大橋主橋箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)

錢雪松

安徽省路港工程有限責任公司，安徽合肥 230022

1 掛籃施工概述

掛籃是預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、懸臂梁分段施工的主要設(shè)備，在施工中是沿著施工軌道整體向前移動。掛籃的結(jié)構(gòu)包括桁架式掛籃、三角形掛籃、菱形結(jié)構(gòu)式掛籃和斜拉式掛籃幾種。大跨度斜拉橋施工由加勁梁構(gòu)成其橋面體系，鋼索構(gòu)成支撐體系。目前，斜拉橋的施工架設(shè)主要采用懸臂施工法也就是懸澆法施工，其主要設(shè)備是掛籃，掛籃在已澆筑的梁段上向前移動，并且完成鋼筋綁扎、立模、混凝土澆筑和預應(yīng)力等施工，完成一段施工后掛籃對稱前移施工下一個節(jié)段，一直到懸臂梁段施工完成。其施工工藝包括掛籃起吊和安裝就位、混凝土現(xiàn)澆和預制拼裝。在施工中要注意掛籃的安裝標高、準確預留孔，準確設(shè)置掛籃預拉力，擰緊錨固螺栓，平穩(wěn)向前移動掛籃，掛籃施工的順序，注意施工保養(yǎng)等。

2 箱梁掛籃懸澆施工工藝

根據(jù)工程要求，先進行箱梁分段，然后在梁段上安裝并就位掛籃，掛籃安裝準確后在節(jié)段上安裝底膜，同時安裝外側(cè)模、封端模板、底板、腹板鋼筋等，在孔道位置安裝縱向腹板孔道波紋管和底板孔道波紋管，并固定孔道和支撐板的位置，做好預應(yīng)力和粗鋼筋的固定工作。之后開始在梁段內(nèi)底板上預留孔洞，并安裝內(nèi)模板、縱向腹板孔道波紋管、頂板底模板和側(cè)模板，安裝好縱向孔道波紋管后固定孔道和支撐板的位置，并且安裝掛籃預留孔，固定好豎向筋孔道波紋管和支撐板。完成安裝工作后，開始在梁段內(nèi)進行混凝土施工，并且拆除波紋管內(nèi)壓重鋼筋，做好孔道的全面檢查。混凝土澆筑完成后做好混凝土橋面的常規(guī)養(yǎng)護工作，并且拆除梁端模板，清理梁面雜物，及時處理缺陷。最后，因在孔道波紋管內(nèi)穿放束孔道，同時開展孔道沖洗吹壓漿，然后通過束孔道完成通扎檢查，完成一個梁段施工后，以此類推，掛籃移動到下一個梁段。

3 箱梁懸澆法施工具體辦法

3.1 掛籃施工

3.1.1 掛籃結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)性能

掛籃可以采用菱形結(jié)構(gòu)形式，也可以采用三角形結(jié)構(gòu)、桁架式結(jié)構(gòu)和斜拉式結(jié)構(gòu)，本工程使用菱形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形式由主構(gòu)架、吊架、走行系數(shù)和錨固系統(tǒng)組成移動系統(tǒng)和傳力系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，采用高強度螺栓進行掛籃施工的吊架主構(gòu)架節(jié)點聯(lián)結(jié)處施工。因為掛籃本身具有自重，所以為避免引起施工缺陷，可拆除尾部的平衡重系統(tǒng)，同時將底模平臺通過前后吊桿安裝在前上橫梁上，并由吊桿進行固定。在安裝走行系數(shù)時，應(yīng)在完全了解其構(gòu)成的基礎(chǔ)上，在掛籃移動前需要錨固下滑道和混凝土墊枕，松開底模平臺和前后吊桿，將后錨裝置去除。在采用懸澆法施工，當施工完一節(jié)段后，掛籃澆筑混凝土構(gòu)件的強度達到90%規(guī)定要求時，可同時移動掛籃和底模平臺，并使用支座掛板固定。

3.1.2 掛籃施工

在安裝掛籃前先完成前后支座和主構(gòu)架下弦桿栓接，然后在已經(jīng)澆筑完成的梁段上安裝掛籃，同時將下弦桿安裝在和箱梁完成錨固的下滑道上。在拼裝三角形時，應(yīng)該根據(jù)安裝規(guī)范要求先拼裝主構(gòu)件上的三角形，然后安裝支座掛板，接著再進行前三角形的拼裝工作，最后拼裝掛籃菱形結(jié)構(gòu)。在拼裝工作完成以后將掛籃菱形拖到掛籃設(shè)計的位置。當?shù)谝恢粧旎@施工完成后，開展下一只掛籃拼裝之前在橋墩旁邊托架上安裝臨時支撐板，這樣可避免高空和水下作業(yè)。掛籃向前移動并就位，同時先后放松錨桿和后短吊桿，并在放松完成后將其中的短吊桿拆除。校準完梁段之后，需要在上面安裝下滑道并在梁段頂端和支座掛板上涂抹潤滑油，這樣做的目的是可以有效減少摩擦力，在完成這一系列工作以后可拆除掛籃上的后錨系統(tǒng)，掛籃的主構(gòu)架和底模平臺向前移動在固定位置就位，掛籃完成就位后可在支點處墊上鋼墊，并調(diào)整錨桿位置使錨固準確。

3.1.3 掛籃壓載試驗

掛籃壓載試驗是在掛籃已準確安裝就位之后，為了測驗箱梁掛籃施工是否符合具體要求、掛籃的拼接是否嚴謹，選取分段做壓載試驗。采用千斤頂壓載法進行預壓，千斤頂作用在主桁上，預加壓重量為懸灌節(jié)段混凝土的重量110%。分3級壓載，每級壓載40%，每級壓載時間間隔為60min，并同時觀測其撓度變形，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止，找出原因，必要時對掛籃進行加固、改進。加載力度和卸載力度的試驗要分開分級進行，做好掛籃變形的記錄，并測量掛籃的撓度，掛籃最合適撓度不能超過5mm。

3.2 箱梁混凝土施工

掛籃施工結(jié)束后開始進行箱梁混凝土施工，也就是梁段的澆筑工作，在施工之前首先要明確兩個對稱階段不平衡重應(yīng)在階段重量的1/3范圍內(nèi)，混凝土施工的順序是先澆筑1節(jié)段底板，然后再澆筑與其對稱的節(jié)段底板，先澆筑1節(jié)段腹板，然后澆筑與其對稱的節(jié)段腹板，最后再澆筑頂板。其次，在實際施工中先澆筑梁段橋墩處位置，然后從橋墩位置向已澆筑好的梁段端并攏。在澆筑完成后要及時檢查底模平臺后端吊桿，如果出現(xiàn)松動、漏漿或其他異常情況必須立即處理，以免影響后續(xù)施工質(zhì)量。此外，在振搗工作開展過程中，避免出現(xiàn)漏振或過振的現(xiàn)象，保證梁段混凝凝土內(nèi)不會出現(xiàn)振搗引起的缺陷問題。為避免振搗破壞波紋管，在插振搗時禁止直接在波紋管處插振搗。新澆筑的混凝土應(yīng)該有好的硬化條件和防止梁箱出現(xiàn)裂縫的功能，所以需要在完成初凝之后開展混凝土的養(yǎng)護工作。

3.3 箱梁預應(yīng)力施工

在掛籃懸澆過程中，懸澆的梁段和邊跨直線段混凝土的強度必須達到規(guī)定強度要求，至少不能少于設(shè)計強度的8%，混凝土新澆筑時間不能短于5d，在達到這些條件之后開始張拉，梁段端合攏之后混凝土的強度必須滿足設(shè)計強度要求，只有強度達到設(shè)計強度的100%了才能開始張拉作業(yè)。在進行箱梁預應(yīng)力施工過程中，必須先對預應(yīng)力進行分類，即分成縱向預應(yīng)力和豎向預應(yīng)力，縱向預應(yīng)力還能分成頂板束和底板束，需要用到的是高強度低松弛的鋼絞線，豎向預應(yīng)力采用的是高強度的精軋螺栓粗鋼筋，在進行預應(yīng)力張拉工作時應(yīng)按照先縱向后豎向的順序要求，以及先長束后短束的要求，同時要使張拉對稱?？刹捎秒p控法分級張拉。在完成張拉作業(yè)之后需要對管道進行壓漿和封錨等工作。

3.4 施工過程測量控制

在整個箱梁掛籃懸澆施工過程中，對于施工的質(zhì)量監(jiān)測和控制管理十分必要。首先，在掛籃就位時的測量控制，應(yīng)該保證在掛籃向前移動過程中有關(guān)于掛籃的走向、掛籃的行進速度等進行控制，保證掛籃的上下水平點和中心點在同一個面內(nèi)，避免出現(xiàn)掛籃不在同一水平施工狀態(tài)下施工。其次，在模板安裝施工中，測量控制主要是對于模板的測量和準確定位。也就是在掛籃向前移動之后，在底板立模標高測量的過程中控制掛籃移動對于整個箱梁撓值的影響，在混凝土澆筑時對掛籃及其前端鋼板梁的彈性等參數(shù)進行監(jiān)控，監(jiān)督控制溫度對箱梁可能產(chǎn)生的不利影響，同時將監(jiān)控所得的所有參數(shù)進行整合，以這些參數(shù)數(shù)據(jù)為參考依據(jù)確定立模標高，將標高誤差控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。在安裝完底模和側(cè)模以后應(yīng)反復測試已經(jīng)安裝好的模板，使用鋼尺測量并控制模板的斷面。最后，對高程和軸線進行觀察是梁段混凝土澆筑時的關(guān)鍵步驟，同時應(yīng)觀察測量在預應(yīng)力施工和張拉后的高程和軸線，控制軸線的誤差和合攏段的高差。

4 掛籃懸澆法施工需要注意的事項

4.1 掛籃懸澆施工注意事項

首先，嚴格檢查施工機械設(shè)備，包括滑道、千斤頂、鋼絲繩等，不合格的禁止入場。其次，保證掛籃的拼接是對稱完成的，在掛籃作業(yè)平臺上應(yīng)該懸掛安全網(wǎng)，若在掛籃上增加立井架等設(shè)備，就需要重新計算掛籃的整體穩(wěn)定性，避免對掛籃的結(jié)構(gòu)和性能造成破壞。再次，在掛籃拼裝中避免對螺栓孔直接切割擴孔，嚴禁在精軋螺栓鋼筋吊桿上電焊，在掛籃完成拼裝后需要全面檢查安裝的質(zhì)量，開展載荷試驗，將非彈性變形因素消除，保證不會出現(xiàn)掛籃變形的情況，當發(fā)現(xiàn)變形位置太大時要停止加載，并立即尋找原因和排除問題。此外，在混凝土澆筑完成后必須進行養(yǎng)護工作，掛籃的拆除要按照順序?qū)ΨQ拆除。

4.2 依然需要解決的問題

在掛籃懸澆施工過程中仍然需要考慮的問題有：首先，關(guān)于預應(yīng)力混凝土斜拉橋長懸臂不對稱施工，以及斜拉索索力測試和長索應(yīng)力松弛的問題；其次，關(guān)于斜拉索耐久性保持，在施工完成后有關(guān)防護的問題；此外，還要注意外界環(huán)境對施工的影響，例如，如何減少機械設(shè)備的自身重力、加強施工全過程控制管理、在施工之前做好施工計算，在施工中加強測量控制等。

5 結(jié)語

綜上，本工程在施工中使用了許多新的施工工藝和新技術(shù)，本工程的箱梁掛籃懸澆法采用的是菱形結(jié)構(gòu)掛籃。通過試驗證明，在具體施工中可以取消尾部龐大的平衡重系統(tǒng)可以減輕掛籃的重力，同時可通過采取一系列施工控制措施來保證施工的質(zhì)量和效率。