淺談壽溪特大橋懸澆箱梁施工

■　戴煌鵬（南安市交通基本建設工程質量監督檢測站，南安　350583）

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淺談壽溪特大橋懸澆箱梁施工

■戴煌鵬
（南安市交通基本建設工程質量監督檢測站，南安350583）

摘要本文以泉州市環城高速公路壽溪特大橋為工程背景，簡要介紹了壽溪特大橋主橋施工的總體安排，并對壽溪特大橋主橋掛籃的設計和施工進行詳細的論述，論證了本橋施工選用菱形掛籃的重要性和優點。為同類型的橋梁施工控制提供參考與借鑒。

關鍵詞壽溪特大橋連續箱梁菱形掛籃掛籃施工

1　工程概況

壽溪特大橋第二十五聯處于直線段上，上部結構橋型為（37.96+65+37.96）m預應力砼連續箱梁，主跨上跨延平大道，交角為135°。箱梁結構形式為單箱雙室變截面連續箱梁，單幅箱梁頂寬為16.50m，底寬10.50m。控制斷面梁高：中間支點處4m，邊跨直線段及主跨跨中處2.2m，其高跨比分別為1/16.25和1/ 29.55。梁高變化段梁底曲線采用圓曲線。箱梁橫截面為單箱雙室直腹板，箱梁頂板寬度為16.5m，底寬為10.5m，箱梁兩側翼板懸臂長度為3.0m。箱梁底板水平，通過兩腹板的高差，實現頂板單向橫坡。采用掛籃懸臂澆筑施工，其中0#塊長度為12m，1～5#塊長3m，6～8#塊長3.5m，合攏段長2m。橋下延平大道為雙向四車道，交通流量較大，并以重型貨車為主。橋下凈空為跨中：7.6m，跨線段最小凈空為5.3m。

2　總體施工安排

根據設計要求并結合現場實際情況，壽溪特大橋第二十五聯（左右幅）采用掛籃懸臂澆筑施工。在墩柱施工完成后進行0#塊施工，由于橋墩較矮，直接采用扣件式滿堂支架一次性立模整體澆筑施工。邊跨直線段采用扣件式滿堂支架。其余節段采用采用整體式桁架掛籃一次性全截面整體澆筑施工。合攏順序為先邊跨后中跨。鋼筋由鋼筋集中加工場進行統一制作，運輸至施工現場進行安裝，砼由拌和站拌制，砼運輸車運至現場，汽車泵輸送入模，插入式振動棒進行振搗。掛籃施工材料豎直運輸采用塔吊，塔吊立于右幅110#主墩右側及左幅112#主墩左側，兩部均選用TC6024型塔式起重機，臂長選用56m。

3　掛籃施工

3.10#塊施工

為了保證結構的整體性，避免施工縫，由于橋墩較矮，按設計要求采取扣件式滿堂支架，支架上安裝模板，鋼筋、預應力鋼筋，一次性整體澆注的施工方案。

0#塊施工程序為：臨時固結→支架地基處理→支架搭設→安裝0#塊段底模板→支架預壓→安裝外模→安裝底板、腹板、隔墻鋼筋→豎向預應力安裝→內模安裝→安裝頂板鋼筋、縱向預應力管道及堵頭模→灌注砼→養護、穿束→拆模→張拉箱梁預應力筋→壓漿→模板、支架拆除。

3.2掛籃設計與掛籃施工

根據大橋懸澆梁段最大自重，以及澆注節段最大長度的特點，以懸澆最不利節段的相關參數作為依據，按剛度控制設計，根據設計要求，掛籃（含模板及各種附屬設備）重量不超過75t。掛籃主要由主桁系統、提吊系統、模板系統、走行系統及錨固系統、和附屬結構（操作平臺、爬梯等）等五部分組成。

（1）菱形主桁架：菱形主桁架是掛籃的主要承重結構，由三片菱形桁架組成三道主桁架。桁架間距和腹板豎向預應力鋼筋位置相對應。每片主桁架由上平桿、下平桿、立柱、前斜桿、后拉桿組成，各桿件均采用雙拼［32a鋼拼。各桿件間采用普通螺栓鋼箱體聯結成菱形桁架。所用材料均為A3型鋼。三道桁架通過前上橫梁、平聯桁架、后錨平聯及［20a鋼剪刀撐連接成整體，以加強整體穩定性與受力均衡性。掛籃橫縱斷面詳見圖1～圖3。

圖1　掛籃縱斷面圖

圖2　掛籃橫斷面（1）

（2）提吊系統

用鋼吊桿來聯接掛籃主桁架、底模平臺及內外模板。吊帶采用Ф32精扎螺紋鋼筋。后下橫梁及內、外滑梁的后端采用端Ф32精扎螺紋鋼筋將錨固于梁體砼上、前端在主桁架上的前上橫梁錨固固定，并用2個螺旋千斤頂通過吊桿調整梁調節底模的標高。

圖3　掛籃橫斷面（2）

（3）模板系統

模板系統：箱梁外側模、底模均采用整體鋼模板。整個外側模支撐在外滑梁及外滑梁上，外滑梁前端懸吊在主桁架前上橫梁上，掛籃前移時，外滑梁與外模一起沿后吊架滑行。內模由內模架、模板、橫、豎帶及調整絲杠等組成。每室中內模架吊在兩根內滑梁上，內模后吊點處設置有滾動裝置，掛籃前移時，內模板與內滑梁一起沿后吊架一起移動。外側模板與底模夾緊，以防漏漿。腹板內外模之間采用拉桿連接，保證砼澆注過程中不發生跑模現象。

（4）行走及錨固系統

①行走系統：在主構梁的三片桁架下的箱梁頂面鋪設軌道墊梁，墊梁上鋪設兩根I30a軌道，兩組反扣輪，軌道上再鋪設壓梁、壓梁上用豎向精軋螺紋鋼與梁體豎向預應力筋連接進行錨固（無豎向預應力筋節段需預留孔，間距為60cm，用精軋螺紋鋼進行錨固），主桁架立于壓梁上。每根壓梁和墊梁均采用雙拼［14鋼，壓梁位置與梁體豎向筋相對應。整體主桁架前端支座采用劃船形式，與主桁架螺栓連接。掛籃前移時將掛籃頂起，利用液壓千斤頂頂推前進。為保證外模與內模行走，內模縱梁均采用滑梁，外模兩側各設一根滑梁作為縱梁。滑梁構造：由縱梁掛于滾動吊架上，滾動吊架在掛籃行走時由提吊系統提注不動，縱梁在滾動吊架上滑行前進。掛籃前行移動前，需進行吊桿轉換：內模、外模后端由承重吊桿轉換到滾動吊架上，底模轉換到外導梁上（外模縱梁），然后解除所有掛籃模板系統后端與梁體的錨固。為防止掛籃行走時后錨反扣輪出現意外導致掛籃整體向前傾覆，在后錨位置設置行走反壓梁的保險裝置。保險裝置利用上下反壓梁和精軋螺紋鋼錨固在行走軌道上，反壓保險梁采用雙拼［20a鋼。

②錨固系統：掛籃的錨固系統指掛籃在懸臂澆注作業時，掛籃的后端利用精軋螺紋鋼和后錨壓梁把主桁架后節點錨于固梁體上，錨固時應使后支座反扣輪脫離軌道，使后錨力全由精軋螺紋鋼承擔。每片主桁架后端錨固箱體上各采用雙拼工25a的錨固壓梁通過精軋螺紋鋼錨固于梁體上，即每片主桁架共設4根錨固鋼筋。

（5）附屬結構

掛籃附屬結構主要為掛籃施工時提供操作平臺及安全防護，主要有：操作平臺、爬梯等。操作平臺有：前上梁平臺、后下梁平臺、底籃側面平臺、張拉操作平臺。操作平臺采用型鋼結構、面板鋪設鋼格板，兩側采用欄桿立柱與欄桿扶手形成護欄對施工人員形成保護。操作平臺（除張拉操作平臺）與相應橫梁采用螺栓連接，固定于掛籃之上。張拉操作平臺用4個倒鏈懸吊在主桁架上，通過倒鏈可升降，以適應梁段高度變化及張拉需要。爬梯有：主桁架爬梯及主桁架通道平臺，均采用鋼結構固定于掛籃相應位置上。

（6）掛籃試壓

本橋掛籃本身的變形是作為結構懸澆施工撓度控制中必須考慮的一個重要因素。因此，掛籃預壓就是撓度控制的一個必須步驟。掛籃在梁頂拼裝完成后進行試運行操作及預壓測試。掛籃各部位液壓系統的試運行在梁段內進行，確保運行正常后，前移就位錨固好，調整到施工l#塊梁段狀態，以進行掛籃預壓測試。掛籃預壓的目的：檢測掛籃的剛度、驗證掛籃的可靠性；消除其非彈性變形；測出掛籃在不同荷載下的實際變形量，畫出荷載-彈性變形曲線，以便在撓度控制中修正立模標高。

觀測點布置在前上橫梁各5個點，前下橫梁各5個點并觀測主桁前端的撓度及吊桿的受力。加載過程中記錄好各級荷載作用下掛籃的變形量并繪制出變形曲線。通過計算出掛籃的彈性變形，來獲得掛籃施工各塊段時立模標高修正控制數據，以控制好箱梁懸澆的撓度。

預壓段箱梁外模板應全部安裝完畢進行預壓。預壓采用沙袋，預壓重量不低于梁體自重的120％。沙袋預壓分層進行。分層預壓重量為50％→70％→100％→120％梁體自重；每層預壓完成后應進行觀測，并收集沉降數據，并以此值為參考，作為設置底籃標高的依據。

（7）懸臂澆注施工

0#塊施工完成拆除支架后，進行掛籃安裝，掛籃安裝可根據起吊運輸能力將掛籃桿件在加工場拼裝成若干組件，再將掛籃組件吊至0#塊梁段上進行組裝，組裝完成后進行掛籃預壓；掛籃預壓、卸載完成后，調整掛籃模板標高，進行鋼筋、預應力管道的加工及安裝、混凝土澆注、預應力張拉及壓漿等施工。

懸臂段各節塊砼澆筑按底板、腹板、頂板、翼緣板的順序，由掛籃前端向后端方向澆筑，使掛籃前期擾度大，后期擾度小，避免節段間出現裂縫。澆注時水平分層，斜向分段，整體一次澆筑。懸臂段砼澆注施工時應隨時保證懸臂平衡。每個節段的施工周期不小于10天，砼受力齡期不少于7天，相鄰兩節段砼齡期在任何情況下不得大于20天。

梁段懸臂澆筑的施工程序：掛籃安裝或掛籃前移就位→安裝底、外、端模板→綁扎底板、腹板鋼筋，安裝底板預應力束成孔管道、預埋件及預留孔道→安裝腹板成孔管道，豎向預應力筋，安裝內模→安裝頂板鋼筋、預應力管道→調整掛籃標高→一次澆注梁段砼→檢查并清通預應力筋孔道→砼養生、拆模及接縫處理→穿設鋼束→張拉預應力筋→孔道壓漿→下一節塊施工。

（8）邊跨直線段施工

邊跨直線段施工時根據現場情況在過渡墩附近或承臺上搭設碗扣式滿堂支架。支架安裝完成之后，按120％施工總重量進行靜載壓重試驗，以消除結構殘余變形，立模調整標高，綁扎鋼筋，安裝預應力管道及預埋件，灌注砼。支架搭設及預壓方案同0#塊一致。

（9）合攏段施工

本箱梁共有三個合攏段，施工時，按設計要求先邊跨合攏，邊跨合攏后解除臨時固結，進行體系轉換后，再中跨合攏。合攏段利用掛籃底模及吊架施工。在澆筑邊、中跨合攏段前，須先壓重并安裝剛性連接，張拉臨時鎖定合攏束，然后立模、綁扎鋼筋、安裝預應力管道。

合攏段合攏溫度控制20±2°C，合攏段混凝土灌注前，在合攏段兩側塊段上設置壓重水箱（每端壓重為合攏段自重的一半），安裝剛性支撐，鋼支撐鎖定前應實測懸臂端位置，懸臂端實測與理論標高差，兩懸臂端相對高差及懸臂端梁體軸線橫向偏差應滿足規范要求（高差與軸線偏差值均應小于1cm）。張拉剛性支撐處的合攏束，作為合攏前的臨時束。邊澆筑砼邊排除與灌注砼同重量的水，以等量代換保證懸臂端荷載一致，確保砼質量及線型。砼灌注完成后，做好收漿和養護工作。待合攏段砼強度達到張拉強度后，嚴格按設計規定的張拉順序和要求，按張拉工藝進行張拉和壓漿工作。

4　結束語

本橋懸臂施工采用菱形掛籃具有自重輕，組拼方便，適用性強，周轉使用，剛度大，變形小，便于線型控制等優點。本橋使用的菱形掛籃確保了橋梁施工的線形和結構安全，施工過程中采用了施工監控措施，對橋梁的擾度和應力進行動態監測，通過監測數據反饋，及時糾正施工誤差，取得良好的施工質量和經濟效益。