曲線大跨度波形鋼腹板PC箱梁快速懸澆施工①

段士清

(中交三公局第一工程有限公司 北京 100000)

本文依據浙江省文成至泰順（浙閩界）公路第WTTJ-2標段珊溪大橋上部構造工程，通過對其工程中采取的技術方法研究總結波形鋼腹板的懸臂澆筑施工，得出曲線大跨度波形鋼腹板PC箱梁快速懸澆技術。

1 工程概況

珊溪大橋（見圖1）的左右幅主橋的上部結構都是采用55+4×10 0+55m預應力混凝土波紋鋼腹板剛構-連續組合體系，其中左幅主橋為第2～8#墩（里程樁號為ZK15+958～ZK16+4 68）,主橋主墩墩身高度為39.759～67.924m，墩身高度最高為67.924m（4#墩）；右幅主橋為第3～9#墩（里程樁號為YK15+907～YK16+417）,主橋主墩墩身高度為40.248～65.898m，墩身高度最高為65.898m（6#墩）。

2 關鍵技術

珊溪大橋先行安裝波形鋼腹板，用螺栓臨時固定，同時進行掛籃前移準備工作，提升施工效率（見圖2）。常規施工順序為先移動掛籃，通過臨時吊架安裝鋼腹板，存在施工效率低、進度慢等缺點。本工法將波形鋼腹板運送至懸臂澆筑箱梁下方，利用塔吊垂直提升就位，通過螺栓將相鄰鋼腹板臨時栓接，同時進行掛籃前移準備，增加工作面，加快整體進度[1-2]。

圖1 珊溪大橋主橋效果圖

圖2 掛籃系統總體圖

圖3 錨固系統及行走系統

鋼腹板與底板連接處鋼筋密集，在倒角處開孔，便于混凝土振搗，待澆筑到開孔位置，用鋼板焊接封孔，保證鋼腹板底部剛度。由于腹板與底板倒角處的混凝土比較難振搗，所以常出現蜂窩、麻面等病害現象，因此在進行混凝土振搗時，需要確保混凝土的振搗質量，避免以上病害的出現。[3]由于0號塊鋼筋比較密集，特別要注意加強振搗，連續墩底板鋼筋由于有墩梁固結的豎向精軋螺紋鋼及錨下鋼筋網片，鋼筋更加密集，宜采用小型振動棒，在倒角位置開洞，方便振搗，待澆筑到開口高度時，用鋼板焊上，以保證混凝土振動密實。

3 懸臂澆筑施工

3.1 技術要點

在鋼腹板安裝后即可進行掛籃前移的施工準備，采用手拉葫蘆方法推進時，不可將受力點設置于波形鋼腹板上。掛籃為一改制掛籃，其已在一個連續剛構橋施工過，[4]改制的主要目的是為了適應珊溪大橋的寬度及澆筑節段的長度，掛籃主要改制如下：適當調整主桁架之間的距離，以適應本項目的需要；調整了行走系統（見圖3），行走原來依靠主桁架上滑輪進行，改為小車在軌道上進行；并取掉原預應力混凝土懸澆箱梁中側面的支架系統，有效減輕了掛籃的重量，改制后掛籃的總重量約為470kn，掛籃的承載力、撓度等滿足本橋的施工要求。

波形鋼腹板在工廠加工成3～6m節段，汽車運至安裝現場，塔吊垂直提升就位超前安裝，張拉完成前段箱梁預應力束后，前移掛籃安裝后即可進行底板、頂板的澆筑。通過在前期進行合理地安排作業內容，加緊控制各工序之間的銜接，同時通過增加掛籃同步施工作業面來提高效率，不僅能夠有效減少施工周期，而且適當減少管理的投入。

3.2 掛籃懸臂施工

每個T掛籃懸澆標準節段共10節段，第1節段和0號塊一起施工完成，第2節段到10節段共計9個標準節段則采用掛籃懸澆施工，采用C55高性能混凝土；除了第1節段單端混凝土方量為75.5方外，掛籃施工的最長4.8m，最重的是第5節段，混凝土方量約為51.6方。

箱梁中，除了通常邊跨設置2道、中跨設置4道混凝土隔板（兼體外束轉向塊）之外，邊跨增加了4道鋼橫隔板、中跨增加了8道鋼橫隔板以提高結構抗扭剛度。橫隔板間距不超過10m。

為了便于掛籃的施工，橫隔板采取異步施工技術，即掛籃首先施工除隔板外的其他的部位，當完成施工前移掛籃后流出空間后，立即施工橫隔板。這樣可有效提高掛籃施工效率，縮短一個標準節段的施工時間。

在掛籃組合拼裝后，通過利用組合千斤頂、堆載做加載實驗，擬只對第一對掛籃進行荷載試驗，以檢驗掛籃的性能，能否滿足強度和安全要求。該加載實驗不僅能夠獲得各加載階段下的掛籃撓度，并且能夠分解出掛籃前吊結構的彈性變形和非彈性變形，再通過與計算值進行對比分析，為施工撓度控制提供依據。加載荷載大小為施工總荷載大小，即混凝土、人群、機械設備等總和。

3.2.1 掛籃的加載試驗

（1）掛籃試載。

掛籃試載的目的：主要目的是通過測試掛籃的性能，考慮變形量，以驗算是否符合設計要求，能不能達到標準的要求。[5]其中內力的監測由相關監測單位來配合完成，需要注意的是，進行試載的全過程都應在密切監控下進行，以避免出現問題。在測試結果滿足強度和安全要求時方可確定投入使用。

（2）掛籃的測試。

首先，在完成組裝后，僅考慮掛籃在自重影響作用下的受力情況；接下來，通過相關加載儀器，依次分別考慮掛籃在50%荷載、100%荷載、110%荷載、承受荷載2h、降至50%荷載、完全卸載的受力情況以及掛籃撓度。[6]根據測試結果進行分析，研究其發展情況，總結規律，以提供合理準確數據。

（3）測量標高。

為了控制施工完成后主梁能夠達到設計要求的合理線性，需要在掛籃移至指定位置后，迅速把《主梁高程控制觀測表》提交給現場施工人員，由此數據與實際情況等作分析考慮，指導現場工作人員施工，以達到理想的規劃設計。

3.2.2 懸臂澆筑過程中的平衡控制

T梁施工時，要保證每個T梁兩端的懸臂施工進度同步進行，做到對稱、平衡，確保其實際最大不平衡偏差值在設計要求值要求內。

（1） 掛籃推移平衡控制。

兩端掛籃每一個主桁片配置一個頂推千斤頂。頂推掛籃時，四臺液壓千斤頂同時頂推，保證掛籃四片主桁勻速、平行、同步前移。掛籃的內模骨架、外模骨架通過倒鏈葫蘆拖拉，使其與主桁同步前進。

（2）鋼筋、鋼腹板安裝不平衡重控制。

各種材料均堆放在0#段頂部，并且前后、左右對稱堆放，不得堆放在懸臂部位。在各個節段鋼筋施工過程中，計算出每個節段鋼筋及工作面需要的材料總重量，對稱進行鋼筋的綁扎和運輸，鋼腹板做到對稱安裝。

（3）澆筑混凝土不平衡重控制。

澆筑混凝土前，兩懸臂端鋼筋及模板均已安裝完畢，基本處于對稱平衡狀態。混凝土澆筑時兩懸臂端對稱平衡地進行，嚴格控制兩懸臂端混凝土的不平衡重，避免不平衡重超過設計允許值。

（4）預應力施工控制。

懸臂澆筑箱梁節段預應力張拉，嚴格按照先縱向、后橫向順序進行；縱向預應力張拉對稱同時張拉；橫向預應力左右同時對稱跳槽張拉。

箱梁混凝土采用C55，施工工藝采用泵送。底板混凝土的厚度達到190cm,頂板混凝土局部達到了200cm厚，按照大體積混凝土和泵送混凝土設計和控制。

由于0號塊結構復雜，為了保證澆筑質量，混凝土澆筑分兩次澆筑，第一次澆筑高度為4.2m，第二次澆筑高度為2.55m；第一次方量約260m3，第二次澆筑約170m3(見下面澆筑分層圖)。混凝土入模坍落度控制在180mm左右。箱梁立面澆筑順序為：底板→腹板→頂板；順橋向澆筑順序為：中間→兩端；橋面板橫向澆筑順序為：兩端→中間。混凝土要求對稱澆筑，最大不平衡工程量不得超過3m3。

底板混凝土澆筑，從底板上部空間直接下輸送管至底板處澆筑混凝土。混凝土下落時，注意防止混凝土離析。當底板混混凝土澆筑達到170cm（底板厚度190cm）后，即改為澆筑腹板混凝土，兩側腹板混凝土對稱交錯澆筑。在腹板混凝土澆筑時，腹板混凝土具有向底板流動的現象，此部分流動的混凝土將補充底板還欠缺的20cm混凝土。人工甩出腹板底部流出的混凝土時，須保證腹板混凝土不再沉落。底板中部混凝土厚度不足190cm的部位，從頂板上部直接下落混凝土補齊所需混凝土。

4 結語

本文研究了以下內容：

（1）總結了珊溪大橋在施工中的波形鋼腹板懸臂澆筑施工技術。

（2）解決了波形鋼腹板與掛籃施工工序中的不合理性。

通過本研究，解決了波形鋼腹板與掛籃施工工序中的不合理性，不僅能夠大大加快施工進度，而且在節約成本、經濟、效率以及社會效益等方面都有突出亮點，比傳統施工方法更加安全、效果好、效率高，經濟、社會效益顯著。