跨海大橋主橋掛籃合攏段施工工藝的研究與實踐

任衛華 張發儒

中交一航局第三工程有限公司

一、概述

（一）工程概況

大連普灣新區14號路跨海橋工程全長2881.82米，包括引堤、主橋、引橋三部分。主橋跨徑布置為70+3×120+70=500m，采用掛籃懸臂現澆施工法，結構為單箱雙室箱形截面。箱梁中線處根部梁高7.0m，跨中梁高2.8m，單幅箱梁頂板全寬為15.25m，厚度為0.28m，設有2%的單向橫坡。

根據設計施工圖要求，1＃塊件節段長為3m，2＃至6＃塊件節段長為3.5m，7＃至12＃塊件節段長為4m，13＃、14＃塊件節段長為4.5m，合攏段塊件節段長為2m。需要進行掛籃施工的節段共有118段，其中最大段重量約為187.366t。共需澆筑混凝土7225m3，鋼筋制安1395t。

（二）工程施工重點、難點及解決措施

表1 工程施工重點、難點及解決措施

（三）施工工藝流程圖

圖1 合攏段施工工藝流程圖

二、主要施工工藝

（一）合攏前準備工作

1.提前對橋面上施工設施以外的各物件實施清除，確保橋梁受力基本上要符合設計的施工荷載狀態。

2.在主橋合攏前通過監測提前掌握晝夜溫差浮動的規律，掌握梁體長度線型伴隨氣溫浮動的規律，掌握全天在有日照和無日照的梁體長度以及線型變化規律，并報監理、業主、監控單位以選取適宜的合攏時段和測算相關技術參數。

（二）掛籃吊架的改制

完成14#梁段懸臂澆筑后，將邊跨掛籃向前移動2m。掛籃移動前，將后下橫梁和后上橫梁外側端部（箱梁翼緣以外）用2線φ21.5鋼繩相連接，用索卡卡緊。前下橫梁與前上橫梁相同處理。拆除所有模板懸吊內吊帶，以便掛籃能夠行走伸入到邊跨現澆段內50cm的位置。

掛籃到位后用掛籃改制邊跨合攏段現澆吊架，吊架由底平臺、外模及內模系統構成。具體改制步驟如下：

1.在進行邊跨現澆段施工時在相應部位預埋孔洞。

2.現澆段順橋向拆除長度為50厘米，以使掛籃能夠行走伸入到邊跨現澆段內50cm的位置。同時拆除邊跨現澆段端部的底模及側模，拆除約10～20cm，使掛籃模板伸入邊跨現澆段內錨固，保證梁段接縫平整美觀。

3.掛籃行走到位后，在邊跨現澆段用吊帶通過預埋的孔洞將掛籃前下橫梁固定。

4.用1根I40b工字鋼作為臨時后下橫梁，在14#梁段通過預留的孔洞將掛籃底模板后端臨時錨固。

5.拆除掛籃底模后下橫梁（2I40b的鋼箱），將其移動到14#梁段預留孔洞位置（距外端部30cm），在14#梁段通過預留的孔洞將后下橫梁進行錨固。此時吊架的兩端吊點位置均距合攏段中心均為1.3m，保證兩端（邊跨現澆段和14#梁段）受力平均，為合攏段的一半重量。

（三）合攏段配重水箱的設置

邊跨合攏段砼澆筑前需設置配重水箱，邊跨側配重水箱布置在邊跨14#梁段中間，配重水箱加上內存水量，約占合攏段所澆砼量之一半（即35t）。次中跨側配重水箱布置在14#梁段中間，水箱連同其內水的重量為35t。水箱采用鐵皮型鋼焊接而成，每側設1個水箱，每個水箱尺寸為6×5×1.3m左右，用Φ100鋼管焊接在水箱底部，便于集中供水和放水。

中跨側的不平衡配重已經在邊跨掛籃移動時施加（以中跨14號段截面為中心配重35KN），因此此時只施加邊跨合攏段砼重量引起的不平衡配重。由于中跨配重距主墩力臂為55米，邊跨砼配重距主墩力臂為55米，W砼1/2=350kN。

兩側水箱在澆筑合龍段砼前作好并按上述總重量加水。為避免在邊跨合攏段砼澆筑時主梁引發梁體下撓現象，所以在合攏段砼澆筑階段，邊跨側水箱必須同時性排放相同份量的水，且其配重須確保無變化。

（四）模板及鋼筋安裝

準備工作完成后，進行模板定位、支立，鋼筋現場制安，預應力方面的安裝須采用全站儀精確性定位，同時通過井形鋼筋來固定波紋管，以保障線形的正確且美觀。

（五）縱向預應力束預拉

根據設計圖文件，砼澆注前應張拉4束最短的通過邊跨合攏段的底板束和最短的通過邊跨合攏段的頂板束，張拉控制應力為設計張拉控制應力的50%。

（六）砼澆筑

砼澆筑順序需依照底板→腹板→頂板的步驟實施，砼澆筑前須提前收聽天氣預報，澆筑的時間可挑選在當天溫度偏低的時段，相對來說整體氣溫的浮動不易過大，通常選擇在凌晨3點前后時段來完成澆筑。在澆筑砼時會放出邊跨水箱中相同份量的水，當砼澆筑結束后，則水箱內的水也當即時排完。為預防因溫度的變化而形成的裂紋狀況，當及時實施一定的保溫且保濕的養護性工作。

（七）預應力施工

待砼強度達到設計強度的100%，按設計順序分批張拉縱向底板束和橫、豎向預應力筋。

（八）封錨及壓漿

為了使預應力筋束與梁體砼整合為一體，同時有效的預防其出現銹蝕狀況，待預應力筋張拉、錨固完成后，須及時進行孔道灌漿工作。為了使孔道內水泥漿的密實度達到標準要求，當嚴格把控其配比，且強度把控在標準范圍內，經試驗測試出最優配比。在進行壓漿和封錨的環節時，需注重如下幾個關鍵點：

1.壓漿作業需由最低孔壓入，由最高也進行泌水和排氣；壓漿時以孔道另一端排出相同稠度的水泥漿為合格。以保證水泥漿的密實。

2.對于過長的鋼絞線及精軋螺紋鋼筋可通過切除的方式去除，在此嚴禁使用氬弧焊。

3.封錨砼可采用相同標號的砼進行封錨。

（九）吊架拆除

待預應力的施工完結后，且砼達到預期的強度，方可逐步性的對掛籃吊架和重水箱實施拆除操作。

三、施工中主要注意事項及要點

1.需對施工中箱梁的觀測數據予以相應的收集和控制工作，并加強重視，同時做好各環節監控分析以及優化調整，確保箱梁施工的線形順適，以保障呈現出高精度的合攏。

2.掛籃吊帶必須收緊，且每根吊帶受力均勻。以避免箱梁在砼澆筑環節中出現超出于規范標準的變形現象。

3.每次砼澆筑前，必須用千斤頂反頂后錨系統，反頂力50噸，以檢驗后錨安全性。

4.在砼澆筑和掛籃拆除縱移的施工中，務必要確保同步、對稱平衡施工。

5.砼澆筑需依據先前端再后端，接著完成澆筑與已澆梁段的連接位置，同時對施工的縫隙部位要嚴格依照工程的相關規范以及設計要求來予以完善和處理。選派施工經驗豐富且具備強烈責任意識的砼工來完成操作，澆筑完成后及時用土工布覆蓋撒水養生，防止溫度變化產生裂紋。

6.須保證砼的保護層厚度。

7.須做好箱梁砼的成品保護工作，箱梁砼強度達到20MPa后才能拆非承重側模，底模則需在預應力束張拉完成后方可脫模。

8.模板在梁段接頭位置必須用拉桿收緊，保證梁段接縫平整。

四、結論

本工程由于技術措施采取得當，解決了大橋砼主梁合攏精度質量控制，主梁底板底面、腹板外側銜接順適，主梁合攏后、在氣溫變化情況下、主梁實現自由伸縮等難題，較高質量的完成了施工任務，得到了監理和業主單位的高度認可。為今后類似結構的施工提供了一定的成功經驗。

圖2 施工完成的跨海橋主橋