連續(xù)梁短邊跨直線段及合攏段掛籃同步施工技術(shù)

劉 潁 （中鐵四局集團(tuán)第二工程有限公司，江蘇 蘇州 215000）

1 工程概況

甬江左線特大橋引橋（40+72+40）m連續(xù)梁位于寧波市江南路與經(jīng)七路交叉口南側(cè)。邊墩高度為31m，梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。在中支點(diǎn)處梁高為5.8m，邊支點(diǎn)和跨中處高度為3.2m。主跨為10個(gè)節(jié)段，邊跨為11個(gè)節(jié)段，A9#塊為邊跨合龍段，A10#塊為邊跨現(xiàn)澆段，連續(xù)梁全橋布置圖（中心對(duì)稱，半橋模型）如圖1。

圖1 （40+72+40）m連續(xù)梁立面圖（半橋模型）單位：cm

2 工程特點(diǎn)

72m連續(xù)梁邊跨直線段長(zhǎng)3.6m，重124.35t，邊跨合攏段長(zhǎng)2m，重50.8t。該橋?yàn)楦叨斩踢吙缰本€段連續(xù)梁，邊跨現(xiàn)澆段重量不大。根據(jù)短邊跨直線段與邊跨合攏段同步施工和邊跨直線段與邊跨合攏段分開施工對(duì)最終的成橋橋結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)影響不大,且同步施工所需要的支架可利用懸臂段掛籃的特點(diǎn)，可在邊墩上設(shè)置鋼管立柱作為掛籃前支點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算邊跨直線段及合攏段、掛籃支架的重量，在跨中進(jìn)行合理配重，完成短邊跨直線直線段及合攏段的同步施工。這種施工方法能降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高施工進(jìn)度。

3 掛籃簡(jiǎn)介與前支點(diǎn)掛籃設(shè)計(jì)

72m連續(xù)梁0#段施工完成后，在0#段上拼裝掛籃，施工懸臂段。掛籃主體結(jié)構(gòu)采用剛度大的“321”型貝雷梁結(jié)構(gòu)，每幅掛籃由兩組主桁組成，每組主桁長(zhǎng)12m，截面由4片貝雷梁通過鋼支撐架連接成整體，兩組主桁間分別在掛籃前支點(diǎn)和前端處橫向用桁架連接(簡(jiǎn)稱平聯(lián))，形成一個(gè)整體穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，用2I32工字鋼作前后錨梁，φ32IV級(jí)鋼作吊、錨桿，掛籃后支點(diǎn)處設(shè)鋼支墩。掛籃側(cè)面圖如圖2。

圖2 掛籃結(jié)構(gòu)立面圖

施工懸臂段時(shí)，結(jié)構(gòu)屬于后支點(diǎn)掛籃，其力學(xué)原理是懸臂結(jié)構(gòu)狀態(tài)，掛籃尾部采用精軋螺紋鋼錨固在已澆筑的梁段頂板，端部懸挑，其長(zhǎng)度長(zhǎng)于待澆筑梁段，通過錨固裝置及支點(diǎn)將掛籃所承受的重量傳遞到已澆梁段。

72m連續(xù)梁邊跨直線段長(zhǎng)度為3.6m，邊跨合攏段長(zhǎng)2m，為短邊跨直線段施工?？紤]到掛籃的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)要求及資料，將后支點(diǎn)掛籃的懸臂狀態(tài)轉(zhuǎn)為前支點(diǎn)掛籃的簡(jiǎn)支狀態(tài)，從而減少掛籃的撓度和彎矩，提高掛籃的承載能力，完成短邊跨直線段及合攏段的同步施工。這種施工技術(shù)使施工難度降低，節(jié)約施工周期及項(xiàng)目成本，并且降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

后支點(diǎn)掛籃與前支點(diǎn)掛籃的結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)式如圖3所示。

圖3 掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

4 前支點(diǎn)掛籃同步施工的關(guān)鍵技術(shù)

施工時(shí)所用的掛籃需要支撐邊跨直線段及合攏段混凝土重量及其它施工荷載，因此要求整個(gè)掛籃及支架體系安全可靠，以保證施工安全。結(jié)合72m連續(xù)梁施工，對(duì)連續(xù)梁短邊跨直線段及合攏段前支點(diǎn)掛籃同步施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。

4.1 前支點(diǎn)掛籃施工及受力檢測(cè)

掛籃主體部分不變，原先掛籃的單側(cè)單桁貝雷片為4片加強(qiáng)，總長(zhǎng)為12m；現(xiàn)將掛籃前端沿邊跨方向增加2片貝雷片，長(zhǎng)度變?yōu)?8m。掛籃前端采用P530×10鋼管作為貝雷梁的支撐構(gòu)件，鋼管頂端加設(shè)鋼板，鋼管底部作用在墩身簡(jiǎn)支梁側(cè)。底縱梁長(zhǎng)度不變，前端伸入墩身頂，直接坐落于墩身支座旁，采用墊鋼板和調(diào)整精軋螺紋鋼調(diào)整底縱梁標(biāo)高，使之與邊跨直線段標(biāo)高合理，符合設(shè)計(jì)要求。后錨點(diǎn)位置不動(dòng)，而在A8#段形成后支點(diǎn)，后錨點(diǎn)和后支點(diǎn)之間的貝雷梁主桁之間墊設(shè)2I400工字鋼。前支點(diǎn)掛籃立面示意圖，如圖4，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工圖如圖5。

圖4 邊跨直線段前支點(diǎn)掛籃立面圖

圖5 施工現(xiàn)場(chǎng)前支點(diǎn)掛籃立面圖

掛籃吊桿采用φ32.5的PSB785的精軋螺紋鋼，計(jì)算最大應(yīng)力σ=276.8MPa＜785MPa.安全系數(shù)K1=785/276.8=2.83，故掛籃滿足受力要求。掛籃前支點(diǎn)為兩根P530鋼管，計(jì)算鋼管最大應(yīng)力σ=21.2MPa＜215MPa，鋼管立柱滿足強(qiáng)度要求。

4.2 A8#梁段預(yù)應(yīng)力施工

72m連續(xù)梁前支點(diǎn)掛籃整體現(xiàn)澆短邊跨直線段及合攏段時(shí)，掛籃后支點(diǎn)在A8#段上，與前支點(diǎn)P530鋼管形成簡(jiǎn)支梁體系，在A8#段會(huì)產(chǎn)生較大支反力，因此必須確保A7#段與A8#段銜接面的穩(wěn)定性。A7#與A8#段之間主要靠摩擦力形成整體，A8#段的預(yù)應(yīng)力施工是關(guān)鍵，確保預(yù)應(yīng)力張拉及孔道壓漿均符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。混凝土與混凝土之間的摩擦面系數(shù)取0.6，作用在A8#段上支反力為1396.4kN，A8#段的自重1058.2kN，4束鋼絞線張拉控制力：N=10155.6kN，銜接面產(chǎn)生的摩擦力：f=μN(yùn)=6093.4kN＞1058.2+1396.4=2454.6kN，安全系數(shù)：K1=6093.4/2454.6=2.48，滿足要求。銜接面計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6。

圖6 銜接面計(jì)算簡(jiǎn)圖

4.3 墩頂實(shí)心段平臺(tái)處理

在支座寬度橫橋向范圍之內(nèi)，堆砌紅磚，圍成圍槽，填滿中粗砂，夯實(shí)。頂面采用砂漿做2cm抹面找平，作為實(shí)心段底模板使用。底?？v梁總長(zhǎng)為6m，使用掛籃澆筑的梁段為A9#塊和A10#塊一部分，總長(zhǎng)為3.5m；前后托梁按照梁段長(zhǎng)度適當(dāng)調(diào)整底?？v梁的錨固位置。底?？v梁80cm以內(nèi)置于墩頂支座墊石外側(cè)，采用墊設(shè)方木的方式調(diào)整底模縱梁的標(biāo)高。底縱梁擔(dān)在墩頂部分會(huì)承受掛籃及現(xiàn)澆混凝土部分作用力，因此墊設(shè)的方木需緊密，墩頂圍槽作為底模，圍槽內(nèi)需填壓密實(shí)。墩頂平臺(tái)施工示意圖如圖7所示。

圖7 邊跨直線段墩頂平臺(tái)施工圖

4.4 澆筑過程中跨配重

為了抵抗懸臂現(xiàn)澆施工中產(chǎn)生的不平衡彎矩作用，在中跨墩身上設(shè)置臨時(shí)固結(jié)，由于采用掛籃整體現(xiàn)澆邊跨直線段及合攏段故在中跨B8#段增加配重，配重重量大小按照模型計(jì)算的掛籃支反力來確定，采用混凝土預(yù)制塊作為配重。在邊跨段及合攏段混凝土澆筑過程中逐漸增加配重，以平衡臨時(shí)臨時(shí)固結(jié)處的不平衡彎矩，其示意圖如圖8。

圖8 配重示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

通過甬江左線特大橋引橋（40+72+40）m連續(xù)梁實(shí)際施工表明：連續(xù)梁短邊跨直線段及合攏段前支點(diǎn)掛籃同步施工技術(shù)是可行的，該技術(shù)提高了施工進(jìn)度和效率，為保證施工質(zhì)量和進(jìn)度提供了有力保障。未來掛籃設(shè)備趨向規(guī)格化、系列化、工廠化，重復(fù)利用率高，有利于縮短工期、節(jié)約成本。本文介紹的前支點(diǎn)掛籃在短邊跨連續(xù)梁中的應(yīng)用，就是掛籃結(jié)構(gòu)多元化的一種體現(xiàn)，以供橋梁設(shè)計(jì)、施工單位參考。