陳軍
(中鐵十五局集團有限公司 上海市 200070)
近年來,我國的建筑行業正在快速發展,并逐步取得了相當多的成就。其中橋梁建設取得了前所未有的發現,各種先進的橋梁施工技術不斷地出現并被應用,懸澆施工技術就是橋梁施工中一種應用十分廣泛的工程技術。錢江公路二橋、南京長江公路二橋北漢橋、風陵渡黃河公路橋、三峽樂天溪公路大橋等一系列特大型公路橋大部分都是采用懸澆施工方法[1]。懸澆施工有不需要支架、結構受力狀態有利于施工及施工進度快等特點,被廣泛應用和研究。劉勇[2~3]等對影響懸澆梁橋質量的合龍段關鍵控制環節進行分析。汪勁豐[4]對懸澆施工過程中結構內力及線形不斷變化且規律復雜的問題進行分析。本文以大華大橋工程實踐為依托,對掛籃懸澆技術的施工方案、關鍵技術等進行分析。
大華大橋是瀾滄江上游大華橋水電站庫周淹沒復建交通工程,大華大橋全長292.106m,橋面起點高程1487.858m,終點高程1486.899m,橋面全寬7.0m。主橋為(60+110+60)m預應力混凝土連續剛構,單箱單室箱梁,跨中截面梁高為2.3m,墩頂梁高為7.0m;主墩為雙肢薄壁墩,過渡墩為實體墩;引橋為3×16m布置,上部結構采用裝配式鋼筋混凝土簡支T梁,梁高1.4m,橋墩采用圓形雙柱式墩(D=1.5m);兩岸為U形橋臺;全橋基礎均為樁基,樁基直徑為2.0m。本橋縱面位于i1=2%、i2=-2%,R=1000m的雙向縱坡豎曲線上,橋面橫坡為雙向2%。
大華大橋箱梁懸臂段一共被分為12個節段,通過掛籃懸臂對其進行施工,并且確保“T構”同步開展,共需掛籃4個。懸臂施工各梁段的基本流程是:底模、外模標高和中心線定位→安裝調整模板→綁扎底板鋼筋、安裝底板預應力管道→綁扎腹板鋼筋→安裝腹板預應力管道→內模定位→綁扎頂板鋼筋及安裝頂板預應力管道→對稱澆筑梁段混凝土→養護、拆模、梁端鑿毛→預應力張拉封錨壓漿→移動掛籃到下一梁段。
懸臂施工采用鐵科院研制的輕型菱形掛籃施工,掛籃設計采用無平衡自重行走方式,掛籃構造見圖1。菱形掛籃由菱形桁架,懸吊系統、錨固系統、底模平臺內外模及走行系統組成。掛籃行走是掛籃施工中較為重要的環節之一,其行走過程危險性較高,確保掛籃行走過程安全,無安全事故發生[5],進行施工掛籃的移位按照以下步驟進行:①在剛完成施工的梁段頂面開展找平、鋪設軌道操作;②放松底模架的前后吊桿和吊帶,把底模架后橫梁通過5t的倒鏈懸掛在外模走行梁上;③將后吊帶和底模架之間的聯結拆除,并將桁架后端的錨固螺栓解除,在軌道頂面安裝5t手拉葫蘆,還要標好前支座應該處在的位置;④通過倒鏈進行前支座的牽引,確保菱形桁架、底模和外模同時向前移動,而且要保證掛籃歲之前移,待移動到合適的位置之后進行吊桿的安裝,把底模架吊起;⑤將外模走行梁上的一個后吊桿解除,把吊架移動到待灌梁段頂面的預留孔處,然后和吊桿連接,對另一側的掛籃在移動時也采用同樣的方法;⑥將掛籃位置以及標高進行調整,開展待灌梁段的施工。
為了確保能夠控制梁體撓度合理,要對每梁段前端的底板橫向的設置三個測點。日常施工當中,要對掛籃的六個是態的撓度變化及時的進行觀測,把實測值及時的反饋給計算機對數據進行分析,方便對計算參數的調整,從而將下一個梁段的預留量確定出來。
在進行混凝土的施工時,T構兩邊要確保均衡的操作,要確保沒有不平衡彎矩現象的出現,懸臂兩端混凝土的累計澆筑量之間的差要小于設計限定數量。和掛籃的移動同時進行,不得任意的放置施工機械設備,特別是最大懸臂時,還需要杜絕出現非施工人員上橋的現象。在合攏之前,相鄰的兩T構的最后2段,在立模時進行聯測,確保互相協調,保證合攏精度。
對于懸臂施工的質量檢查時,尤其要對以下幾個方面加大檢查力度:對豎向預應力鋼束埋置位置的檢查、對數量的檢查,特別注意后吊帶、檢查內外模后吊架的預留孔洞位置是不是合理,孔洞是否處于垂直的位置。施工中按規定頻率觀測標高、軸線及撓度等。對其分別做記錄,每段箱梁施工完畢后,要將撓度曲線整理出來。在澆筑的前后,要用千斤頂將吊帶頂張緊,且三處要均勻,避免承重后和已成梁段出現錯臺的現象。

圖1 菱形掛籃構造示意圖
掛籃懸臂灌注施工屬高空作業,因此要嚴格按照相關規則要求進行施工。
位于同一T構上的兩套掛籃,需要同時對其進行拼裝和移位,位移幾乎超過40cm,移動的速度不能高于10cm/min。掛籃后部需要設置保險倒鏈。要確保編號相同的段在施工的時候統一時間進行,確保T構兩側的重量差不超過5t。
嚴格控制各個梁段的中線和高程,每梁段在施工中著重作6次觀察,即:灌注混凝土前后、張拉前后、掛籃移動前后。要在觀察的基礎上及時的對其調整,保證合攏順利完成。為了避免新舊混凝土銜接地方有裂紋的出現,可在灌注混凝土前預留沉降量,此外,每個梁段混凝土采用一次灌注,要提升灌注的速度,確保底板的混凝土凝固好之前,結束澆筑。
懸灌過程中,要設置專業人員對相關配件的使用情況進行檢查,加強對相關設備的維修保養,一旦有問題出現,及時的處理。在安裝掛籃之前,要對掛籃在地面上開展試壓,通過千斤頂,來對荷載分級加大,最大荷載和最大梁段重量二者相等。在頂橫梁的上部設置測點,減少非彈性變形,將彈性變形值測出。
合龍口是橋梁施工過程中最重要的組成部分[5],在完成掛籃懸臂澆筑的施工之后,快讀的開展合攏的操作,盡量將箱梁最大懸臂需要保持的時間縮短,降低風載對懸臂T所帶來的影響。在開展合攏施工需要按先邊跨后中跨合攏的流程。在合攏時在主跨合攏端的另一懸臂端應設置平衡重,對合攏段進行澆筑的時候,要一邊澆筑一邊減輕荷載,確保合攏段在荷載穩定的基礎上完成澆筑混凝土的施工。
對合攏段勁性骨架的安裝,張拉頂底板各4根最短的預應力束,形成剛性連接,使其成為臨時的固定。合攏段的混凝土要確保在15~21℃的范圍內開展,最為適宜的合攏的溫度是18℃,要在比較短的時間內完成對混凝土的澆筑。開展懸臂的施工時,要確保主橋線形與應力得到嚴格的控制,避免有箱梁出現橫向翹曲的現象,對合攏段的施工以及外觀造成一定的影響。
掛籃、托架等臨時結構設計有足夠的強度、剛度和穩定性,工程技術部制定《掛籃托架系統安裝及拆除安全規則》,并在施工前交底。參加施工的作業人員均遵守高處作業的有關規定。
張拉工作架等處均安裝防護欄桿、上下梯子、人行道等安全設備。夜間作業有充足的照明設備。張拉作業時,人員站立于千斤頂兩側進行操作。箱梁懸臂施工過程中,保證兩懸臂端堆放的材料設備對稱等重,每個T兩邊的最大不平衡重量不得大于15t。
掛籃、托架拼裝完成后,按大臨設施檢查簽證,并對托架進行壓重,將結構非彈性變形消除,此時,還要對結構的穩定性進行驗證,壓重重量為箱梁重量加上施工荷載重量,壓重時監測托架變形情況。
本文對大華大橋施工中的掛籃懸澆施工技術和施工要點進行分析,采用文中所述的施工技術提高了橋梁的施工質量與施工效率,且成橋質量情況較好。因此,本文可對類似條件下的掛籃懸澆施工提供一定的參考。
[1]李凱.預應力混凝土連續梁橋懸澆施工控制研究與實踐[D].北京市市政工程研究院,2011,1.
[2]劉勇,楊為華.某連續梁橋主橋合龍段施工與監控技術研究[J].湖南交通科技,2014,3:119~123.
[3]牟紅云.大跨度連續梁橋合龍段施工技術[J].國防交通工程與技術,2015,1:166~168.
[4]汪勁豐,項貽強,徐興.預應力混凝土斜拉橋懸澆施工過程控制的研究[J].浙江大學學報(工學版),2005(09):94~99.
[5]胡大乾.公路橋梁施工中掛籃懸澆施工應用技術[J].交通世界,2016(Z2):128~129.