165 m懸鏈線箱形拱橋主拱圈懸臂澆筑施工技術(shù)

常　星

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽　551000)

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165 m懸鏈線箱形拱橋主拱圈懸臂澆筑施工技術(shù)

常星

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽551000)

摘要：以木蓬特大橋為例，介紹了大跨度箱形拱橋懸臂澆筑施工工藝，特別是倒掛式三角斜爬掛籃的設(shè)計及使用。

關(guān)鍵詞：拱橋；主拱圈；懸臂澆筑；倒掛式三角斜爬掛籃

1工程概況

木蓬特大橋是思南至劍河高速公路中的一座科研型特大橋梁，全長364.6 m。橋跨布置為：2×30 m+165 m+4×30 m，其中主橋為165 m鋼筋混凝土箱型截面拱橋，主拱圈采用掛籃懸臂澆筑施工，是貴州省首座采用該施工工藝的拱橋。主拱圈采用左右幅分離式的結(jié)構(gòu)，每幅拱箱為單箱雙室結(jié)構(gòu)，高2.8 m，寬7.5 m。每幅拱箱分27個節(jié)段施工，懸澆節(jié)段最大長度7.14 m，最大重量約145.6 t。

2主拱圈施工總體部署

拱圈除拱腳起步段因掛籃安裝需要采用搭架現(xiàn)澆施工外，其余節(jié)段皆采用掛籃懸臂澆筑成型，合攏段在勁性骨架安裝完成后采用吊架法施工。其中1#～5#段扣掛錨固于交界墩蓋梁上，并通過錨固于兩岸引橋橋墩承臺上的后錨索來平衡交界墩蓋梁頂?shù)牟黄胶馑椒至Γ?#～13#段依次扣掛錨固于扣塔的1～4層錨箱上，并通過錨固于兩岸主錨碇上的后錨索來平衡扣塔中部的不平衡水平分力。扣塔設(shè)置于交界墩頂，高度26.9 m，另在扣塔頂設(shè)置纜索吊支架，焊接于扣塔頂端，塔頂設(shè)置2根φ52 mm的工作索，作為箱拱節(jié)段材料和機(jī)具設(shè)備運輸?shù)倪\輸工具。

3掛籃施工

3.1掛籃結(jié)構(gòu)

懸澆掛籃是拱圈節(jié)段懸澆施工的主要承重構(gòu)件。本橋采用的懸澆掛籃基于拱圈寬度較寬、拱圈傾斜及每節(jié)段的角度均在變化等特點，采用下承上行式斜爬掛籃，從拱腳對稱的向拱頂澆筑。該掛籃的特點在于將承重桁架系統(tǒng)與底籃支承系統(tǒng)結(jié)合，主桁三角形桁架倒置于箱梁的底部，在主桁的上弦擱置型鋼作分配梁，在分配梁上放置底模；懸臂澆筑時，將主桁及模板系統(tǒng)用拉桿提起緊貼箱梁的底部，在后支點上設(shè)置千斤頂調(diào)整底模前端標(biāo)高，并于中橫梁的后部設(shè)置抗剪臂，抵抗箱梁澆筑時產(chǎn)生的下滑力，此時掛鉤脫空，不參與受力；行走時，松開拉桿、抗剪臂及后支點的千斤頂，將整個掛籃通過掛鉤懸掛在箱梁的頂面，后支點受力轉(zhuǎn)換為反力輪，通過頂推掛鉤使掛籃前移。木蓬特大橋掛籃是一種較為先進(jìn)的新型臨時施工結(jié)構(gòu)，因拱圈懸澆應(yīng)運產(chǎn)生，該掛籃主桁結(jié)構(gòu)為倒三角結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)尚屬首次應(yīng)用。

3.2工作原理

掛籃起步段澆注混凝土?xí)r，將掛籃安裝在1#節(jié)段用現(xiàn)澆支架澆注的拱箱上，將抗剪臂頂起，插入已澆拱箱底部的預(yù)埋抗剪盒內(nèi)，然后插上銷子。將千斤頂安裝在后縱梁上，作為支座把掛籃后端支撐在拱箱的底板上。錨緊40Cr拉桿，使掛籃不下滑。再安裝模板系統(tǒng)，調(diào)整標(biāo)高，然后澆注混凝土。

3.3掛籃拼裝

(1)拆除1號節(jié)段現(xiàn)澆支架，并張拉1號扣索；(2)在1號節(jié)段的對應(yīng)的地面上安裝底籃的主骨架和部分橫梁；(3)在拱背上設(shè)千斤頂提升底籃骨架至1號段底面；(4)上拉桿將主桁骨架貼至底板上，并安裝抗剪臂；(5)鋪設(shè)軌道，安裝掛籃掛鉤；(6)安裝滑船、頂推裝置、行走滾輪等；(7)安裝底籃剩余部分橫梁和模板；(8)安裝工作平臺及工作通道；(9)安裝內(nèi)外模；(10)調(diào)整模板至設(shè)計標(biāo)高。

3.4掛籃加載

掛籃正式工作前，應(yīng)進(jìn)行預(yù)拼。預(yù)載方案為：在1號節(jié)段拼裝好掛籃，待掛籃拼裝好后在拱座前直接用塔吊提升沙袋至底模上進(jìn)行堆載，以檢驗加工件的尺寸精度是否符合設(shè)計要求。預(yù)拼完成后，應(yīng)對掛籃主承重系統(tǒng)按設(shè)計荷載的0.6倍、1.0倍和1.2倍分別進(jìn)行靜力加載試驗，測試各部桿件應(yīng)變～應(yīng)力，觀測掛鉤支承點、40Cr拉桿受力、后支座的局部受力情況及連接螺栓等，并測試三角桁架前支點及前橫梁等的撓度(三角桁架前支點設(shè)計撓度控制在2 cm以內(nèi))；應(yīng)力通過靜態(tài)電阻應(yīng)變儀觀測，撓度用高精度水平儀或百分表觀測，并與理論值進(jìn)行比較，為施工設(shè)置立模預(yù)抬高值提供參考。

3.5掛籃前移

掛籃的行走機(jī)構(gòu)包括軌道、滑船、頂推盒、千斤頂以及主桁結(jié)構(gòu)上的行走滾輪組成。

行走前首先安裝軌道，放松拉桿及千斤頂，使反力輪接觸到箱梁底，同時達(dá)到脫模的目的。取走抗剪臂，在止推軌道后端用千斤頂頂推鋼盒，鋼盒將力傳遞給滑船，使掛籃順著軌道前移。千斤頂回油時，在鋼盒與滑船之間疊適當(dāng)厚度鋼板，然后插上銷子以防掛籃后退。隨著千斤頂?shù)牟粩囗斖啤⒉粩喔鼡Q銷軸和接長軌道，掛籃不斷向前移動，由于掛籃的重心靠前，掛籃尾部的滾輪隨著掛籃的移動在梁底不斷滾動，如此這般交替前移，掛籃整體移動至下一節(jié)段。

3.6掛籃的止推

(1)在掛籃移動過程中，掛籃的止推是通過頂推盒、千斤頂傳遞給軌道的剪力鍵，由剪力鍵來抵抗掛籃的向下推力；(2)在掛籃的澆筑過程中，在箱底板上預(yù)留槽口，通過安裝在掛籃主桁上的抗剪臂來抵抗。

3.7掛籃的拆除

(1)拆除內(nèi)外模及底模；(2)拆除工作平臺及通道、掛籃部分橫梁，使掛籃掛鉤前后部分基本保持平衡；(3)用纜索吊提升掛籃掛鉤，將掛籃下放到一定高度后，向拱座方向移動，并放置在拱圈1號節(jié)段下地面，然后用吊車進(jìn)行分解拆除。

4合攏段施工

(1)完成兩岸各掛籃現(xiàn)澆節(jié)段施工。(2)拆除掛籃，同時進(jìn)行至少24 h的溫度～變形觀測，選擇溫度穩(wěn)定的合攏時段。(3)根據(jù)需要進(jìn)行溫度修正。(4)安裝合攏段施工吊架及模板、綁扎鋼筋，選擇在設(shè)計溫度范圍內(nèi)且溫度穩(wěn)定的時段焊接鎖定勁性骨架，在設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)時段(22時至次日7時)澆筑合攏段混凝土，并在標(biāo)準(zhǔn)時段內(nèi)混凝土達(dá)到初凝，確保無強(qiáng)度或低強(qiáng)度的混凝土在升溫時段不會開裂。(5)待合攏段混凝土達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度并該部分混凝土齡期大于96 h后，按設(shè)計分級逐漸松扣，將扣索力轉(zhuǎn)換成拱圈內(nèi)力，完成拱圈施工作業(yè)。

5松扣與卸扣

(1)拱圈合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度并該部分混凝土齡期大于96 h后，開始逐漸松扣，將扣索拉力轉(zhuǎn)換為拱圈的內(nèi)力。(2)采用對稱松扣，其具體松扣程序按監(jiān)控單位指令執(zhí)行。(3)松扣過程中須保持扣塔扣索、錨索兩側(cè)水平力的平衡。要求按扣索、錨索張拉的逆程序松扣。(4)松扣后應(yīng)對拱圈進(jìn)行全面測試，特別是拱軸撓度軸線偏移測量，根據(jù)測量結(jié)果研究決定拱上結(jié)構(gòu)的加載程序。

6結(jié)論

懸鏈線箱形拱橋主拱圈懸臂澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用，特別是倒掛式三角斜爬掛籃的設(shè)計與使用，對超大跨度混凝土箱形拱橋在喀斯特地形比較明顯的山區(qū)的推廣，具有一定的促進(jìn)作用，也為箱形拱橋的建設(shè)增加了新的施工技術(shù)。

收稿日期：2016-02-03

作者簡介：常星(1983-)，男，湖南岳陽人，工程師，研究方向：道路、橋梁施工。

中圖分類號：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)05-0113-02