某連續箱梁橋懸臂掛籃澆筑施工工藝與施工監控研究

吳文輝

(中交第四公路工程國際工程分公司，北京 100123)

某連續箱梁橋懸臂掛籃澆筑施工工藝與施工監控研究

吳文輝

(中交第四公路工程國際工程分公司，北京 100123)

將某連續箱梁橋作為案例進行分析，介紹了懸臂掛籃澆筑施工工藝，將橋梁撓度監控測點處設置的鋼筋頭的絕對標高換算到對應梁段的設計箱梁頂板頂面，同時對比了該標高值與相應的設計標高值，系統的展現了案例大橋施工的目標控制曲線及施工全過程。

連續箱梁；掛籃；施工工藝；施工監控

1 工程概況

S大橋橋梁全長882 m，主要為(50+80+50)m，為PC連續箱梁，引橋長度為697.04 m。主梁施工方法為懸臂掛籃對稱現澆施工工法。墩柱為“T”型箱梁結構，主體箱梁墩頂的長度為14.0 m的0#、1#塊在支架上支模現澆；其余箱梁部分，按縱向分段長度為(43.0+63.75) m，共10對梁段，均采用對稱平衡懸臂掛籃澆筑工法對其逐段澆筑施工作業。主梁跨中、邊跨合攏段分別為2.0 m、2.0 m，邊跨滿堂支架法現澆段為6.42 m。除了墩頂的0#、1#之外，剩下的10對中，6#塊為最大最重梁段，達到109.7 t。

2 懸臂掛籃澆筑施工工藝

2.1 掛籃現場施工方案

(1)掛籃的現場拼裝

①在完成0#、1#塊的張拉工作后，需要在各根主析下設置兩道墊塊，利用鋼板找平，同時采用預埋精軋螺紋與預應力螺母錨固在已經成型的梁段；

②裝配主析架結構。確定完成工序1后，并進行檢查合格后，進行主梁結構的安裝，先對主梁施加后錨裝置，完成析架主梁的平聯結構以及后橫梁的作業；伺候進行三角掛籃的立柱、平聯與斜拉帶構件安裝工作。在步驟2中，最后工作是對主析架反壓梁以及掛籃結構的裝配工作。在進行安裝時，為了確保三角掛籃的整體性、穩定性，需要在安裝完成后，將主梁的平聯同掛籃結構的立柱焊接起來增強整體性；

③拼裝底模及側模系統。在安裝底模前后下橫梁及小縱梁，需要在縱梁上鋪設底模鋼模，在完成加固之后將整個側模進行安裝。底模系統連接主析使用的精軋螺紋粗鋼筋，之后將橫梁固定在已經成型的0#塊底板上。

(2)掛籃預壓

完成掛籃拼裝作業后，需要進行預壓。預加壓力為懸灌節段砼質量的120%。用“堆載法”進行該試驗。

預壓試驗荷載分級：

為了便于加載，以長3.75 m、寬7.25 m作為各級荷載統一的加載范圍。通過計算可以得出，掛籃最差的工況為6#梁，根據施工需求，為能夠明確掛籃在箱梁各梁段施工時各桿件和撓度變形的應力，除了需以6#梁段的荷載的1.2倍進行加載、觀察，還要按2#～11#梁段的等代荷載進行加載，等代荷載值(3×7.25) m及3.75×7.25 m范圍內)。2#～11#梁段分別如下表所示。

表1 S橋2#～11#等代荷載

根據表1所示，將2#～11#梁段以及6#的1.2倍荷載進行分級，荷載試驗共分六級。分別為： 110.64 t(10#)～114.12 t(9#)～118.92 t(8#)～124.8 t(7#)～129.12 t(2#)～131.64 t(6#X1.2)

掛籃預壓試驗加載方法。

加載應采用袋裝砂，每袋必須進行稱量分級，并做好相應記錄，將其吊于掛籃底籃模板中，疊堆范圍為3.75 m×7.25 m，按照材料的容重以得出堆碼高度。但腹板厚度僅僅為60 cm，并不能按該寬度進行對方，所以應加寬到2.4 m堆載。為便于進行分級卸載，需要在加載的過程中就進行各級荷載的標記。在加載前，就需要明確對應荷載下的變形以及應力，并做好相應的記錄；在開始加載后，各級荷載吊裝到位后都需進行相應應力與變形，同理需要做好記錄；完成加載后，能夠得到2#、6#、7#、8#、9#、10#梁段的主析架、吊桿及底籃的豎向變形值，其他的梁段能夠以內插法得出。

完成加載，并進行觀測后，便能進行卸載工作，順序應與加載順序相反，同時各級卸載都需要進行應力與變形的觀測。

2.2 連續梁懸濤段施工作業控制

連續梁懸經段采用的施工控制法為預測控制法。即由實際施工前控制模擬結構分析、施工前后的主要控制參數的誤差分析、施工過程中監控量測組成。

在施工控制中，變形控制主要是對各梁段的撓度以及橫向偏移量進行控制。若實際施工中梁段的實測標離與設計值的偏差在15 mm以上，或箱梁平面中線實際位置與設計位置偏差在5 mm以上，需停止施工，并確定修正方法。

2.3 連續梁懸臂施工的標高確定及控制

連續梁箱梁在采用懸臂掛籃結構進行施工過程中，因為不同臨時荷載作用，會使得各梁段出現撓曲變形，這種撓曲變形的影響因素包括有箱梁塊件、預應力鋼束的張拉和懸臂掛籃結構。在箱梁各節段的放模過程中，在設計標高的基礎上預先抬高等于提前測定和計算的撓度變形值的豎向高度，以確保標筑和張拉后箱梁節段的標高與設計標高相同。

下一節段的立模標高值，需要充分考慮到節段的標高、重量、混凝土強度等數據以及掛籃和支座變形、溫度影響，再根據控制要求分析完后可提出結論。

連續箱梁的撓度計算與控制。

測量箱梁的撓度方法為水準測量法，使用工具為DZS3-1水準儀和水準尺。在標高測量過程中，需要先設置基準點，為便于梁上各監測點的標高的測量，需要將11#、12#域的零號塊放置相對基準點，同時在岸上放絕對基準。這樣做是因為在連續箱梁的前進施工過程中，在零號塊所在主墩上，由于荷載的增加會導致沉降，而相對較高的矩形實屯、域則會出現不同成都的收縮徐變。

在觀測撓度變形過程中，需要先設置撓度監測點。因此，在混凝土澆筑前需要在該段的上、下游方向的箱梁頂面上預埋混凝土澆筑后可出露混凝土表面約20 mm的16 mm的頂部磨光比較水平的鋼筋頭作為監測點，每個節段預埋兩個鋼筋頭。

2.4 邊跨現澆段

邊跨現澆段為13#段，橫斷面結構為單箱單室，長度、頂面寬、箱底寬、梁高分別為6.42 m、13.25 m、7.25 m、2 m,箱梁底板水平，體積質量分別為79.7 m3、207.2 t。實際情況為該段與12#段共同澆筑，在完成11#段施工后，拆除掛籃及其底模及側模，并在邊跨現澆13#塊、12#塊箱梁基礎平臺上搭設鋼管支架，支架延伸至11#段底板處50 cm左右。

邊跨現澆塊施工順序如圖1所示。

圖1 邊跨現澆塊施工順序

2.5 合攏段施工

合攏段為12#塊，橫斷面為單箱單室斷面, 長度、頂面寬、箱底寬、梁高分別為2 m、13.25 m、7.25 m、2 m,箱梁底板水平，體積質量分別為18.48 m3、48 t。按照施工合攏要求，需要先進行邊跨再進行中跨，也就是將T構轉化為帶懸臂的簡支梁結構后，再將完成橋梁的最后體系，由靜定的簡支懸臂結構轉變為超靜定的連續梁結構。中跨合攏采用掛籃合攏，用平衡水箱對中跨平衡，其水箱重量為合攏段梁體本身重量加上作業工人的重量。在合攏后，將主墩處臨時固結支墩、邊跨現澆段支架、梁頂的兩端掛籃進行卸載，從而使得梁體為完全的簡支形態，并最大限度降低在中跨合攏前，在外力作用下所產生的附加內力。若采用吊架施工，則需要將底模架及內外側模對稱吊在合攏段兩端的11#梁段上進行合攏施工；在合攏時，需要對兩懸臂端平衡配重。在完成該項作業后才能進行臨時鎖定施工，在完成后便能進行鋼筋綁扎、澆筑。在施工過程中還需要時刻進行平衡配重的調節，當混凝土的強度達到設計值的90%時，進行底板預應力束張拉調整梁體內力完成橋梁體系轉換。

3 懸臂掛籃澆筑施工監控

在連續箱梁梁段的撓度監控測點處，其鋼筋頭的絕對標高轉化為相應梁段的設計箱梁頂板頂面，并將設計值與實測值進行比較，如下圖2、圖3。

圖2 12號左墩某側梁頂面實際標高與設計標高的對比圖

圖3 11號左墩某側梁面實際標高與設計標高的對比

結果分析可知：實際值與設計值存在的差異較低，總體而言是圍繞在設計值上波動。實際施工過程中，由于施工機具以及材料堆放所造成一定的破損，以及天氣等因素，也對控制點測量造成一定影響，從而使得部分工況的數據確實，但整個橋梁施工監控數據尚較為完整，能夠較為系統、全面展現該橋梁施工目標控制曲線W及全過程的主要控制信息。

[1] 姚玲森.橋梁工程[M].第2版.人民交通出版社，2008.

[2] 李建中．預應力混凝止連續梁橋和剛架橋的時效分析[J]．石家莊鐵道學院學報，2011.

2016-05-02

吳文輝(1968-)，男，湖南長沙人，工程師，研究方向：道路與橋梁。

U445

C

1008-3383(2017)02-0091-02