福廈鐵路萩蘆溪特大橋連續梁掛籃懸臂澆筑法施工技術應用

張祿

掛籃懸臂施工是連續梁橋施工中技術含量最高、難度最大的施工方法，施工時應針對各道工序的特點，精心組織，科學安排施工，精準控制線性變化，才能在保證工程質量的前提下，發揮出連續梁橋的結構性能優點。本文依托新福廈鐵路萩蘆溪特大橋（60+100+60）m 連續梁跨越萩蘆溪和既有湄渝高速公路為施工背景，通過闡述了掛籃懸臂澆筑法施工技術在其施工過程中的成功應用，著重強調了連續梁鋼管支架結構安全設計和驗算的重要性；同時針對該橋連續梁跨度大、節段多、工期緊及上跨高速公路安全隱患大等因素，詳細介紹了大跨度連續梁懸臂施工技術及線形控制等方面的內容，為今后類似橋梁施工提供參考。

一、工程概況

新建福廈鐵路FX-3 標段萩蘆溪特大橋（DK066+117.29）位于福建省莆田市境內，起訖里程：DK065+623.510 ～DK066+611.070，橋梁全長987.56m。萩蘆溪特大橋為雙線橋，線間距5.0m，在DK066+317.080 ～DK066+538.880 段采用跨度為（60+100+60）m 連續箱梁，于DK066+430.38 處上跨湄渝高速，上跨處設計凈空為5.5m。

本連續梁結構：上部結構采用單箱單室預應力混凝土箱梁，橋面總寬12.6m，梁全長221.5m，主墩2 個T 構梁段對稱劃分，墩頂0#段長14m，兩側對稱分1#-14#梁段長度為2.5-4m；邊跨支架現澆梁段長9.5m；中跨合龍段2.0m。連續梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，0#段采用支架法施工，主梁混凝土型號為C50。

二、工程特點

萩蘆溪特大橋梁部施工要橫跨萩蘆溪，施工場地緊鄰廟宇和基本農田，線路方向與既有福廈鐵路并行。因此連續梁段采用掛籃懸臂施工主要面對以下幾個方面難點：

（1）針對橋墩樁基水中施工、上跨河道澆筑大體積混凝土等難點，采取何種有效措施確保河道不受影響是施工前要充分考慮的。

（2）橋梁上跨既有繁忙運營的高速，存在主體交叉施工的難題，現場施工機械配合難度高，如何確保0#塊和現澆梁的直線段承載變形保持穩定，確保順利合龍存在一定難度。

（3）連續梁跨度大，節段多，施工周期長，施工難度大，工期緊。

三、橋梁懸臂掛籃施工流程

1.橋梁工程施工順序

懸澆連續梁施工順序為：墩頂立支架或托架、預壓、澆筑、張拉0#塊→拆除0#塊支架→0#塊掛籃安裝就位→各梁段對稱懸臂施工或邊跨直線段支架法現澆→邊孔合龍→中孔合龍→拆除臨時支墩、解除梁端鎖定→形成連續梁。

2.墩頂現澆段（0#塊）施工

墩頂臨時錨固措施采用鋼筋連接，預埋于主墩的Φ32 精軋鋼筋130 根，深入墩頂及梁部的錨固長度不小于1000mm，M50 臨時硫磺砂漿支座布置在22#、23#兩個主墩墩頂順橋向兩側、前后對稱布置4 個。

搭設支架前對原地面進行徹底清理，經地基觸探后對強度不足處進行換填碎石類土，分層碾壓、高出地表30cm，并立模硬化基礎。支架采用Φ48mm 鋼管，立桿間距為90cm、橫桿間距為60cm。底模采用定制鋼模板，側模采用6mm 鋼板，邊框采用12mm 鋼板，橫肋采用[8槽鋼，桁架采用[10 槽鋼，底模面板采用6mm 鋼板，邊框采用12mm 厚鋼板，橫肋采用[10 槽鋼。此外安裝時要根據體結構高程、尺寸考慮預留施工拱度，底模與內模要設拉桿固定，防止澆筑砼時移位；起吊底模就位后，調整其標高和位置，將其與支架頂部縱梁焊接牢固，吊裝側模，側模兩端用鋼絲繩與支架連接，整體模板采用螺栓連接。綁扎底板鋼筋，安裝預應力孔道，模板檢查合格后澆筑混凝土。混凝土養護強度達90%后，再進行預應力鋼筋的張拉、壓漿和封錨。

為確保連續梁0#段、邊跨直線段澆筑混凝土時鋼管支架結構穩定安全，施工方案編制過程中要由上而下逐個對受力桿件進行驗算，根驗算結果調整鋼管支架布置方式。具體計算內容應包括方木、縱梁、橫梁、鋼管支架和地基處理驗算。

3.懸澆梁塊段施工

（1）施工工藝流程

懸澆梁段施工工藝見圖1。

圖1 懸澆梁塊段施工工藝流程圖

（2）掛籃施工

①掛籃結構

施工掛籃為輕質菱形掛籃，其結構分為菱形主桁架及連接部位，組成主承重系統、底籃、懸吊系統、后錨及行走系統、模板系統，兩片菱形主桁架橫向間距6.3m。掛籃結構見圖2。

圖2 掛籃結構示意圖

②掛籃拼裝

掛籃拼裝順序：軌道安裝→安裝反扣輪組及前滑移支座→吊裝主構架→安裝主構架之間的橫聯中門架及后吊梁→用精軋螺紋鋼將主構架后端錨固→吊裝前上橫梁及吊桿→安裝吊桿吊帶→安裝底托系統→安裝外模→安裝內模→安裝操作平臺→安裝防護平臺。

在已澆好的0#梁段頂面嚴格按照拼裝順序進行掛籃拼裝，并進行檢查驗收。

③掛籃靜載試驗

掛籃拼裝完畢后，通過荷載試驗得出掛籃的承載能力及所有荷載作用下的變形數據。試驗時以施工中掛籃受力最不利的梁段荷載進行加載，在最大荷載作用下得出掛籃控制桿件的內力，從而計算出掛籃得實際承載能力，掌握掛籃施工過程中的實際安全系數，保證掛籃的安全作業。加載方法可根據現場的實際條件確定，一般可采取堆積砂包模擬加載或通過千斤頂和錨固于承臺內的錨碇對拉反壓加載。靜載試驗可以充分消除掛籃產生的非彈性變形，懸澆施工過程中，梁段施工預拱度的設置要充分考慮掛籃的彈性變形量。此外還要通過軟件模擬不同階段荷載作用下掛籃產生的撓度進而繪制出掛籃的荷載—撓度曲線，以此數據變化指導懸臂施工的線性控制。在混凝土澆筑過程中，尤其注意以橡膠條塞緊內外模連接處控制漏漿情況，從而達到更好的澆筑效果。

④掛籃行走

掛籃在一梁段混凝土澆筑及預應力鋼絞線張拉完成后，沿行走軌道走行到下一梁段施工位置，以此循序漸進至所有梁段施工完成。

⑤掛籃拆除

懸澆梁段施工完畢后，進行掛籃結構的拆除工作。拆除順序為：先通過拆零取出的方式拆除內模系統，再通過卷揚機整體吊放的方式依次拆除側模系統和底模系統，最后主桁架先行走后退到主墩附近再經吊機拆零取下。

（3）位移測點布置

圖3 連續梁橋線形監測布置點示意圖

撓度觀測數據是控制橋的線性最重要的基礎。0#塊上設有15 個高程點，為了控制頂板的設計標高，并為后續懸澆提供參考點。在懸置階段，每個梁段監測斷面均設置5 個高程觀測點，可以測量箱梁的撓度和觀察箱梁的扭轉變形。觀測點可在梁段鋼筋上焊接圓鋼，并打磨暴露出混凝土表面0.5-1cm，用紅漆做標記。

萩蘆溪特大橋連續梁的結構線形控制，主要通過理論仿真和實測驗證監控各梁段斷面的標高及經軟件模擬控制施工變量的方法收集繪制出掛籃的荷載—撓度曲線，以此數據變化指導監控懸臂施工過程中的橋梁線性變化，再采取相應有效措施加以控制，達到確保安全的目的。

4.邊跨直線段施工

邊跨現澆段采用支架或托架一次性整體澆筑。

5.合龍段施工

萩蘆溪特大橋連續梁合龍施工時，采取先邊跨、再中跨合龍的順序。施工時要注意，合龍時天氣溫度及合龍段兩端懸臂標高、軸線允許數值應符合設計或規范要求。

邊跨合龍梁段施工步驟：“T 構”懸臂澆筑及邊跨等高度現澆段施工完畢后，搭設合龍段支架，另一側用水箱進行配重，立模板綁扎好鋼筋后鎖定安裝邊跨合龍段預應力管道，在低氣溫條件下澆筑砼，然后逐級卸除水箱配重，養護達標后張拉及錨固預應力鋼筋，最后拆除支架。

中跨合龍梁段采用合龍吊架施工，合龍吊架和模板采用施工掛籃的底籃及模板系統。施工步驟：邊跨合龍完成后，后移掛籃至適宜位置，安裝吊架同時加配重水箱，立再模板綁扎好鋼筋后鎖定安裝合龍段預應力管道，然后在低氣溫條件下澆筑砼，然后逐級卸除水箱配重養護達標后張拉及錨固預應力鋼筋，最后拆除合龍吊架。

四、結語

萩蘆溪特大橋（60+100+60）m 連續梁采用菱形掛籃施工，安全可靠，產生良好的經濟效益。通過萩蘆溪特大橋施工實踐，可以得出預應力混凝土連續梁懸臂掛籃施工有以下優點：適用于建設橫跨通航河流、陡峭峽谷連接、上跨道路交叉施工的橋梁，同時可以做到在保持橋下安全凈空不受影響的前提下，通過較為簡單的施工組織、移動靈活的掛籃行走達到提高質量、安全、進度的優點。