淺談不對(duì)稱懸臂連續(xù)箱梁橋施工

馬自勇

摘 要：懸臂施工法是在橋墩兩側(cè)趨近平衡逐段同步懸臂完成：掛籃前移、模板前移安裝、鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝、砼澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉壓漿等工作，形成受力結(jié)構(gòu)的T型剛構(gòu)，經(jīng)過合攏、體系轉(zhuǎn)換形成連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：懸澆梁段；預(yù)施應(yīng)力；鎖定合攏；連續(xù)梁橋

中圖分類號(hào)：U445.46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0107-02

1 工程概況

某鐵路大圓里大橋52+112+64連續(xù)箱梁橋?yàn)閼冶鄄粚?duì)稱、變高度、變截面連續(xù)梁，箱梁為單箱單室三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。頂寬9.2m，底寬6.7m，中支點(diǎn)梁高8.2m，跨中合攏段梁高4.8米，跨端梁高5.8m（52m跨）4.8m（64m跨）。全橋節(jié)段布置：13+···+1+0（1號(hào)墩）+1a+···+13a+合攏段+13b+···+1b+0（2號(hào)墩）+1c+···+13c+合攏段+15c+16c。砼.級(jí)別C50。懸澆梁段，合攏順序先邊跨后中跨，經(jīng)體系轉(zhuǎn)換形成連續(xù)梁橋。

2 不對(duì)稱T構(gòu)懸澆梁段的施工方法

（1）對(duì)于不對(duì)稱的T剛構(gòu)采取施工壓重的方法使懸臂對(duì)稱平衡。由于52m跨箱梁節(jié)段的高度、截面厚度、及重量不同于（大部分大于）對(duì)應(yīng)的另一懸臂端的節(jié)段，隨著節(jié)段的增加施工壓重也隨之調(diào)整，施工壓重具有動(dòng)態(tài)性。施工壓重的布置：澆筑4a節(jié)段，3a節(jié)段壓重20t；澆筑5a節(jié)段，4a節(jié)段壓重20t；澆筑6a節(jié)段，5a節(jié)段壓重25t；澆筑7a節(jié)段，6a節(jié)段壓重25t；澆筑8a節(jié)段，7a節(jié)段壓重25t；澆筑9a節(jié)段，壓重撤除。

（2）11、11a節(jié)段完成懸臂澆筑、張拉壓漿后暫停懸臂澆筑，待52m跨12、13節(jié)段支架現(xiàn)澆完成，釋放0號(hào)墩支座鎖定，單邊懸臂澆筑12a、13a節(jié)段。

（3）在1號(hào)墩臨時(shí)支座中預(yù)埋測力裝置，跟蹤監(jiān)測。根據(jù)反力數(shù)據(jù)調(diào)整施工壓重。

3 懸澆梁段施工工藝

懸臂澆筑掛籃采用平行弦主梁。掛籃設(shè)計(jì)荷載200t，自重75t。全橋配置4套掛籃，兩個(gè)T構(gòu)同步對(duì)稱施工。

3.1 懸澆梁段施工工藝流程

0號(hào)塊施工→掛籃拼裝→模板安裝、鋼筋預(yù)應(yīng)力管道安裝、澆筑1、1a（1b、1c）混凝土、預(yù)應(yīng)力張拉壓漿→掛籃、模板前移→逐段施工中間階段。

3.2 掛籃施工

3.2.1 掛籃的拼裝程序

前后支座（下滑道）→掛籃主桁→主桁連接系→后錨梁→后錨帶→中橫梁→后吊帶→前上橫梁→前吊帶→底模縱橫梁、底模→外模→內(nèi)模。

3.2.2 掛籃的荷載試驗(yàn)

荷載試驗(yàn)的目的是為檢驗(yàn)掛籃的承載力和變形值，試驗(yàn)時(shí)分別測量主梁前端撓度和底模前端的撓度，在掛籃滿負(fù)荷作用下，底模前端撓度不大于30mm為合格，并以實(shí)測的撓度值作為懸澆梁段時(shí)設(shè)置預(yù)拱度的依據(jù)。試驗(yàn)荷載為設(shè)計(jì)荷載的1.2倍。測量各測點(diǎn)的標(biāo)高，檢查后錨系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、前支點(diǎn)以及掛籃各部件的受力情況。核算撓度值。

3.2.3 掛籃施工受力分析

（1）1號(hào)節(jié)段砼澆筑時(shí)掛籃受力分析。

（F+2.5/2）×3.3=11/2×1.5+（100/2+4.5/2）×5

F=269.75/3.3-1.7=82.6t

1）每個(gè)后錨吊帶受力82.6/2=41.3t.

2）每個(gè)前支腿受力R=82.6+2.5+4/2+100/4+11/2+100/2+4.5/2=170t

（2）內(nèi)導(dǎo)梁澆筑砼時(shí)、前移時(shí)受力分析。

砼澆筑時(shí)：內(nèi)頂模自重3t，砼重5.2/2×0.5×4×2.6=13.52t

q=（3+13.52）/4=4.13t/m=41.3kg/cm

q=1.2×41.3=49.56kg/cm

W=M/σ=（1/8×49.56×5002）/1700=911cm3

前移走行時(shí)：內(nèi)頂模自重3t，跨距10m

q=3000/400×1.2=9kg/cm

W=M/σ=（1/8×9×10002）/1700=661cm3

選截面2[32475×2=950cm3滿足要求。

3.3 鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件的安裝

鋼筋施工順序：底板下層網(wǎng)片、底板管道定位網(wǎng)片、底板上層網(wǎng)片→腹板的豎向及縱向鋼筋→底板波紋管→底板上層網(wǎng)片→底板豎向預(yù)應(yīng)力管道→腹板縱向波紋管→頂板下層鋼筋→頂板縱橫向波紋管→頂板上層鋼筋→預(yù)埋件、孔。

波紋管按每一節(jié)段長度下料，并注意箱梁節(jié)段端頭波紋管伸出長度0.2m和0.4m交錯(cuò)布置，以便節(jié)段接長，管道每隔20—40m設(shè)置一個(gè)壓漿觀察孔，曲線的最高點(diǎn)或拐點(diǎn)處設(shè)置觀察孔，管道定位必須準(zhǔn)確牢固，管道軸線必須與墊板垂直，定位鋼筋設(shè)置間距直線段50cm，曲線段25cm，防止混凝土澆筑時(shí)管道上浮。豎向預(yù)應(yīng)力筋管道采用兩個(gè)串聯(lián)一組中間設(shè)置聯(lián)通管形成U型通路。

3.4 混凝土澆筑

箱梁節(jié)段的澆筑采用汽車泵泵送，T構(gòu)梁段平衡澆筑，連續(xù)進(jìn)行。澆筑順序先底板腹板后頂板，澆筑底板由低處向高處、由外側(cè)向中間進(jìn)行，澆筑腹板采用水平分層澆筑、振搗，層厚不大于30cm，澆筑頂板采用由外向內(nèi)（橫向）、順橋向由兩側(cè)向中間（中線）合攏。混凝土振搗劃定區(qū)域?qū)Ｈ素?fù)責(zé)，防止漏振，保證混凝土振搗密實(shí)，并注意避讓預(yù)應(yīng)力管道。澆筑腹板時(shí)，混凝土易沿下梗肋翻出底板，下料、振搗注意謹(jǐn)慎操作。

3.5 砼養(yǎng)護(hù)

一般季節(jié)土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，冬季氣溫低于5℃時(shí)，采用熱風(fēng)包加熱，棉篷布包蓋保溫。

3.6 預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿

鋼絞線的下料長度按設(shè)計(jì)圖并考慮千斤頂張拉端的工作長度，下料由砂輪切割機(jī)切斷。穿束用穿束套使鋼絞線束與卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩連接整束拖拉。

砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%齡期不少于三天后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力束張拉。

張拉順序：縱向→豎向→橫向。縱向：先長束后短束；橫豎向：由墩頂向合攏段方向。

張拉工藝流程：0→10%σk（測量伸長量、記錄）→20%σk（測量伸長量、記錄）→100%σk（持荷5分鐘）→補(bǔ)張σk（（測量伸長量、記錄，伸長量核對(duì)）→錨固。

預(yù)應(yīng)力在張拉完成后及時(shí)進(jìn)行封錨、壓漿工作，壓漿順序先下后上均勻進(jìn)行。壓漿采用真空輔助壓漿工藝，同一管道的壓漿連續(xù)進(jìn)行一次完成，保證密實(shí)。

4 合攏段的施工、體系轉(zhuǎn)換

（1）合攏順序：為了減小溫度應(yīng)力對(duì)箱梁和橋墩的影響，采用了先邊跨后中跨的合攏順序。

溫度應(yīng)力分析：柱墩跨距112m，邊跨跨距64m，溫差按15℃考慮，截面面積13.72m2

中跨升溫砼伸長量Δ1=0.00001×112×15=0.0168m

頂撐力F1===72030KN

根據(jù)計(jì)算溫度應(yīng)力引起的力較大，由于1號(hào)墩為固定支座2號(hào)墩臨時(shí)支座的解除采用線切割，在低溫時(shí)段難以完成，而邊跨墩釋放支座快捷，這樣先合攏邊跨，解除2號(hào)臨時(shí)支座，邊跨形成∏形式，釋放了溫度應(yīng)力。因此合攏順序先邊跨后中跨為合理選擇。

（2）合攏段約束鎖定。懸澆梁段合攏段的約束鎖定目的是消除溫差、砼徐變等對(duì)合攏段的尺寸及砼凝固的影響。

本橋約束鎖定采用體外鋼支撐。

安裝鋼支撐選在氣溫最低條件下進(jìn)行，鋼支撐的軸線與梁中線平行，兩側(cè)的鋼支撐與梁中線等距對(duì)稱以免偏心受力。鋼支撐安裝完成后箱梁的底板、頂板各臨時(shí)張拉2束縱向預(yù)應(yīng)力束，每束張拉力500KN。

邊跨約束鎖定完成后，及時(shí)釋放3號(hào)墩臨時(shí)支座。

（3）合攏段的鋼筋預(yù)應(yīng)力管道安裝、砼澆筑。鋼筋預(yù)應(yīng)力管道安裝按照中間梁段的方法安裝。砼級(jí)別比梁段提高一個(gè)等級(jí)并要求早強(qiáng)，采用微膨脹砼。砼澆筑選擇在氣溫較低的條件下進(jìn)行，澆筑時(shí)間在4小時(shí)內(nèi)完成。合攏段鋼筋預(yù)應(yīng)力管道密集，砼下料、振搗謹(jǐn)慎操作，不得碰及預(yù)應(yīng)力管道和鋼支撐，不能漏振欠振和過振。進(jìn)行收光抹平。及時(shí)進(jìn)行砼覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。

（4）預(yù)應(yīng)力張拉。砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，邊跨補(bǔ)拉約束鎖定時(shí)的臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束到設(shè)計(jì)張拉力，拆除鋼支撐。張拉設(shè)計(jì)要求的14束預(yù)應(yīng)力束。中跨補(bǔ)拉約束鎖定時(shí)的臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束到設(shè)計(jì)張拉力，拆除鋼支撐、掛籃，及現(xiàn)澆支架脫離，按先底板后頂板，同一截面先邊束后中束左右對(duì)稱進(jìn)行張拉剩余的邊跨預(yù)應(yīng)力束，再張拉跨中剩余的預(yù)應(yīng)力束。完成箱梁的張拉壓漿工作。

5 結(jié)語

對(duì)于懸臂澆筑連續(xù)箱梁，由于地形、曲線等客觀條件的制約，可能有不等跨、不對(duì)稱的情況，只要科學(xué)管理，精心施工，順利合攏完成。顯示出懸澆連續(xù)梁跨度大、跨越能力強(qiáng)、便于施工的優(yōu)越性。