大跨度預應力橋梁懸臂節段箱梁掛籃施工技術分析

翟金軍

（南通市江海公路工程有限公司，江蘇南通226300）

0 引言

作為大跨度預應力橋梁工程中的要點施工環節，懸臂節段箱梁掛籃施工質量對橋梁主體結構的建造成效具有關鍵影響，加強對這一施工環節技術的質量把控，是提高橋梁工程整體施工質量的關鍵所在。

1 工程概況

團結河大橋由主橋及南北引橋組成，跨徑布置為：8×30m 部分預應力混凝土組合箱梁+（48+80+48）m 預應力混凝土變截面連續箱梁+8×30m 部分預應力混凝土組合箱梁，橋梁全長663.4m。主橋采用單箱單室截面形式，單箱寬度12.9m，其中單箱底寬6.75m，兩側懸臂寬3.075m，箱梁頂面設置2%橫坡，通過箱梁內外側腹板高度調節。中支點處箱梁中心梁高4.6m，跨中箱梁中心梁高2.3m。

2 懸澆箱梁施工方法

大跨度預應力橋梁工程懸臂節段箱梁施工，運用懸臂對稱澆筑技術法，實施懸澆箱梁施工工作。0#塊在主墩頂部進行支架上現澆完成張拉后作為基準端，在其上安裝掛籃作為1#梁段的承重機構，在1#梁段位置鋪設底模、側模和內模校準并加固好，綁扎1#段底板、腹板、頂板鋼筋、澆筑混凝土，待混凝土達到設計強度并完成縱向鋼絞線的張拉后，將掛籃前移依次施工2#～9#段，進而完成T 構的懸臂澆筑施工，直至合龍為止[1]。在懸臂施工時，由于墩、梁鉸接不能承受彎矩，施工時采取措施臨時將墩、梁固結，待懸臂施工至邊跨合龍后恢復結構原狀。

3 掛籃設計

3.1 掛籃設計與制作

實施橋梁懸臂節段箱梁的澆筑施工工作，最大節段重量為115.7t，選用無壓重三角桁架式掛籃，材質Q235，設計承載能力150t，前端臂長4.80m，后端錨固長度4.75m，倒鏈牽引行走，掛籃總重41.5t，掛籃自重與箱梁塊體重量比值0.34，掛籃主桁安全系數2.5，掛籃承重時抗傾覆安全系數超過＞2，掛籃行走時抗傾覆安全系數＞2，最大變形1.4cm。

作為一種臨時性的作業平臺，掛籃會在施工階段內附屬到橋體上，一方面需要承載自身的自重，另一方面需要對其節段箱梁澆筑施工時的重量起到相應的承載作用。因而，在掛籃的選用方面，應優先考慮采用靈活性高、延展性好，且自身重量較輕的掛籃，為后續的拆卸與安裝施工提供便利條件。

掛籃的組成部分主要包括：主桁三腳架及連接器、底模系統、側模系統、內模系統、橫梁系、懸吊系、支點梁及軌道梁等組成。掛籃拼裝順序：鋪設軌道梁—拼裝主桁架—安裝主桁連接—安裝前后上橫梁—安裝前、后長短吊桿—吊裝底模、側模系統就位—底模、側模調整。

3.2 掛籃預壓

掛籃預壓主要是對箱梁荷載加以模擬，對掛籃的形變與應力進行檢測，并完成相關試驗數據的采集。防止現場施工過程中，掛籃在安裝作業階段發生非彈性形變等問題現象。

在掛籃預壓的加載環節，主要分為四個不同的加載階段，一級載荷50%，二級載荷75%，三級載荷100%，四級載荷120%。

加載完每一級荷載后，需保持荷載狀態在5min 左右，與此同時，對掛籃的應力、形變等參數進行檢測，記錄最終獲取的詳細結果。

將應變儀應用到靜載試驗中，便于工作人員對掛籃應力大小進行準確測量，在此基礎上，利用水平儀對掛籃的位移、形變進行檢測。

3.3 掛籃構件驗算

掛籃構件內荷載傳遞路線：底模—橫向分配梁—縱向分配梁—前后橫梁—主桁—后錨系統。掛籃驗算環節，主要考慮兩種工況的受力狀態：其一，懸澆狀態工況，在此荷載組合下分別驗算橫梁、縱梁、主梁、吊桿及后錨的強度及剛度；其二，掛籃前移，驗算掛籃的強度及剛度。掛籃各桿件在懸澆工況下內力情況見表1。

表1 掛籃各桿件在懸澆工況下內力情況表

4 連續梁懸臂澆筑

4.1 施工關鍵技術

掛籃預壓完成后即可進行1#-9#塊的施工。

1#塊施工：0#塊施工完成—掛籃拼裝—掛籃預壓—1#塊鋼筋、預應力管道施工—掛籃各部件檢查、驗收—對稱澆筑兩個1#塊混凝土—養生—預應力張拉。

2#～9#塊施工：1#塊預應力筋張拉完成—松動前、后吊桿—設反壓梁—解除后錨桿—前移主桁架及后錨梁—后錨桿安裝—前上橫梁、中橫梁及底模、側模系統到位并調整—3#塊鋼筋、預應力管道施工—掛籃各部件檢查—對稱澆筑兩個2#塊—養生—預應力張拉—重復以上工作進行下一個塊件地施工。

在進行連續梁懸臂澆筑施工前，施工人員需對掛籃、千斤頂等主要設備的使用狀態予以仔細檢查，將前后吊索放松時，應確保前后吊索保持同步狀態。將掛籃錨固松開的過程中，需使得兩個主桁架后錨保持同步操作。移動掛籃，應確保其同步移動，每移動50cm，需要對掛籃各部分檢查一次，防止其在移動過程中出現大幅形變或扭曲現象。待移動掛籃至指定位置后，應將吊索及時拉緊，與此同時，拉緊并測量橫梁吊帶。

4.2 合龍段澆筑

4.2.1 施工準備

在進行到合龍塊的澆筑施工階段后，需以合龍處為基準，在其前后兩方向上分別移動一個掛籃，依托于掛籃底欄與模板系統，安裝合龍塊吊架。

在調整平衡配重的施工階段，可以將水箱設置到懸臂端1m 處，采用水箱注水的技術方法，達到有效調整平衡配重的效果。

安裝鋼筋和管道的施工環節內，應在地面預制鋼筋，在向合龍段進行運送，并完成捆扎和安裝。完成底板束管的安裝施工工作前，需對其進行測試，及時發現并解決存在的質量問題。

4.2.2 合龍鎖定

施工人員應嚴格按照相應的平衡要求，對T 形結構懸臂端的平衡重加以調整，同時還需重點調整合龍部分的平衡重，參照合龍部分鎖定結構的具體情況，確定適宜的鎖定時間。在合龍施工中，臨時鎖定是一項要點施工環節，在進行鎖定操作時，應按照“又拉又撐”的基本原則，有效鎖定張拉支撐件與焊接勁性骨架。運用三段式結構支撐勁性骨架，就是按照順序依次預埋錨桿、鋼接桿與錨桿。在合龍過程中，需要在預埋錨固桿件設置鋼桿，借助于連接鋼板，焊接連接桿與預埋接桿，在此過程中，應確保焊縫處于多截面內。

4.2.3 合龍段混凝土澆筑

合龍段混凝土澆筑應選擇在溫度水平較低的氣候條件下，確保在受壓、溫度穩定上升的條件下新澆筑的混凝土能終凝，最大限度內避免形成混凝土裂縫。科學把控現場施工階段的澆筑速度，也是混凝土澆筑施工的要點。

4.2.4 預應力施工

對合龍段的永久鋼束進行張拉時，可以選擇采用灑水降溫的方式，有效降低溫差。在管道安裝施工期間，需保證管道暢通。檢測合龍段混凝土結構強度，確定其達到設計值后，按照項目施工組織設計中給定的作業順序、張拉力大小，對其予以雙向雙控張拉處理。在縱向預應力施工方面，其各項質量要求與節段箱梁混凝土澆筑施工要求相一致。

4.2.5 卸配重及體系轉換

在混凝土灌注施工階段內，施工人員需要分級卸配重，確定適宜的灌注量，將T 構兩端配重予以卸除處理。在次中跨合龍段施工內容完成后，工作人員需要將副墩臨時固結支座予以拆除，與此同時，將永久支座的鎖定解除，完成體系轉換。

5 預應力張拉

智能張拉施工中主要涉及對智能張拉儀、油管、鋼絞線以及錨固、千斤頂等儀器工具的使用。與此同時，還應在施工現場布設預應力智能張拉計算機控制系統，根據施工要求設定并控制張拉參數，這也是確保張拉施工得以有序進行的關鍵點。在正式進行現場作業前，施工人員應對各類設備設施的運行情況予以全面檢測，保障設備能夠正常有效地應用到張拉施工中，避免因設備故障對預應力張拉效果造成不利影響[2]。穿束預應力鋼絞線施工過程中，應將預應力筋盤在框架內或卷盤上。若是采用鋼套牽引技術穿束預應力鋼絞線，則應規范操作卷揚機的安裝，使用流線型鋼套套牢戴網套的預應力筋端頭。完成一系列準備工作后，即可進行正式張拉。

6 結語

提高大跨度預應力橋梁工程中懸臂節段箱梁掛籃施工質量，關鍵在于準確把握懸澆箱梁施工流程與技術方法，優化掛籃的設計與制作，重點把控連續梁懸臂澆筑及預應力張拉作業質量，切實提升橋梁工程施工建設質量水平。