淺談橋梁懸臂施工工藝

曹 霖，毛煥雄，毛榮標

(湖南省吉茶高速公路建設開發有限公司，湖南吉首 416000)

1 工程簡介

峒河特大橋位于湖南省吉首市曙光村境內，橫跨峒河河道，該地段沿線為低山地貌，地形起伏大，沿線沖溝發育，切深大，邊坡陡峭，線路多沿陡坡展布，主要以高架橋的形式跨越沖溝。

峒河特大橋主橋下部結構采用空心薄壁式墩配樁基礎，薄壁墩墩高80 m，上部結構為50 m+3×90 m+50 m預應力混凝土變截面連續剛構箱梁;主跨箱梁單“T”共分 11段懸臂澆筑，0#梁段長1 100 cm，其余1～11號梁段分段為6 ×300 cm+2×350 cm+3×450 cm，邊跨和中跨合龍段長均為200 cm;主跨T及邊跨T按21～24號墩共4個“T”對稱懸臂施工。

主跨箱梁根部梁高為560 cm，高跨比為1/16.07，跨中梁高為250 cm;箱梁頂板全寬為1 200 cm，厚度 28 cm;底板寬度 650 cm，厚度為 80～28 cm漸變;腹板厚度分別為70 cm及45 cm。該箱梁結構采用三向預應力體系，縱向束采用12φs15.2 mm鋼絞線，橫向束采用3φs15.2 mm鋼絞線(○)，豎向束采用3φs15.2 mm鋼絞線(口)。

2 懸臂澆筑施工工藝

懸臂施工法也稱為分段施工法，在建造預應力混凝土梁橋時，是以橋墩為中心向兩岸對稱的、逐節懸臂接長的施工方法，每延伸一段就施加預應力使與已建成的部分聯結為整體。按照梁體的制造方式，懸臂施工法可分為懸臂拼裝和懸臂澆筑兩類，本文結合本工程實際情況，簡要介紹一下懸臂澆筑施工工藝。

懸臂澆筑施工系利用懸吊式活動腳手架(簡稱掛籃)在墩柱兩側對稱平衡地澆筑梁段混凝土，每澆筑完一段，待混凝土達到設計強度后張拉縱向預應力鋼絞線，然后向前移動掛籃，進行下一段施工。峒河特大橋主橋上部箱梁懸臂澆筑共分為四個部分，即第一部分0#塊施工;第二部分為2～11塊梁段懸臂澆筑部分;第三部分為邊跨現澆段施工;第四部分為合龍段施工，包含邊跨、次中跨和中跨合龍段施工。

2.1 主橋0#塊施工

結合該橋型結構特點及實際施工條件，主橋上部箱梁0#段施工采用托架現澆法施工。考慮上部掛籃拼裝空間，結合設計圖紙及實際施工條件(0#段僅為預應力通過束，沒有張拉錨固束)，0#塊施工時，每側多澆筑1 m，合計澆筑長度為13 m，待1#段施工時，只澆筑2 m，后續階段施工長度以設計圖紙為準。

根據箱梁結構特點以及設計要求，并結合在其它同類型橋施工中所取得經驗，峒河大橋主橋0#段施工擬定采用三角托架現澆施工(如圖1和圖2所示)，三角托架在加工場地加工成型，運輸至現場拼裝成型。拼裝方式采用墩身預留拼裝槽口(鋼盒預埋)，薄壁墩兩側對稱托架采用精軋螺紋對拉固定成型提供施工平臺。其優點在于:三角托架的各部件受力明確，易于精確地進行受力分析計算;另外托架各部件在加工場地加工成型易于控制其幾何尺寸及質量，現場拼裝成型，減小高空作業施工難度。且三角托架可完整拆除，可周轉其他類似橋型使用，節約工程成本。

2.2 主橋1－11#懸臂節段施工

根據箱梁結構特點以及設計要求，峒河大橋主橋擬定采用三角掛籃進行箱梁懸臂澆筑施工，掛籃總重為42 t。見圖3。

圖3 主橋三角掛籃(單位:mm)

掛籃在0#塊豎向束張拉結束后就可以組裝，在掛籃正式使用前要進行預壓，檢驗實際的承載力和安全可靠性，并獲得彈性變形的數據和消除掛籃的非彈性變形，為施工控制提供依據。1#塊是懸臂澆筑部分的第一階段，精確地控制掛籃的標高和平面位置，對全橋的控制提供保障。掛籃的標高要考慮以下因素:橋面設計標高、掛籃在不同荷載下的變形值、混凝土變形、包括溫度應力變形和后期徐變變形。懸臂澆筑部分的混凝土一次性澆筑成型，避免梁體中部產生豎向裂縫。

2.3 現澆段、合龍段施工

合龍段施工是體系轉換的過程，通過合龍段的施工，使橋梁完成體系的轉換。根據設計圖紙要求，首先進行中跨合龍，隨后進行次中跨合龍，最后一次澆筑邊跨合龍段和現澆段。為確保合龍段成橋線形，合攏段采用等量沙袋堆積法配重施工。次中跨、中跨合龍采用吊架施工，待懸臂節段施工完成后，混凝土強度達到設計強度即可進行次中跨、中跨合龍段的施工。主橋邊跨現澆段、合龍段采用掛籃行走至過渡墩蓋梁，后吊點通過已澆筑懸臂節段混凝土懸吊，后支點通過蓋梁支點以提供施工平臺。

在現澆段、合龍段施工過程中，應嚴格控制合龍程序，否則會與設計的合龍后產生很大的誤差，其結構恒載內力也會發生變化，體系轉換時由徐變引起的內力重分布也不相同，故采用不同的合龍程序在結構中產生不同的最終恒載內力，對整個結構的竣工后使用產生很大的影響。邊跨現澆段、合龍段縱、橫斷面示意如圖4所示。

圖4 邊跨現澆段、合龍段示意(單位:mm)

3 施工控制

3.1 撓度控制

施工過程中的撓度計算不僅與力學計算模式的選取有關，而且更重要的是與許多撓度影響的因素有關，這些主要因素包括:施工階段的一期恒載，即梁體自重和預加應力;施工臨時荷載:懸澆的掛籃和模板機具設備重;人群荷載、大自然的溫度變化、濕度變化、風荷載;橋墩變位、基礎沉降、施工誤差等。這些影響因素中，還有許多模糊不定及隨機變化的因素的情況，因此，撓度監測十分重要。為了更加精確地控制梁體的撓度變形，每進行一塊至少要分6個階段進行觀測，即混凝土澆筑前后、張拉前后、掛籃移動前后，觀測已經澆筑的所有梁段，有條件可以每天觀測，詳細掌握撓度變化，為下一個塊體施工提供依據。

3.2 平面位置的控制

在箱梁澆筑前要布設測量監控控制網，控制網的布設，應遵照變形觀測能反映結構的實際變形為原則。為確保基準點穩定性，在每墩頂0#塊的中心位置安裝1個工作基點，工作基點要與附近的導線點形成控制網，并且要定期進行復核，以保證工作基點的誤差在合格范圍內。

4 懸臂施工的優缺點

懸臂施工的方法從應用到現在，只不過短短的40多a，之所以能夠被廣泛地應用，正是因為它具有許多獨特的優點。

1)懸臂施工比較適用于大跨徑橋梁中，對于跨越河道、溝谷更加適用，而且受地形影響小。

2)懸臂澆筑可以減少吊裝等程序，一次成型，簡化了橋梁施工程序。

3)懸臂澆筑機械化程度高，減少勞動力投入量。

4)可以適用于多種橋梁類型，如梁式橋、剛架橋、拱橋、斜拉橋等。

5)由于實現機械化和循環重復作業，可改進工藝并提高工程質量，容易實現連接及中跨合龍。

6)淘汰了滿堂支架的施工方法，給橋下以較寬敞的凈空。

7)0#段施工所有三角托架的各部件受力明確，易于精確地進行受力分析計算;另外托架各部件在加工場地加工成型易于控制其幾何尺寸及質量，現場拼裝成型，減小高空作業施工難度。且三角托架可完整拆除，可周轉其他類似橋型使用，節約工程成本。

8)該橋合龍順序(先中再次中最后邊跨)及邊跨現澆段澆筑方式(掛藍提供施工平臺)結合該橋結構形式特點及現場高墩實際情況，即節約工程成本，且減少施工難度，加快施工進度。

雖然，懸臂施工方法具有許多優點，它同樣存在一些缺點:懸臂澆筑必須等所有墩臺施工完才能進行，而且在混凝土澆筑后要等強度達到設計強度才能進行下一道工序，這樣會延長施工時間;施工監控比較復雜，施工誤差再所難免，橋面沒有混凝土調平層，塊體接觸處很容易產生不平整的現象。

5 結束語

由于連續梁橋懸臂澆注施工法在操作方便、縮短工期等方面具有很大優勢，實際操作時，應該根據不同的橋跨、橋型，因地制宜地選擇使用，掛藍的型式、構造和使用操作也在不斷地發展和成熟。

隨著懸臂施工技術的進步和完善，施工機械化程度的提高，加上電子計算機輔助進行橋梁結構內力分析計算及施工控制，使懸臂施工法成為現代大跨徑橋梁建造的主要施工方法，這也推動了橋梁進一步向高強、輕型、大跨方向發展。

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