大跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)懸臂澆筑法施工技術(shù)

曹紅亮

(長(zhǎng)沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 工程概況

以某城市建設(shè)的橋梁工程項(xiàng)目為例。該橋梁工程采用連續(xù)梁的橋跨結(jié)構(gòu)形式，橋梁總長(zhǎng)度超過(guò)900 m，在與橋梁具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及施工要求等進(jìn)行充分考量下，施工人員最終在該大跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)中采用懸臂澆筑法施工技術(shù)。所謂的懸臂施工法指的就是從橋墩頂兩側(cè)對(duì)稱或不對(duì)稱分段形成梁體節(jié)段直至完成整個(gè)橋梁施工。按照混凝土施工形式，可以將其細(xì)分成兩種不同的施工方法，分別為懸臂澆筑與懸臂拼裝施工法。其中懸臂澆筑指的就是在梁端懸臂接長(zhǎng)位置處使用掛籃，在橋位處進(jìn)行梁段混凝土現(xiàn)澆，當(dāng)其初步凝固且強(qiáng)度值與規(guī)定要求相符后，張拉預(yù)應(yīng)力筋并將掛籃前移，隨后進(jìn)行下一梁段施工。在該大跨徑橋梁建設(shè)工程項(xiàng)目中，選擇在連續(xù)梁懸臂澆筑段運(yùn)用菱形掛籃施工的方式，邊跨與中跨合攏段則分別采用掛籃搭配托架的澆筑法以及懸空吊架法。0#塊施工中則統(tǒng)一運(yùn)用托架法。

2 懸臂澆筑法施工技術(shù)在大跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

2.1 連續(xù)梁T構(gòu)段施工

該大跨徑橋梁工程項(xiàng)目分別由兩段連續(xù)梁共同組成，其中前一段連續(xù)梁施工中選擇使用掛籃分段懸臂澆筑法，即施工人員需要嚴(yán)格依照施工圖紙要求，將臨時(shí)支座灌注于主墩位置上，并在完成托架安裝后在其上進(jìn)行0#梁段的灌注施工。此后按照對(duì)稱灌注的方式按照梁段號(hào)從小到大依次進(jìn)行梁段灌注，由此構(gòu)成兩個(gè)連續(xù)梁T構(gòu)段。此時(shí)需要施工人員將托架安裝在兩邊橋墩墩頂及周邊位置處，并直接在托架上進(jìn)行邊跨12#梁段現(xiàn)澆，在將邊跨合攏后借助掛籃對(duì)11#梁段合攏邊跨進(jìn)行澆筑。最后運(yùn)用中跨掛籃對(duì)中跨11#梁段進(jìn)行澆筑并將中跨及時(shí)合攏，即可將安裝在主墩位置處的臨時(shí)支座與支架拆除。另一端連續(xù)梁的施工方法基本相同，施工人員同樣需要先將臨時(shí)支座灌注在主墩上并完成托架的安裝，而后直接在其上進(jìn)行0#梁段灌注，此時(shí)按序?qū)ΨQ灌注梁段構(gòu)成相應(yīng)T構(gòu)后進(jìn)行中跨合攏。此后施工人員則需要將托架安設(shè)在兩邊墩墩頂位置處并進(jìn)行邊跨8#梁段的澆筑，隨之借助掛籃對(duì)7#梁段進(jìn)行澆筑并將邊跨合攏之后，將臨時(shí)支座與支架全部拆除，即可構(gòu)成一個(gè)完整的連續(xù)梁體系。

2.2 連續(xù)梁的梁體施工

(1)掛籃施工

在運(yùn)用懸臂澆筑法開展連續(xù)梁梁體施工時(shí)，施工人員首先需要按要求規(guī)范進(jìn)行掛籃施工。在此過(guò)程中，需要施工人員使用塔吊設(shè)備將施工現(xiàn)場(chǎng)中的各個(gè)掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)件，吊至已經(jīng)完成澆注施工的梁段頂面后直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝。隨后通過(guò)嚴(yán)格依照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)掛籃進(jìn)行靜載試驗(yàn)，確保掛籃具有較高的承載能力與抗形變能力。此時(shí)工作人員將與梁段相同的荷載施加在掛籃上，對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓可以將掛籃產(chǎn)生的非彈性變形有效消除。一般情況下，掛籃加載試驗(yàn)分為4級(jí)，連續(xù)梁節(jié)段重量最大值M，如果其取值為自身的1.2倍，對(duì)應(yīng)的加載重量即為1.2 m，分級(jí)加載順序?yàn)椋?/p>

0%→50%(0.5M)→75%(0.75M)→100%(M)→120%(1.2M)

加載配重堆碼多集中于對(duì)應(yīng)著梁體腹板的底模處，在保障堆碼整齊的基礎(chǔ)上使用直徑為10 mm的鋼絲繩牢固綁扎配重塊，以避免出現(xiàn)配重脫落的問(wèn)題。當(dāng)各梁段完成混凝土澆筑且張拉預(yù)應(yīng)力筋后，需要沿著行走軌道前移掛籃至下一梁段位置處，繼續(xù)開展后續(xù)施工工作直至所有梁段懸臂澆筑施工均已完成。此時(shí)需要施工人員按照先拆除箱內(nèi)拱頂支架，而后使用卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)側(cè)模系統(tǒng)進(jìn)行整體吊放，在將底模系統(tǒng)拆除后最后拆除主桁架的順序，徹底拆除掛籃結(jié)構(gòu)即可。

(2)懸臂澆筑

在該大跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)中懸臂澆筑梁段施工長(zhǎng)度在3～5 m之間，當(dāng)已經(jīng)完成前一梁段施工后，施工人員將各個(gè)吊點(diǎn)接觸放松使得模板與梁體相互脫離。此時(shí)通過(guò)將梁上后錨點(diǎn)一并解除，轉(zhuǎn)換錨固并在滑道位置處進(jìn)行行走小車托力轉(zhuǎn)換，利用手拉葫蘆對(duì)主桁進(jìn)行拖拉使得掛籃前移至指定位置后。需要施工人員先進(jìn)行主桁梁上錨固轉(zhuǎn)換，再運(yùn)用專業(yè)的測(cè)量設(shè)備對(duì)各關(guān)鍵參數(shù)包括中線、高程值等進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定，搭配使用千斤頂對(duì)標(biāo)高進(jìn)行合理調(diào)整后即可進(jìn)行全面錨固。此后需要施工人員嚴(yán)格依照具體施工圖紙要求以及相關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在確定鋼筋與孔道位置后對(duì)其進(jìn)行規(guī)范安裝，并依次完成混凝土灌注與養(yǎng)護(hù)等施工工序，在確保混凝土的強(qiáng)度值與彈性模量均與規(guī)定要求相符后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

(3)封錨施工

在進(jìn)行混凝土封錨施工時(shí)，通過(guò)結(jié)合該大跨徑橋梁工程的實(shí)際情況，施工人員最終選擇使用強(qiáng)度等級(jí)較高的收縮補(bǔ)償混凝土，將其作為該橋梁工程的封錨混凝土。在尚未澆筑封錨混凝土?xí)r，需要施工人員先對(duì)梁體斷面混凝土進(jìn)行鑿毛處理，并及時(shí)將殘留其上的灰塵、碎石等徹底清理干凈。在錨頭位置處均勻刷涂一層液態(tài)阻銹劑，以有效提高其抗銹蝕能力，延長(zhǎng)錨頭使用壽命，同時(shí)使得封錨混凝土和梁體混凝土可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。施工人員通過(guò)采用專業(yè)錨具安裝孔，借助兩端分別帶狗和帶螺紋的鋼筋，將梁體、封錨鋼筋以及錨墊板進(jìn)行相互連接，使之成為一個(gè)完整整體。在封錨之后施工人員則需要將選用的防水材料均勻刷涂在混凝土表面，以進(jìn)一步提高其抗腐蝕、抗銹蝕性能。

2.3 橋梁邊跨段的施工

在橋梁邊跨段的懸臂澆筑施工過(guò)程中，施工人員首先將托架規(guī)范安裝在兩個(gè)邊墩旁邊，并將底模安裝在托架上后。根據(jù)梁段施工時(shí)的荷載重量最大值的1.2倍，預(yù)壓托架以達(dá)到消除非彈性變形的目的。在運(yùn)用專業(yè)的檢測(cè)儀器對(duì)其彈性形變值進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定后，綜合分析標(biāo)高并以此為依據(jù)對(duì)模板高程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。此時(shí)施工人員在將臨時(shí)支座安裝在墩頂位置處并做好固定處理后，需要根據(jù)施工圖紙?jiān)谥付ㄎ恢锰帉?duì)底模與外模支立平臺(tái)進(jìn)行鋪設(shè)，在完成底模與外模的安裝并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)底模高度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后。需要將鋼筋牢固綁扎安裝在底、腹板位置處，同時(shí)制作安裝預(yù)應(yīng)力定位鋼筋。隨后施工人員需要依次完成底模縱向和豎向的預(yù)應(yīng)力管道與預(yù)應(yīng)力鋼筋、內(nèi)模與翼緣模板、頂板預(yù)應(yīng)力管道的安裝。在牢固綁扎好頂板鋼筋，確保各相關(guān)預(yù)埋件安裝到位后，即可進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆，在對(duì)混凝土進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)并使其強(qiáng)度至少達(dá)到95%時(shí)，張拉預(yù)應(yīng)力束并進(jìn)行壓漿，最后開展合攏段施工即可。

2.4 橋梁合攏段的施工

(1)邊跨合攏段

在邊跨合攏段施工中，施工人員首先需要利用塔吊設(shè)備將所有邊跨合攏段施工所需的材料設(shè)備等，全部吊至墩頂位置處。在澆注完懸臂梁段混凝土后，前移懸臂掛籃，在做好相應(yīng)施工前期準(zhǔn)備工作后開展掛籃施工。其中外模與底模、內(nèi)模分別使用的是掛籃模板與組合鋼模。在加設(shè)平衡重的過(guò)程中，施工人員選擇采用向預(yù)備在懸臂端的配重水箱中加入適量水的方式，根據(jù)具體施工平衡設(shè)計(jì)，確定近遠(yuǎn)端的所加平衡重噸位。隨后要求施工人員將臨時(shí)支座解除并對(duì)一側(cè)墩頂永久支座進(jìn)行鎖定，即需要進(jìn)入到安裝普通鋼筋以及預(yù)應(yīng)力管道的環(huán)節(jié)。在此過(guò)程中，施工人員需要先在地面統(tǒng)一對(duì)普通鋼筋進(jìn)行加工成型，而后將其運(yùn)送至合攏段進(jìn)行綁扎安裝，在綁扎時(shí)需要預(yù)留出安裝勁性骨架的位置，待其鎖定后再繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)充綁扎。而在尚未安裝底板束管道時(shí)，則需要施工人員對(duì)全部底板束進(jìn)行逐一試穿，以有效排除底板束中存在的質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)將鋼絞線芯模徹底穿過(guò)合攏段底板束，使得在合攏段完成混凝土澆筑后底板束管道仍然能夠保持暢通。

在進(jìn)行合攏段混凝土澆筑時(shí)，要求施工人員依照新澆筑混凝土重量，將平衡重分級(jí)卸去，以實(shí)現(xiàn)平衡施工的目的。在施工當(dāng)日氣溫最低的時(shí)間短進(jìn)行混凝土澆筑，將澆筑速度控制在10 m3/h，澆筑時(shí)間控制在3～4 h。當(dāng)混凝土強(qiáng)度值已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，依次對(duì)邊跨頂板預(yù)應(yīng)力束與底板第一批預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉，而后將所有臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束以及其他模板、支架等進(jìn)行拆除，在完成管道壓降后即可進(jìn)行合攏鎖定。

在尚未進(jìn)行合攏時(shí)需要施工人員臨時(shí)連接懸臂端和跨邊高度相同的現(xiàn)澆段，并對(duì)其進(jìn)行臨時(shí)固定，以有效保障合攏段混凝土施工質(zhì)量。合攏鎖定中的鎖定對(duì)象主要為焊接勁性骨架以及對(duì)臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉。所采用的支撐勁性骨架利用一個(gè)連接槽鋼牢固連接兩個(gè)預(yù)埋槽鋼，同時(shí)使用聯(lián)結(jié)鋼板牢固焊接連接槽鋼和預(yù)埋槽鋼，由此構(gòu)成一個(gè)完整的支撐勁性骨架。當(dāng)施工人員頂緊勁性鋼架后即可張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束，在無(wú)需壓漿的情況下在完成所有合攏施工后拆除臨時(shí)束即可。

(2)中跨合攏段

在中跨合攏段的懸臂澆筑施工中，施工人員在依次完成相應(yīng)施工準(zhǔn)備工作，包括確保懸臂梁段澆筑完畢，左右側(cè)懸臂掛籃分別進(jìn)行前移與后移等，依照前文所述的邊跨合攏段施工方法，規(guī)范安裝普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道。隨后在合攏鎖定中，要求在尚未合攏時(shí)，臨時(shí)連接合攏段的兩個(gè)共軛懸臂段，并對(duì)其進(jìn)行臨時(shí)固定。T構(gòu)懸臂端需依照平衡要求設(shè)置好平衡重，同時(shí)施工人員也需根據(jù)具體施工現(xiàn)場(chǎng)情況以及施工要求，及時(shí)調(diào)整其他合攏段處的平衡重。

施工人員在當(dāng)天氣溫最低時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑，并逐級(jí)將水箱配重卸除后，即可將連續(xù)梁墩頂臨時(shí)鎖定一并解除。將設(shè)置在該連續(xù)梁墩位置處的臨時(shí)支座錨固鋼筋徹底切斷，以有效完成體系轉(zhuǎn)換。在完成中跨合攏之后對(duì)中跨預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉，隨后對(duì)邊跨底板第二批預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉即可。待所有合攏段施工結(jié)束，將臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束全部拆除并對(duì)其管道進(jìn)行壓漿即可。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在大跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)懸臂澆筑法施工當(dāng)中，施工人員需要充分結(jié)合工程實(shí)際，立足具體施工要求并嚴(yán)格依照國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，合理運(yùn)用懸臂澆筑法，對(duì)其中的各項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)包括掛籃施工、懸臂澆筑等進(jìn)行嚴(yán)格控制。