淺談掛籃懸澆施工工藝及質量控制

黃振東，黃 裕

（開封市市政工程設計研究有限公司,河南 開封475000）

淺談掛籃懸澆施工工藝及質量控制

黃振東，黃 裕

（開封市市政工程設計研究有限公司,河南 開封475000）

通過對咸陽市渭河橫橋掛籃懸澆的施工實例,介紹了掛籃懸澆的施工工藝及其注意要點,指出在施工中的注意環節,以保證工程質量及其進度。

掛籃施工；質量控制；施工技術

1 工程概況

咸陽市渭河橫橋工程位于西安北郊未央區草灘生態產業園與咸陽市渭城區窯店鎮交界處。該項目跨越渭河,連接西安、咸陽兩市。項目起點位于西安市草灘生態產業園區尚稷路與規劃草灘八路十字交叉口,沿規劃草灘八路向北跨越渭河及河堤路,與正在建設的蘭池路形成立體交叉,再向北下穿咸高鐵路,終點位于咸陽市窯店鎮咸高路。

全橋長2 107.558 m,共計12聯。主橋為第八聯（36#～43#墩）,上部結構采用主跨85 m變截面連續。主橋為50 m+5×85 m+50 m七跨預應力混凝土連續梁,橋寬28.0 m,由上,下行分離的兩個單箱單室箱型截面組成。斜腹板,底板橫橋向變寬。箱梁根部梁高5.0 m,高跨比為1/17.0；跨中梁高2.6 m,高跨比為1/32.692。箱梁頂板寬度13.99 m,底板寬度5.916～7.041 m,翼緣板長度3 m。在靠近路線中心線側設置34 cm的橋面板后澆段,以預留張拉橫向預應力鋼束的空間,從而便于施工。主梁梁段劃分:箱梁采用傳統的懸臂節段澆筑方法施工,其節段劃分根據施工設備的負荷能力和安裝掛籃所需的長度來綜合確定,邊跨主梁從0＃塊至邊跨合龍段梁段劃分依次為:2×3 m+4× 3.5 m+5×4 m+2 m（邊跨合龍段）,邊跨共計15個梁段,其中0＃塊至11＃梁段為懸澆施工,12＃梁段為邊跨合龍段；中跨主梁從0＃塊至中跨合龍段梁段劃分依次為:2×3 m+4×3.5 m+5×4 m+2 m（中跨合龍段）,中跨共計12個梁段,其中0＃塊至11’＃梁段為懸澆施工,12’＃梁段為中跨合龍段。

墩頂0#塊、1#塊分別長3 m,采用C55混凝土實體現澆。0#塊端部設置1.5 m厚的橫隔板。0#塊兩側邊緣到距橋墩中心線3 m處設置1.5 m長的變化段,該范圍內箱梁頂、底板厚度分別過渡到0.30 m和0.7 m,腹板厚度過渡到0.75 m。0#塊體積C55混凝土110.040 m3,重量286.104t；1#塊體積C55混凝土50.959 m3,重量132.493 t。掛籃自重按60 t考慮。

梁體采用縱、橫、豎三向預應力體系,預應力鋼絞線技術指標符合GB/T 5224-2014的規定,單根鋼絞線直徑15.2 mm,公稱面積A=140 mm2,標準強度fpk=1 860 MPa,彈性模量Es=1.95×105 MPa。豎向預應力采用Φ32精軋螺紋粗鋼筋,標準強度fpk為785 MPa。

0#塊、1#塊施工完成后,開始在0#塊、1#塊上根據掛籃圖紙拼裝掛籃。由于0#塊、1#塊的長度為9 m,小于兩支掛籃桁架的總長（10 m、12 m）,將布設異位掛籃,注意0#塊、1#塊施工上的預留孔洞的埋設。

2 掛籃懸澆施工方案

2.1 掛籃主要組成部分

掛籃主要由主桁系統、底模平臺、吊掛系統、內外導梁系統、走行系統、平衡及錨固系統組成。

2.2 掛籃各部分重量

菱形桁架:6.95 t（2片）；

連接系:1.69 t；

前滑板、后鉤板、墊梁:1.47 t；

下滑道:2.8 t；

前上橫梁:2.7 t；

后錨固系統:1.5 t；

底模、底模平臺及吊掛系統:21.7 t；

外模及外模支架:9.3 t；

走行滑梁及吊掛系統:8.3 t。

合計:56.4 t,該掛籃最大自重限制為60 t,適應混凝土梁塊最大重量129.9 t。

2.3 掛籃設計計算成果

2.3.1 基本假定

（1）混凝土澆注狀態:整個箱梁節段混凝土重量、內外模支架、模板及底模平臺重量分別由前一節段已施工完的箱梁頂底板和掛籃主桁的前上橫梁承擔。

（2）掛籃走行狀態:底模平臺自重及走行系統自重通過四根走行滑梁分別傳至前一節段已施工完的箱梁頂、底板和掛籃主桁的前上橫梁。

（3）掛籃主桁片按平面剛架計算。

2.3.2 計算結果

（1）灌注混凝土時傾覆系數:K＞2.0；（2）空載走行時:K＞2.0。

2.4 掛籃試壓

掛籃試壓采用模擬狀態法進行,即用等效荷載模擬箱梁澆筑工況條件來確定最大荷載時主桁強度、穩定性和變形值,以便消除非彈性變形和設置準確的預抬值。等效荷載可根據現場實際情況采用鋼結構（鋼筋、型鋼等）或砂袋及水替代。變位可利用現有全站儀等儀器設備直接進行觀測。掛籃壓重完成后對所得數據進行分析,確定合理的底模板標高。

2.5 掛籃懸澆總的施工順序

先在 A0#塊上拼裝掛籃→對稱澆筑 A01 (A01’)#塊～A11(A11’)#塊→然后利用合龍口兩側掛籃內外模及其支架,進行合龍段的澆筑→拆除掛籃。

在主梁懸澆中,各節段施工步驟相似,其工序循環基本相同,其步驟為:

上節段混凝土養生→梁體混凝土強度達90%以上及齡期不少于7 d后,張拉頂板縱向預應力束,其它縱向預應力束,然后張拉橫向預應力束,預應力孔道壓漿→脫內模→走道接長段緊固→側模支架落于外滑梁上,脫底模,底模平臺臨時吊掛于側模支架或直接吊掛在外滑梁上→解除掛籃底模后吊帶和后錨固,掛籃主桁、內外滑梁帶著側模、底模一次同步走行到位→安裝后錨固→張拉豎向預應力筋、壓漿→安裝掛籃底模平臺后吊掛,底模平臺就位→外模支架安裝→底板、腹板鋼筋、預應力筋（孔道）及預埋件安裝→掛籃內模及支架倒運、安裝→頂板鋼筋、預應力筋（孔道）及預埋件安裝→檢查掛籃結構,后吊帶預緊、前吊掛預抬并測量定位→混凝土澆筑→重復下節段施工。

主梁懸澆應對稱進行,嚴格控制施工荷載,箱梁自重誤差應控制在3%以內（尤其是底板應采取可靠措施保證底板厚度）,最大澆筑混凝土重量差不得大于本梁段自重的30%,以保證兩端平衡。

3 工程質量通病防治措施

3.1 模板工程

（1）鋼模板第一次使用前以鋼刷除銹,用肥皂水清洗。除銹結束后晾干并涂色拉油。每次涂油后及時用干布擦拭,使油均勻,并防止涂油過多而發生流淌。脫模劑采用同一品種,不得使用易粘在混凝土表面使其變色的油料。

（2）內模支架拼裝時應抄墊密實,盡量減少分配梁、鋼（木）支架、模板之間的縫隙,減少混凝土灌注過程中的非彈性變形。

（3）混凝土灌注前先準備好壓艙板及反壓支撐,以防腹板混凝土振搗過程中底板倒角處混凝土上翻,影響振搗質量。

（4）外翼緣模板與已澆筑混凝土搭接部分也要用外滑梁吊桿千斤頂與混凝土面頂緊。

3.2 鋼筋工程

（1）表面銹蝕可采用手工或機械方法除銹,盤條鋼筋可通過冷拉或調直過程除銹,粗鋼筋采用專用除銹機除銹,銹蝕嚴重的鋼筋除銹后考慮降級使用。

（2）利用矯直臺矯直鋼筋,局部矯正不直或產生裂紋的,不得用作受力筋。

（3）鋼筋骨架外形尺寸控制:綁扎時將多根鋼筋端部對齊,防止鋼筋綁扎偏斜或骨架扭曲。

（4）保護層控制:檢查墊塊厚度是否準確,數量是否足夠；采取措施防止鋼筋在混凝土振搗時移位。

3.3 混凝土工程

要采取有力措施,防止下列問題的出現。

（1）麻面:加強混凝土配合比監控,加強現場振搗,模板涂刷優質的模板油,可有效地避免麻面現象產生。

（2）露筋:在混凝土澆筑前,檢查鋼筋位置和保護層厚度是否準確,發現問題應及時修整；嚴禁振搗棒撞擊鋼筋以防鋼筋移位；混凝土自由傾倒高度超過2 m時,用串筒或溜槽下料,以免混凝土離析；正確掌握拆模時間,防止過早拆模導致表面混凝土脫落。

（3）蜂窩:在混凝土攪拌時,要嚴格控制配合比,依實測骨料的含水率及時進行對施工配合比的調整；插入式振搗器的移動間距不大于其作用半徑的1.5倍,避免漏振；在澆筑混凝土時,經常觀察模板、支架、堵縫等情況,發現問題及時處理。

（4）混凝土收縮裂縫:配置混凝土時,要嚴格控制水灰比和水泥用量,選擇級配良好的石子,減小空隙率。澆筑時,要搗固密實以減少收縮量；澆筑混凝土前,將施工縫和模板澆水濕透；混凝土澆筑后,對裸露表面及時用潮濕材料覆蓋,認真養護,防止強風吹襲和烈日曝曬。

（5）混凝土溫度裂縫:要合理選擇原材料和配合比,采用級配良好的石子；砂、石含泥量控制在規定范圍內；在混凝土中摻加減水劑,降低水灰比；嚴格施工分層澆筑振搗密實,以提高混凝土抗拉強度；加強混凝土的養護和保溫,控制結構內外溫差在規范允許（25℃）范圍以內,防止溫度驟變,溫差過大引起裂縫。

3.4 預應力工程

（1）預留孔道堵塞:在振搗時,不得直接振動波紋管,以防變形,甚至造成漏漿,影響穿束工作。兩根波紋管的連接,采用大一型號的波紋套管,兩端擰至接觸為止,每一端的旋進長度不宜小于2.5倍管徑,再用膠帶將外漏縫隙封閉。澆筑混凝土前,在孔道內可安裝芯棒,其內徑比孔道小(1～2 cm）,澆筑時,不間斷進行轉動。張拉喇叭口的壓漿口和出漿口用棉絮塞緊,避免混凝土堵塞。局部堵塞不嚴重的,可用特制的長桿通孔器疏通,嚴重的在堵塞處開刀剔鑿清除干凈后進行修補。

（2）在穿束前,進行孔道的清潔檢查。對較長的鋼束進行穿束時,可輔助慢速卷揚機,通過轉向滑輪進行穿束。

（3）錨圈口要密貼喇叭口,夾片安裝應平整,每束的兩片夾片應跟進同步一致。確保喇叭口和管道連接順暢并垂直于孔道中心線。

（4）在張拉時,保證兩端同時同步進行,均勻加載。發現有千斤頂漏油、表指針不回零、連續斷絲等異常情況,應中止張拉,查找原因。確保問題解決,方可進行張拉作業。

（5）當出現嚴重斷絲、滑絲等情況,要放張換束時,可采用氧割進行放張作業。放張時務必注意安全。

4 結 語

掛籃施工具有操作方便,施工快速,成本低等特點,已在橋梁上部結構施工中廣泛使用。作為橋梁施工中一道關鍵工序,為了防止施工中問題的出現,其施工控制尤為重要。這就需要人們在前期掛籃比選,掛籃拼裝,中期掛籃懸澆、走形,后期掛籃拆卸每個環節中嚴格把控,以確保工程的順利完成。

青海循隆高速有望年內建成通車

經過3年的艱苦施工,青海省施工難度最大、地形條件最復雜、科技含量最高的循化至隆務峽高速公路目前已進入最后的沖刺階段,有望在年內建成通車。

循隆公路全長40.4 km,是青海省高速公路網規劃“三縱、四橫、十聯線”中的第三橫——臨夏至共和公路的重要組成部分,也是青海省重要的出省通道之一。線路東起海東市循化縣,西止黃南藏族自治州尖扎縣境內的隆務峽,全線共設有9座隧道8座橋梁,橋隧比高達54.3%。其中,地處黃河公伯峽庫區的15 km路段就有7座隧道,橋隧比更是高達98.3%,這在我國公路建設領域十分罕見。此外,由于該路段處于峽谷地帶,地勢陡峭、巖層破碎、地震斷層多,為典型的高原、高寒、電站庫區、山區、峽谷高速公路,因而施工難度極大。

目前,隨著全線單洞總長約27 500 m的9座隧道全部打通和蘇龍珠鋼管拱特大橋左幅貫通,循隆高速已實現半幅貫通,剩余工程正在加快推進。今年年底建成后,這條連接甘青兩省的大通道,將有力促進沿黃經濟帶發展和新絲綢之路經濟帶建設。

U445.466

B

1009-7716（2017）07-0143-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.042

2017-03-29

黃振東（1985-）,男,陜西安康人,助理工程師,從事道路橋梁工程設計研究工作。