預應力混凝土連續梁掛籃懸澆施工技術及質量控制探討

陳東興

摘要：預應力混凝土連續梁懸臂澆筑施工技術含量高，施工條件復雜，施工質量影響因素眾多，其施工質量控制需高度重視。文章結合工程實例，對預應力混凝土連續梁懸澆施工技術及質量控制要點進行了探討。

關鍵詞：連續梁;懸臂澆筑;施工技術;施工質量

0 引言

掛籃懸臂澆注施工是預應力混凝土連續梁常用施工方法，因其克服了受地形、江河等不利自然條件施工的限制，適合于大跨徑，跨越深水、山谷、立體交通等地形的橋梁施工。但是，掛籃懸臂澆注施工環節較多，每個環節之間都具有非常密切的聯系，施工質量影響因素眾多，施工過程中容易出現混凝土結構裂縫、線形偏差等質量問題，直接影響到橋梁結構的承載力和耐久性，嚴重時甚至發生斷裂、垮塌等重大質量安全事故。因此，在掛籃懸臂澆注施工過程中，要提高施工工藝，采取有效可行的質量控制措施，杜絕質量隱患，以保證橋梁施工的順利進行。

1 工程概況

某特大橋主橋橋跨布置為五跨（75+125+125+125+75）m，采用預應力混凝土連續單箱單室箱梁，雙幅橋寬33 m。箱梁跨中處梁高為3.0 m，箱梁頂面寬度為16.25 m，底板寬為8 m。綜合考慮各種因素，主梁采用掛籃懸臂澆筑施工，其共分為13個節段，3#～5#節段長度為4.0 m，6#～10#節段長度為3.5 m，11#～15#節段長度為5.0 m;1#～13#節段采用掛籃對稱懸灌施工，最大節段長度為5 m，最小節段長度為3 m。因此掛籃及其模板按5.0 m設計，懸臂澆筑節段最大重量為189.9 t，采用菱形掛籃施工，共投入8套掛籃進行懸臂箱梁的施工。由于本工程掛籃懸臂澆注施工條件復雜，對施工工藝要求高，施工質量控制難度大，是本橋梁工程的施工重點和難點。

2 施工技術及質量控制要點

2.1 掛籃懸澆施工流程

本工程掛籃懸澆施工工藝流程為：設計和加工掛籃及模板→拼裝掛籃及模板→掛籃及模板加載試驗→掛籃及模板調整校正→懸澆塊段鋼筋和預應力管道安裝→澆筑懸澆塊段混凝土→懸澆塊段預應力筋張拉和孔道壓漿→前移掛籃及模板至下一塊段循環進行施工，直至完成所有懸澆塊段梁體。

2.2 掛籃拼裝和前移

2.2.1 掛籃拼裝及預壓

（1）本工程菱形掛籃拼裝件采用型鋼和鋼板加工，利用塔吊起吊至0#～2#節塊頂面進行組拼，按照先主體后局部，先上部后下部的順序拼裝。

（2）拼裝時，先安裝菱形桁架，施加主梁后錨，注意菱形桁架的連接螺栓必須施擰緊密;安裝菱形桁架立桿平聯及下弦桿平聯，然后安裝上前橫梁，立桿平聯應與菱形桁架立桿焊接，下弦桿平聯及菱形桁架下弦桿平聯應與主梁焊接，以加強掛籃的整體性、牢固性。

（3）掛籃拼裝完畢后，要仔細地檢查各部件連接牢固情況，檢查各接頭焊縫質量情況，檢查各桿件變形情況，檢查各部件尺寸是否符合設計要求、安裝位置是否準確，發現問題及時整改。

（4）掛籃拼裝完畢后，對其進行加載試驗，采用沙袋、鋼絞線、型鋼、鋼筋等預壓，荷載按照最大節塊重量的1.2倍設置。

2.2.2 掛籃前移

（1）本工程采用先主桁系前移后底籃系和側模系前移的方案，當掛籃前移前的準備工作完善后，仔細檢查掛籃各部分情況，檢查行走軌道螺栓及豎向預應力筋的連接錨固情況，發現問題及時處理。

（2）掛籃前移時，兩端的掛籃應同時對稱移動，兩只掛籃允許不對稱距離之差為50 cm，移動時掛籃后部應設置保險錨。

（3）掛籃移動時要有專人統一指揮，要安排專人對行走后錨梁及外側模滑梁小車進行跟蹤檢查，若發現行走后錨梁或外側模滑梁小車有異常變化，應立刻停止掛籃的行走。

2.3 模板施工

本工程外模采用大塊剛性鋼模板，內模采用鋼木組合模板，面板為竹膠板，龍骨為剛性桁架，內、外模板通過對拉螺栓連成一體;外側模前移前應對滑輪小車錨筋進行張拉，使滑輪小車支撐架頂緊箱梁翼緣板;如在滑梁前移過程中滑輪小車受礙，應立即停止掛籃的行走并對滑輪小車進行校正;堵頭板應根據箱梁腹板澆筑高度，分塊分次立模，按照每個塊段截面尺寸進行改制，改制完成后現場技術員及工班班長必須認真檢查其尺寸及管道預留孔位置準確無誤后方可使用。

2.4 鋼筋及預應力管道施工

2.4.1 鋼筋安裝

鋼筋下料加工合理，鋼筋下料尺寸應考慮安裝誤差，鋼筋安裝位置要準確，節段間鋼筋搭接長度滿足設計要求。鋼筋綁扎中，鋼筋的綁扎順序要嚴格按照設計要求進行，鋼筋保護層墊塊需相互錯開，分散設置在鋼筋和模板之間，保證混凝土保護層滿足設計要求。

2.4.2 預應力管道安裝

（1）預應力管道必須按設計圖紙要求的間距設置定位筋，直線段定位筋間距≤100 cm，彎曲段定位筋間距≤50 cm;預應力管道安裝時，豎向預應力筋先按設計進行定位，下端螺帽與錨墊板可用焊接固定，相鄰兩根豎向預應力筋的下錨墊板須通過連通管連接，連接必須牢固;上錨墊板處采用海綿堵住壓漿孔，并在錨墊板與錨盒之間鋪設一層海綿，防止灰漿堵塞管道。

（2）頂板橫向預應力管道錨固端出氣管應采用材質較硬的塑料管，要求插入波紋管15 cm以上，并用海綿堵塞好波紋管端口，然后用膠布纏裹嚴密;張拉端錨墊板處應采用海綿堵住壓漿孔，并在錨墊板與錨盒之間墊一層海綿，防止灰漿堵塞管道;確保管道線型的準確以及波紋管埋設位置準確，并做好防護，防止電焊火花燒傷。

（3）預應力管道安裝好后，檢查管道是否有破損，及時修補;張拉端的錨墊板安裝要注意平面角度的控制，張拉端的錨墊板平面與預應力管道必須垂直，連接處必須順直;所有預應力管道的錨下螺旋鋼筋必須安裝規范，螺旋鋼筋必須緊貼錨墊板安裝，并要求固定牢靠。腹板預應力管道安裝完成后，在混凝土澆筑施工前應穿上撐管，防止漏漿堵塞管道。

2.4.3 預埋件安裝

預埋件安裝時必須保證位置準確，施工前須先按照設計圖由測量人員進行準確放線，然后進行施工;吊帶孔用鋼板做成吊帶盒預埋，安裝時，將吊帶盒下口用海綿墊緊，吊桿孔采用內徑為50 mm的PVC管預埋。

2.5 混凝土施工

2.5.1 混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑前應按設計配比作試拌，要求和易性好，混凝土入泵坍落度宜控制在（18+2）cm，入模坍落度控制在16～18 cm，滿足混凝土收縮徐變要求。

（2）混凝土澆筑采用箱梁全斷面一次澆筑法，每個塊段豎向依次對稱澆筑底板、腹板及頂板混凝土，沿橋的中心線對稱進行，混凝土澆筑應連續、均衡、對稱進行。每個塊段的腹板混凝土澆筑應分層下料、振搗等，每層厚度控制在30～40 cm，下料需布設串筒，腹板混凝土振搗需在內模適當位置處開倉進行。

（3）混凝土振搗時，振搗器要快插慢抽，以免留有孔洞，同時要避免過振和漏振，尤其是錨錠板及鋼筋密集處，嚴禁采用振搗棒趕料;應避免振動棒碰撞模板、鋼筋及預應力管道等，對預應力管道內的PVC塑料內襯管應及時轉動。

2.5.2 混凝土澆筑過程中測量控制

本工程混凝土澆筑過程中采用四階段測量法，結合監控數據，消除溫度、日照和體系轉換對梁體線形的影響，通過控制節段混凝土澆筑標高，實現標高控制線形。通過澆筑前復核立模標高，張拉后每節段混凝土頂面標高，澆筑后每節段混凝土頂面標高來控制梁體線形。

2.5.3 混凝土養生

（1）箱梁頂板混凝土澆筑完成，可在表面先噴霧養護，待頂面混凝土上可行人時，用麻布等覆蓋于混凝土頂面，然后澆淡水養護，澆水次數以混凝土保持充分濕潤為宜，遇有干燥氣侯或大風天氣，適當增加澆水次數，養護時間≥7 d。

（2）梁端模、外側模和內模待混凝土強度達到2.5 MPa后方可拆除，模板拆除后，應在底板位置安放養生操作平臺，可在平臺上對底板外側進行噴霧養護，底板必須待預應力筋張拉完畢后方可脫模。

2.6 預應力施工

2.6.1 預應力張拉

（1）預應力張拉前宜對孔道進行摩阻試驗，測試管道摩阻系數，保證實際管道與設計管道摩阻引起的預應力損失一致。為減少混凝土的收縮徐變對預應力的不利影響，預應力束張拉前，應同時檢測混凝土強度及其彈性模量，在兩者均滿足設計要求時，方能張拉。

（2）每次錨具安裝好后必須及時張拉以防其在張拉前生銹，張拉前檢查錨具錐孔與夾片之間、錨墊板喇叭口內有無雜物;張拉用千斤頂與壓力表應標定配套使用，標定時千斤頂活塞運動方向應與實際張拉工作狀態一致;應在橋面上鋪設塑料薄膜后，再擺設張拉設備，防止液壓油污染橋面。

（3）施工中不能隨意更改預應力束張拉順序，預應力張拉必須均衡、對稱，每次張拉必須在技術員在場的情況下進行，張拉應有完整的張拉記錄。嚴格控制張拉力與張拉時間，嚴禁超限張拉，減少梁體徐變差異。

2.6.2 壓漿

（1）管道壓漿前應檢查管道的通暢情況，檢查采用通風，不可注水檢查。本工程采用高速制漿設備，要求轉速在1 000 r/min，以保證水泥漿在水中充分接觸，使其流動度、泌水性達到規范要求。壓漿前應采用接長出漿管至梁底以下或修筑排污管道至梁底以下的措施排污，防止水泥漿污染成品箱梁外觀。

（2）張拉工序完成后，用水泥封堵錨頭外面鋼絞線，鋼絞線露出封錨水泥砂漿2 cm，使壓漿時管道內的空氣及水泥漿里多余水分泌出。封堵水泥有一定強度后，先用高壓水將孔道沖洗干凈，再用空壓機吹去孔道內積水。

（3）壓漿時水泥漿流動度要求在14～18 s，真空度要求在-0.06～0.1 MPa，壓漿壓力宜為0.5～0.7 MPa。出漿口出濃漿，穩壓時間3～5 min，壓漿密實，避免銹蝕，保護鋼絞線。

3 結語

總之，本工程掛籃懸臂澆注施工過程中，根據現場的實際情況，對掛籃和模板安裝、鋼筋和預應力管道的安裝、混凝土的澆筑、預應力張拉等施工環節進行了控制，施工期間未出現質量安全事故，各項監控、檢測數據正常，梁體外觀和幾何尺寸符合設計要求，取得了良好的施工效果。目前本橋梁工程已完工，一次性通過了竣工驗收，取得了較好的社會和經濟效益。

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收稿日期：2020-05-27