槿缱兘孛骖A(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，設(shè)置于半徑為20 000 m的豎曲線和半徑為9 200 m的左偏平曲線上，最大縱坡經(jīng)測(cè)量為1.15%。該工程采用三角式掛籃，結(jié)構(gòu)如圖1。橋梁主桁架是由三個(gè)構(gòu)件組成，分別為立柱、斜拉帶及主梁；底梁由三個(gè)部分組成，分別為前橫梁、后橫梁和縱梁；后錨均由錨固梁進(jìn)行組成，施工人員使用錨固梁將后錨的上端固定在主梁上的指定位置，而下端則是通過精軋螺紋鋼，并用連接器輔助將其固定在箱梁的上部；底膜均為鋼膜，其內(nèi)側(cè)膜則由木模、方木和槽鋼加勁構(gòu)成；頂板有木模、槽鋼和木楔共同組建成桁架結(jié)構(gòu)形式，該工程施工單位使用鉤頭螺栓對(duì)內(nèi)頂模板進(jìn)行連接處理，而外模選用了型鋼架作為模架主體，由加勁肋與大塊膠合板拼裝成木工梁。

圖1 掛籃構(gòu)造圖(單位：cm)

4.1 掛籃的拼裝與試壓

在已完成澆筑和張拉作業(yè)的0#塊借助吊車進(jìn)行掛籃拼裝，后對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓，測(cè)試主桁架承載力，詳細(xì)記錄掛籃變形參數(shù)。該工程加載試驗(yàn)以最終箱梁塊段荷載為參照，加載分為三個(gè)階段，先后順序依次為箱梁底板荷載、腹板荷載和頂板荷載。該工程加載設(shè)備選用了千斤頂，每級(jí)加載后施工人員詳細(xì)記錄加載過程和相關(guān)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)為各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高變化，靜載期過程中觀測(cè)間隔時(shí)間控制在2～3 h左右。加載完成后續(xù)維持荷載3 d，發(fā)現(xiàn)變形無顯著變化方可開展卸載工作。

卸載時(shí)需統(tǒng)計(jì)各點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，整理分析，計(jì)算得出掛籃施工撓度變形量。

4.2 懸澆段施工

該工程懸澆段施工流程如圖1所示。

圖2 懸灌梁段施工工藝流程圖

(1)混凝土澆注

該工程懸澆箱梁混凝土采用平衡澆注法，掛籃混凝土對(duì)稱施工，采用2臺(tái)HBT60Z臥泵輸送入模，同時(shí)泵送，遵循“由外向里”原則，從端部開始，逐漸向根部靠近。另外，同一塊段上的橫橋必須對(duì)稱設(shè)置，規(guī)避偏載問題。

(2)預(yù)應(yīng)力施工

主橋箱梁為三向預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力束為大噸位群錨，頂、底板束采用15Φj15.24、12Φj15.24鋼絞線，兩端采用雙控張拉模式。橫向預(yù)應(yīng)力束采用4Φj15.24鋼絞線、BM15-4扁錨，交替單端張拉錨固[3]；豎向預(yù)應(yīng)力筋采用ΦL32高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋，施工單位采取了梁頂單頭張拉模式進(jìn)行作業(yè)。為保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固，豎向預(yù)應(yīng)力管道的頂端設(shè)置在橋面板上，必須按照設(shè)計(jì)要求完成張拉錨杯的安裝工作。但是因錨杯易進(jìn)漿，需將波紋管置于錨杯內(nèi)，并用棉紗進(jìn)行堵塞處理。

4.3 箱梁合攏段的施工

(1)體系轉(zhuǎn)換

邊跨合攏后參照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行拆除作業(yè)，拆除對(duì)象主要為主墩位置的臨時(shí)固結(jié)、支座鎖定，將原有超靜定雙懸臂狀態(tài)變更為靜定單懸臂狀態(tài)。鑿除臨時(shí)支承墊塊順序?yàn)橄戎虚g后兩端，前后左右必須對(duì)稱操作；墩梁臨時(shí)錨固放松需緩慢且勻速進(jìn)行，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

(2)配重

為確保合攏后梁體內(nèi)應(yīng)力均衡，也產(chǎn)生了一定的附加內(nèi)里，需對(duì)兩側(cè)懸臂段的重量進(jìn)行嚴(yán)格控制，與合攏段的混凝土重量保持一致。為保證合攏口穩(wěn)定，在澆注時(shí)進(jìn)行配重，直至彎矩平衡。對(duì)于平衡壓重的調(diào)控，施工單位是通過水箱放水實(shí)現(xiàn)的，在水箱墻面標(biāo)注刻度，兩端分別注入與設(shè)計(jì)配重相符的水，放水量與階段性混凝土澆筑量相同。

(3)臨時(shí)鎖定

該工程主橋梁部分加設(shè)勁性骨架，合攏段由4根對(duì)稱的剛接桿與梁端預(yù)埋件構(gòu)成，焊接成一體，剛秸稈采用[32a槽鋼制作而成，采用對(duì)口焊接形式。邊跨箱梁與T構(gòu)懸臂端施工過程中，需及時(shí)安排合攏段剛接桿預(yù)埋件的安裝工作，該工程使用的預(yù)埋件主要為400 mm×400 mm×20 mm鋼板、Φ28 mm螺紋鋼。在合攏前，施工單位組織專人對(duì)箱梁懸臂端進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)分別為早上5點(diǎn)與下午2點(diǎn)，持續(xù)時(shí)間為48 h。在氣溫較低、溫度變化穩(wěn)定時(shí)完成勁性骨架鎖定作業(yè)，焊接時(shí)需對(duì)預(yù)埋件四周的混凝土均勻?yàn)⑺M(jìn)行降溫。為加快施工進(jìn)度，施工單位先提前焊接勁性骨架一段，合攏時(shí)協(xié)調(diào)4臺(tái)焊機(jī)同時(shí)作業(yè)完成另一端焊接任務(wù)。

(4)合攏混凝土施工

在混凝土強(qiáng)度提高過程中，主梁合攏段會(huì)承受縱向兩側(cè)已澆筑梁端的拉應(yīng)力和擠壓作用。該工程選用微膨脹混凝土，發(fā)揮其早強(qiáng)作用，提前預(yù)應(yīng)力束張拉作業(yè)時(shí)間，有效規(guī)避了混凝土裂縫等病害。但是中跨合攏后，懸臂段會(huì)受日照影響，溫度升高，為此，施工單位在表層均勻?yàn)⑺?，并在最大懸臂? m范圍內(nèi)覆蓋防曬物，縮小梁體上下部溫差。

4.4 施工監(jiān)控

該工程施工監(jiān)測(cè)主要對(duì)象為箱梁標(biāo)高，監(jiān)控時(shí)間節(jié)點(diǎn)如下：混凝土澆筑前；混凝土澆筑后、縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉前；縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后；掛籃行走就位后。此外，箱梁懸臂澆筑時(shí)，為控制自然環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)體的影響，施工單位在早晨8點(diǎn)進(jìn)行外業(yè)測(cè)量，詳細(xì)記錄空氣溫度與箱內(nèi)溫度。

經(jīng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)箱體各項(xiàng)指標(biāo)正常，施工質(zhì)量、變形等均符合設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語

綜上所述，連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)具有通用性特征，但是因工程設(shè)計(jì)、環(huán)境差異，需根據(jù)工程實(shí)際情況編制施工方案，確定掛籃體系技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，掛籃懸澆為高空作業(yè)，工作平臺(tái)面積有限，需靈活變通，及時(shí)調(diào)整施工方案。此外，掛籃懸澆逐節(jié)完成，但因混凝土齡期不同，合攏時(shí)需進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，并做好養(yǎng)護(hù)工作，避免變形、裂縫等問題。