濮陽特大鐵路連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工技術(shù)及應(yīng)用

楊 磊

（中鐵十八局集團第一工程有限公司，河北 涿州 072750）

懸臂澆筑施工采用的主要設(shè)備為掛籃，掛籃可在張拉錨固并和墩身形成的整體梁端上進行移動。在連續(xù)梁施工中，鋼筋綁扎、立模、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力施工等工序都在掛籃上完成。本段施工完成后會移動到下一節(jié)段繼續(xù)施工，通過循序漸進的方法，直到全部梁端都完成施工。懸臂澆筑施工技術(shù)起源于20 世紀60 年代，特性和優(yōu)勢顯著，經(jīng)多年發(fā)展已愈發(fā)完善，被廣泛應(yīng)用在連續(xù)梁施工中。具體施工中對通行的影響較小，梁端逐步施工，各項工作都在掛籃上完成，以保證連續(xù)梁施工的穩(wěn)定性和整體性。基于此，開展跨G45 大廣高速特大鐵路連續(xù)梁懸臂澆筑施工研究尤為必要。

1 工程概述

鄭濟鐵路ZPZQ-Ⅱ標濮陽特大橋跨越大廣高速（采用3 孔一聯(lián)）的連續(xù)梁一座，連續(xù)梁位于790#、791#、792#、793#墩上。技術(shù)參數(shù)為：跨大廣高速連續(xù)梁主跨采用無碴軌道（48+80+48) m 預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。橋梁建筑總寬12.9m，梁全長177.6m。

全橋共47 個節(jié)段，其中，0#塊：2 個，單個長12m ；掛籃懸澆段：40 個，最重節(jié)段 153.449t ；合攏段：3 個；支架現(xiàn)澆段：2 個。梁體為單箱單室、直腹板、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.6m，底寬6.7m，頂板厚385～635mm，按直線線性變化；腹 板 厚900mm～700mm～480mm～600mm，按 直 線線性變化；底板厚1 000mm～400cm，按直線線性變化；全聯(lián)在端支點、中支點處共設(shè)4 道橫隔板，橫隔板厚分別為2.4m、1.25m，中支點處距橫隔板0.8m 設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。橋面寬度：防撞墻內(nèi)側(cè)凈寬9m，橋面板寬12.6m，橋梁建筑總寬12.9m。梁全長177.6m，計算跨度為（48+80+48）m，中支點截面中心處梁高6.635m，邊跨7.75m 直線段，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.75m。0 號梁段和12 號梁段在墩頂采用支架法現(xiàn)澆，1-10 號梁段采用掛籃施工，11 號梁段為合龍段。

2 跨G45 大廣高速特大鐵路連續(xù)梁懸臂澆筑施工要點

2.1 連續(xù)梁施工

跨大廣高速連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法施工，連續(xù)梁0#塊、邊跨直線段采用支架法現(xiàn)澆。懸澆段、0#塊外模板采用定型鋼模板，邊跨現(xiàn)澆段外模采用鋼板；0#塊、邊跨現(xiàn)澆段底模采用鋼板，懸澆段底模采用定型鋼模板；內(nèi)模采用小塊組合鋼模板形式。懸灌段采用菱形掛籃施工，在0#塊上安裝掛籃主構(gòu)架，按照順序施工懸澆段直至合攏段。合攏段施工時先合龍邊跨，拆除臨時固結(jié)，張拉壓漿后再合龍中跨，進行連續(xù)梁縱向通長束張拉，完成體系轉(zhuǎn)換[1]。連續(xù)梁懸臂法澆筑施工見圖1。

圖1 連續(xù)梁懸臂法澆筑施工示意

2.2 0#梁段施工分析

2.2.1 永久支座安裝

該橋采用橋梁大調(diào)高量支座，均采用重力式灌漿法安裝施工。

（1）支座安裝前，清理干凈鑿毛支座就位處的支承墊石表面，再通過測量放樣法確定支座位置并放出頂面標高，經(jīng)調(diào)平處理后預(yù)留出地腳螺栓孔[2]。

（2）安裝灌漿用模板，用清水浸濕墊石表面并不留積水。灌漿用模板采用預(yù)制鋼模，在底面設(shè)置一層4mm 厚橡膠防漏條，在支承墊石表面采用膨脹螺栓固定。支座模板安裝見圖2。

圖2 支座模板安裝示意

（3）調(diào)整支座四角，保證四個角在同一水平面上，在支座底面和支承墊石之間需留出20～30mm的空隙，為灌漿提供良好條件[3]。

2.2.2 臨時支墩設(shè)置

由于球形鋼支座不能承受連續(xù)梁在懸臂澆筑過程中產(chǎn)生的不平衡力矩，施工時應(yīng)將墩梁臨時固結(jié)，設(shè)置情況如下：墩身施工時，在臨時支墩位置按設(shè)計圖紙預(yù)埋φ32mm 鋼筋，三根一束，深入墩頂以下1.0m，伸入梁體內(nèi)1.0m。臨時支墩平面布置見圖3。

圖3 臨時支墩平面布置（單位：mm）

墩身澆筑完成后，按照設(shè)計圖紙尺寸和標高澆筑臨時支墩砼。砼采用罐車運輸，吊車吊裝入模，人工振搗，施工工藝與墊石施工相同。養(yǎng)生采用土工布覆蓋并灑水。邊跨合龍后，張拉設(shè)計預(yù)應(yīng)力束，鑿除臨時支墩混凝土，落梁，將中支點水平方向臨時約束，完成第一階段體系轉(zhuǎn)換。

2.3 懸臂澆筑梁段施工

2.3.1 掛籃配置及構(gòu)造

采用菱形掛籃作為主要懸澆設(shè)備。掛籃主要由橋面菱形主桁系統(tǒng)、懸吊、行走系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板系統(tǒng)組成。設(shè)計時根據(jù)該橋梁段尺寸及重量進行受力計算，并按規(guī)定考慮安全系數(shù)，最終確定四大系統(tǒng)各桿件型號和尺寸。

2.3.2 掛籃預(yù)壓

消除掛籃的非彈性變形和確定變形的曲線值，以利于箱梁懸澆標高控制。掛籃預(yù)壓壓重為懸臂梁段重量（最重梁段）的1.2 倍，3#塊為最重梁段，重量153.449t，則預(yù)壓重量為153.449×1.2=183.14t。采用堆預(yù)壓塊的加載方式進行預(yù)壓，分5 級加載進行，20%-40%-60%-100%-120%[4]。

懸澆梁前端標高要預(yù)留掛籃彈性變形量，首先計算前吊帶承受的拉力，按下式計算：

式中，F(xiàn) 為前吊帶拉力；G 為連續(xù)梁懸臂澆筑梁段的總重量；l1為此連續(xù)梁懸臂澆筑段到桁架前支座的距離；M 為模板和滑梁的重量；l2為模板和滑梁的重心到桁架支座的距離；L 為前吊帶到桁架支座的距離。

在施工中，吊籃每套承受二分之一總拉力，根據(jù)測得彈性變形曲線，算出變形量再加上吊帶變形量即為預(yù)設(shè)預(yù)拱度。

2.3.3 邊跨現(xiàn)澆段施工

連續(xù)梁邊跨12#段長7.75m，高3.852m，底板寬6.7m，底板厚80-40cm，腹板厚60-48cm，頂板厚63.5-38.5cm，重量249.756t。12#段為邊跨現(xiàn)澆段，采用支架現(xiàn)澆法施工。現(xiàn)澆梁段采用搭設(shè)現(xiàn)澆滿堂碗扣支架施工，支架頂鋪設(shè)1 層10×10cm方木，間距30cm ；支架橫向在翼緣范圍內(nèi)間距90cm*60cm，腹板范圍內(nèi)間距為60cm*30cm，底板范圍內(nèi)60cm*60cm 側(cè)面；支架平面投影周邊寬100cm 以上的位置，其底部1m 范圍內(nèi)采用AB 組填料基底換填+頂面30cm 砼硬化處理，換填按每層壓實厚度30cm 進行分層填筑壓實。壓實機具采用小型夯機進行夯實直至達到設(shè)計規(guī)范要求[5]。

2.4 合龍段施工

合龍順序為先邊跨合龍再中跨合龍。該聯(lián)連續(xù)梁共3 跨，根據(jù)施工設(shè)計圖要求邊跨、中跨合龍段均采用吊架法施工，吊架利用施工掛籃底模和外模系統(tǒng)。當791、792＃墩T 構(gòu)施工張拉壓漿結(jié)束后，移動邊跨端掛籃，進行邊跨合龍段施工。為了減少兩端懸臂受溫度變化的影響可能產(chǎn)生縱向伸縮使合龍段節(jié)段長度變化，從而導(dǎo)致合龍段混凝土凝固過程中受到張拉或壓縮的影響而產(chǎn)生裂縫，在澆筑合龍段混凝土前采用剛性連接。

合龍段合龍時，相鄰兩懸臂端的高程差不超過15mm，以便必要時對合龍工藝采取相應(yīng)措施。合龍梁段混凝土應(yīng)在一天中氣溫最低時間段內(nèi)快速、連續(xù)澆筑[6]。混凝土采用微膨脹混凝土，等級較設(shè)計要求提高一級。在合龍前解開邊跨現(xiàn)澆段的活動支座鎖，確保張拉時自由位移及溫度變化不產(chǎn)生約束。合龍段外部剛性連接按設(shè)計圖紙施工，合龍段施工的一個懸臂端鋼板預(yù)埋時其橫向、豎向相對于現(xiàn)澆段的位置保持一致，必須使合龍時兩節(jié)預(yù)埋鋼板在一條直線上（合龍段立面見圖4）。

圖4 合龍段立面（單位：mm，比例1：60）

邊跨合龍時，在支架上澆注12#邊跨現(xiàn)澆段，待T 構(gòu)10#段完成張拉、壓漿并將掛籃移走后，在利用掛籃形成的合龍吊架上安裝11#段（合龍段）模板并綁扎鋼筋安裝預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件等。在澆筑混凝土前對10#、12#段進行臨時剛性固結(jié)，澆筑邊跨合龍段混凝土[7]。待合龍段混凝土強度及彈性模量達到設(shè)計值100%并且混凝土齡期大于5天后，張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，壓漿完成后，拆除剛性固結(jié)、現(xiàn)澆段及邊跨合龍段支架。

中跨合龍時，拆除791#墩掛籃內(nèi)模，并將掛籃前移至10#段端頭，利用792#墩10#段的預(yù)埋孔將掛籃底板及外側(cè)模錨固，形成合龍吊架，調(diào)整標高綁扎鋼筋安裝預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件，內(nèi)模采用直徑42mm 的鋼管進行支撐。在澆注混凝土前對791#墩10#段、792#墩10#號段進行臨時剛性固接，并張拉臨時索，澆筑中跨合龍段混凝土。待合龍段混凝土強度及彈性模量達到設(shè)計值100%并且混凝土齡期大于5 天后，張拉中跨底板及頂板預(yù)應(yīng)力鋼束，壓漿完成后，拆除中跨合龍吊架[8]。按施工設(shè)計圖紙?zhí)峁┑膹埨樞驅(qū)淆埗慰v向預(yù)應(yīng)力束張拉和錨固（縱向預(yù)應(yīng)力筋布置見圖5），待達到設(shè)計強度后，拆除主墩臨時固結(jié)鋼筋，完成體系轉(zhuǎn)換，結(jié)束合龍段施工。

3 施工效果分析

為驗證施工質(zhì)量，通過測量檢查技術(shù)得出，懸臂梁段頂面高程在-5～+15mm，合龍前兩懸臂端相對高差為合龍段長的1/100（不大于15mm），梁端軸線偏差15mm，相鄰梁端錯臺5mm。由以上數(shù)據(jù)可知，連續(xù)梁采用懸臂澆筑施工技術(shù)，既保證了施工質(zhì)量又確保了安全，值得大范圍推廣應(yīng)用。

圖5 縱向預(yù)應(yīng)力筋布置（單位：mm）

4 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合工程實例，分析了跨G45大廣高速特大鐵路連續(xù)梁懸臂澆筑施工技術(shù)。相比于傳統(tǒng)連續(xù)梁施工技術(shù)，懸臂澆筑施工技術(shù)具有無需搭設(shè)支架和吊裝設(shè)備的優(yōu)勢，可提升施工進度，保證施工符合相關(guān)規(guī)范和標準要求。合理應(yīng)用懸臂澆筑施工技術(shù)，可促進我國橋梁事業(yè)持續(xù)發(fā)展。