公路大跨徑預應力連續梁橋掛籃施工控制

衛林 中鐵一局集團橋梁工程有限公司

1.工程概況

烏海黃河特大橋工程東起于規劃中的110國道K1105+050與109國道之間的連接線LK19+400處，設置起點互通一座。本項目橋梁部分包含正橋及互通立交橋梁，正橋起始里程K1105+613.5～K1106+743.5，全長1.13 km。主橋跨徑布置為（120+220+120）m中央索面變高度混凝土連續箱梁部分斜拉橋，全長460m。主梁橫斷面為變高度混凝土連續箱梁，單箱三室，外腹板為斜腹板，斜率為1：3.209，中腹板為直腹板，梁高為4.0～8.5m（梁高為箱梁中心處高度，不含梁頂加厚塊）。頂板寬33.5m，底板變寬23.5～20.695，兩側挑臂各長4.0m，頂面設1.5%雙向橫坡。中跨合龍段長為2m，底板寬23.5m，頂板寬33.5m，高為4.0m，頂板標準厚為0.3m，底板標準厚為0.28m，邊腹板厚為0.65m，中腹板厚度為0.5m。

2.掛籃及模板就位

2.1 掛籃設計

本橋梁設計懸臂較長，依據施工圖紙要求，盡量減輕施工臨時荷載，本工程設計為輕型三角掛籃，且烏海地區風沙較大，因為三角掛籃重心底，可降低大風對掛籃的影響，為了使三角掛籃達到菱形掛籃施工的操作空間，將三角掛籃后上橫梁斷開，增大上桁架剛度，確保掛籃的安全性。

2.2 拼裝就位

掛籃拼裝工序如下：安裝滑道→吊裝主梁→拼裝主梁立柱桁架→吊裝后上橫梁、前上橫梁，使主梁構成一個穩定體系→安裝前、后吊帶→拼裝底模，前下橫梁、后下橫梁和底模縱梁及模板組成一個底模系整體→完成外側模系統→安裝內模及其內模滑梁→調整模板整個掛籃安裝完畢。

2.3 掛籃預壓

掛籃預壓采用底模加預壓沙袋逐級加載的方法。總荷載為節段最大重量的1.1倍。首次加載50%，第二次加載至75%，最后加載至100%。每一級加載后持荷60min，并對掛籃全面檢查，做好記錄，情況正常后，再進行下一級的加載。全部壓載完成后，每隔2h對掛籃進行一次觀測，當掛籃變形量趨于穩定時且全部荷載堆載完成后不小于24h停止壓載，并卸載。預壓目的是檢測掛籃的變形，并清除掛籃非彈性變形，同時為2#段立模高程提供依據。

2.4 掛籃的行走

當對前節梁段灌注完畢后，按設計對預應力進行張拉，張拉完成后壓漿，壓漿強度達到設計強度的75%后，方可移動掛籃，掛籃的移動必須遵照以下步驟進行：

（1）主梁后錨桿稍松開，用千斤頂將主梁頂起，將滑道采用卷揚機滑移到位并將其錨固，然后將主梁落下，利用油頂將主梁進行滑移，主梁的前移帶動側模系統、底模系統及內滑梁整體移位；（2）掛籃及模板系統在主梁前移時同步前移，到位后，用吊桿從箱梁頂板預留孔道穿過與側模縱梁上的吊架連接，將側模系統托起；（3）后下橫梁滑移到位后，中間錨固于已成梁段上，兩邊與后上橫梁用吊桿連接。前下橫梁用吊桿與前上橫梁連接；（4）調整底模系統中線、標高；（5）將底模系統與已澆梁段底板、側模系統與翼緣板及腹板外側密合，并將后吊桿打緊；（6）調整側模系統中線、標高；（7）將內模系統拖移到位，并調好中線及標高。

2.5 掛籃線形控制

平面線形控制和標高控制是掛籃施工線形控制的兩個基本內容。其中，標高控制難度較大，標準更高。在實現標高的合理控制中，需要分析多種荷載下的撓度。其次，調節模板高度，避免掛籃的應用超過立模標高誤差。最后，嚴格控制掛籃的質量，盡量選擇高強度、高承載能力的掛籃應用到項目施工中，避免施工過程中掛籃出現變形的狀況。

3.合龍段施工

3.1 合龍段總體施工工藝

主梁采用先施工邊跨現澆段，再施工邊跨合龍段，最后施工中跨合龍段的順序，在中跨合龍前，即邊跨合龍預應力束張拉完成后，解除主墩臨時固結約束，然后中跨合龍勁性骨架鎖定，施工合龍段混凝土，完成體系轉換。

3.2 中跨合龍掛籃定位

在施工主梁34#節段時，2#墩中跨掛籃后退至33#節段，1#墩中跨掛籃滑移到位后錨固。待34#節段施工完成后，掛籃主體不動，滑移側模系統，清理雜物，重新鋪設底模板，利用掛籃平臺作為合龍托架施工合龍段。考慮到掛籃平臺懸臂受力及模板與合龍口緊貼，在平臺縱梁端部位置設置一道橫向分配梁，根據梁體結構受力設置錨固點，上端與合龍勁性骨架錨固。掛籃前吊桿位于合龍段內，φ32mm精軋螺紋鋼吊桿采用φ50mm波紋管進行包裹，便于后期拆除。

3.3 解除臨時固結

主墩臨時固結約束解除時間為邊跨合龍預應力束張拉完成后、中跨勁性骨架鎖定前實施。一是釋放梁體內力，使梁體在自然狀態下合龍；二是支座反力調整，確保結構體系的安全轉換。

3.4 監控量測

合龍段施工前，提前3d對近期白天和夜間溫度進行監測，總結摸索出近期溫度最低且穩定的時間段，同時通過主梁節段預埋的監測點，量測出不同時間、不同溫度下的懸臂端梁段的軸線、高程和梁長隨溫度變化產生的變化值，通過分析與總結在不同溫度下的變化以指導合龍段施工。

合龍段施工中，在配重前后、勁性骨架鎖定前后、混凝土澆筑前后及預應力張拉前后等工序，對合龍段兩端梁面線形位置及高程進行精確測量，確定最佳的勁性骨架鎖定與混凝土澆筑時間，確保主梁線形符合設計要求。為減小測量誤差，測量安排在氣溫不高且大致相同時進行。

3.5 加載配重調整標高

掛籃底模系統安裝就位后，需要調整合龍口標高，合龍口標高可采用水箱配重的方法調整。合龍段水箱配重前根據測量結果和監控數據，算出合龍段混凝土的重量在兩邊梁端上的分配，根據分配重量計算出兩邊梁端的撓度，按撓度等效原則在合龍段兩邊梁上設置水箱并確定加水量。在混凝土澆筑過程中根據澆筑混凝土方量逐漸減載換重，水通過水管排出橋面。排水量嚴格按照混凝土澆筑方量控制，可在水箱上作刻度標記，以便控制放水量，放水量與合龍段混凝土澆筑量相差不超過5t，使主梁在澆筑合龍段之前內力分布情況與在澆筑合龍段過程中及澆筑完成后一致。

3.6 勁性骨架鎖定

勁性骨架的鎖定是關鍵工序，要求快速、對稱進行，并保證焊縫質量符合規范要求。勁性骨架采用雙拼I56型鋼，頂板骨架布置7道，長度為630cm，底板骨架布置6道，長度為370cm，骨架與合龍段兩側梁端預埋鋼板焊接，起臨時連接作用。在解除主墩臨時固結約束，且合龍段標高達到監控和設計要求后，進行合龍勁性骨架的鎖定，鎖定時間應在一天中溫度較低且比較穩定時進行鎖定。

通過掛籃和勁性骨架的鎖定，合龍段與兩側梁段連在一起，在混凝土澆筑前，主梁在結構上已經達到合龍狀態。

3.7 合龍段質量控制

（1）中跨合龍段在焊接勁性骨架及澆筑混凝土之前要對懸臂端進行等效的配重預壓，在預壓配重時應注意兩端的重量及預壓位置。（2）在中跨合龍段澆筑混凝土過程中，中跨配重同步撤除。（3）臨時固結的拆除，應均衡對稱進行。提前應測量各梁段高程，并在解除過程中，注意各梁段的高程變化。如有異常情況，應立即停止作業，找出原因及時糾偏，以確保施工安全。（4）合龍段混凝土澆筑應在一天中氣溫較低時進行，保證合龍段新澆筑的混凝土處于氣溫上升的環境中，在受壓的狀態下達到終凝，以防混凝土開裂。

4.結束語

烏海黃河特大橋已經施工完成，其中主梁掛籃安全跨越了2個冬季，經受了低溫，大風沙天氣，實現了主梁中跨合龍精度平面位置和高程全部在10mm以內，實踐證明在開展預應力混凝土連續橋梁建設施工的過程中，掛籃施工技術的應用水平可以直接影響整個項目的施工質量和安全。