連續剛構橋施工技術管理重難點研究

朱先學

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州貴陽 550008）

0 引言

團山堡大橋中心樁號為K134+092，設計橋孔和跨徑（孔×m）為1×40m+66m+120m+66m，橋梁上部結構采用預應力混凝土T 梁和連續剛構，主橋布置為66+120+66=252m 預應力混凝土連續剛構，橋梁全長303m。其中，箱梁懸臂掛籃施工和邊跨支架施工是容易被忽視的施工技術管理重難點。

1 連續剛構橋箱梁懸臂掛籃施工技術管理要點

1.1 連續剛構橋箱梁懸臂掛籃設計

1.1.1 掛籃主要結構

該項目掛籃主要由菱形桁架承重系統、底籃系統、行走系統、懸吊及錨固系統、內外滑梁系統、平臺防護系統和模板系統（外模、底模、內模）構成[1]。

（1）菱形桁架承重系統：菱形桁架承重系統主要包括2 根上下水平桿件、立柱、斜拉桿、斜撐桿和前上橫梁等主要構件。其中，菱形架上下水平桿件、斜拉桿、斜撐桿均采用2[36 槽鋼+上下t12 鋼板工廠組焊而成矩形斷面箱型梁，截面為384mm×320mm。

（2）底籃系統：該系統主要由前下橫梁、后下橫梁、橫梁吊架及底縱梁等幾部分組成。底縱梁與前后下橫梁通過連接螺栓連接。為了減輕掛籃自重，增加桿件的抗彎截面系數，底縱梁采用H 型鋼進行加工。

（3）行走系統：該系統主要由軌枕、軌道、前支座和后反扣輪組件組成。左右軌枕設置高差，以調整橋面2%橫坡帶來的影響；軌道采用型鋼整體式軌道，以便掛籃行走過程更平整順暢；在兩反扣輪組中設置平衡梁，使各反扣輪均勻接觸軌道踏面，均勻受力；前支座下設置t3 不銹鋼板，以減少前支座的摩擦力。

（4）懸吊及錨固系統：該系統主要由后錨扁擔梁、反扣輪組錨固梁、Q345B 鋼吊帶、PSB930 精軋螺紋吊桿、吊帶錨固梁、吊帶調節梁、吊桿扁擔梁以及斜墊塊等部件組成，主要用于對底籃系統和模板系統的懸吊、錨固和調節。

（5）內外滑梁系統：該系統主要由內滑梁、外滑梁、承重吊架和滾動吊架等部件組成，主要用于對掛籃內外模板的支撐和滿足掛籃模板隨掛籃一起移動。內外滑梁均采用2[40a 型鋼組合而成，滑梁通過承重吊架和滾動吊架，采用PSB930 精軋螺紋吊桿錨固于已澆筑的混凝土主梁頂面。掛籃移動時，需進行體系轉換，此時滾動吊架懸吊滑梁主要受力，承重吊架起保護作用。

（6）平臺防護系統：該系統主要由前上橫梁平臺防護、底籃前橫梁平臺防護、底籃后橫梁平臺防護、側平臺防護、張拉平臺防護、爬梯等組成，是實施掛籃施工操作安全防護的重要系統。

（7）模板系統：模板系統主要由外側模、可調鉸接式內模、底籃、封端模板組成。模板是混凝土外觀質量的重要保障，須嚴格按照工藝規程執行加工。內外模板之間需采用φ25 的精軋螺紋鋼進行對拉。

1.1.2 掛籃加工要求及注意事項

掛籃加工委托貴陽必勝鋼模有限公司加工，加工地點為貴州省貴陽市。各部件加工精度需滿足設計圖紙及規范相關要求。

（1）零部件全部采用國標材料加工，原材料進場需進行見證取樣，外委檢測。

（2）材料采用數控精確下料，大部分焊接采用智能焊接機器人焊接。

（3）各部件隨時加工，隨時組裝，焊縫必須由具有相應資質的第三方檢測機構檢測合格。

（4）主要構件在場內編號標記明確，便于現場安裝。

（5）加工完成的掛籃應由廠家提供合格證明[2]。

1.2 連續剛構橋箱梁懸臂掛籃拼裝

該項目掛籃拼裝流程為：走行系統—主桁架—錨固系統—懸吊系統—底模板—內外模—防護系統。

1.3 連續剛構橋箱梁懸臂掛籃加載試驗

1.3.1 掛籃加載試驗的目的

（1）檢驗掛籃的安全性及可靠性。

（2）測出掛籃的撓度值，與理論計算值比較后指導施工。

（3）消除非彈性變形。

1.3.2 掛籃加載試驗的流程

在0 號塊上安裝掛籃承重系統、后錨系統、懸吊分配梁—安裝前下橫梁—安裝前下橫梁與前懸吊間吊桿—安放千斤頂（150t)—初始量測—加載（每臺千斤頂施加1104kN）—持荷2h—量測、計算、與理論計算比較—試驗結束[3]。

1.3.3 掛籃加載試驗的方法

0 號塊施工中在腹板中提前預埋鍵盒。0 號塊施工完成后，插入工字鋼45a 三角反力架，通過千斤頂頂升使三角反力架受力，反壓掛籃前懸吊系統，如圖1所示。1 號梁段最重，混凝土方量為153.2m3，總重400t。施工時，對前橫梁的吊點反力最大，重心保守估計在中間1.75m 處，前支座距離已澆筑梁段邊緣0.5m，掛籃前端懸吊點距離縱梁后錨點5.3m。掛籃前端懸吊點處加載試驗，每臺千斤頂施加荷載為：4000×(1.75+0.5)×1.1/（5.3×2）=934kN。

圖1 掛籃荷載試驗反力架布置示意圖

1.3.4 撓度測量點布置

后錨點（A1～2）/前懸吊點（B1～2）/前下橫梁（C1-C4)，測點布置如圖2 所示。

1.3.5 加載分級

（1）預壓：初測→70%（持荷30min）→測量→卸載→測量（該數據作為加載前初度數）。

（2）加載：0→30%→測量→50%→測量→80%→測量→90%→測量→100%→持荷2h→測量。

（3）卸載：100%→80%→測量→50%→測量→30%→測量→0→測量。加載、卸載持荷時間未注明的均持荷3min。采用2 臺水平儀分別安置于掛籃兩側，并準備鋁合金塔尺或鋼卷尺配合測量。

2 連續剛構橋邊跨支架施工技術管理要點

2.1 連續剛構橋邊跨現澆段懸挑支架搭設

過渡墩處邊跨現澆段懸挑出蓋梁3.4m，采用貝雷片懸挑架進行施工。懸挑架總長9m（用3 片3m 標準貝雷片組拼），梁段左右側各設置7 排貝雷片作為縱向主梁（貝雷片放在墩頂蓋梁上，貝雷片與蓋梁之間設置10mm 鋼板，蓋梁與貝雷梁接觸的位置設置抗壓鋼筋網，防止局部混凝土壓碎），尾端通過鋼絞線錨固于原地面下地層中（地錨施工完成后做拉拔試驗，檢驗錨固力是否達標，達標后再進行下一道工序施工）。縱梁懸挑端設3 組貝雷片橫梁，傳遞邊跨現澆段荷載，每組橫梁長15m，采用2 排貝雷片。橫梁通過JL32 精軋螺紋鋼筋連接，錨固于縱向主梁上，形成整體受力體系。支座處采用砂箱，由鋼板圍封，箱內用中粗砂填充并灑適量水夯實，頂面進行標高調平后用竹膠板封閉，作為該部位底模使用。砂箱拆除時，只需掏空砂粒，拆除竹膠板即可。

根據設計圖紙，邊跨現澆段混凝土總量為124m3，過渡墩墩頂混凝土總量為31.2×1.48=46.2m3，邊跨現澆段懸挑端3.4m，混凝土總量為124-46.2=77.8m3；邊跨合龍段1m，混凝土總量為13.25m3。混凝土自重荷載為：77.8+13.25×26=2367.3kN；支架自重524kN，合計2367.3+524=2892kN。以蓋梁邊緣處為支點，邊跨現澆段懸挑端3.4m 和邊跨合龍段1m，重心保守估計在中間（3.4+1）/2=2.2m 處。支架縱向主梁尾端通過6 組鋼絞線錨固于原地面下地層中，縱向主梁尾端鋼絞線錨固點與支點距離為4.25m，每組鋼絞線張拉力為2892×2.2/（6×4.25）=250kN，取2 根。

過渡墩墩柱較高，邊跨現澆段澆筑過程會對墩柱產生偏壓，通過在懸挑支架縱向主梁貝雷片尾端設置鋼絞線及錨具反拉，消除對墩柱產生的偏壓。在縱向主梁貝雷片尾端鋼絞線張拉位置處，垂直向下對應的地面上設置地錨，地錨每孔錨索由2 束無黏結鋼絞線組成，鉆孔孔徑為φ70mm。鋼絞線與地錨鋼束通過連接器連接牢固，另一端延長至縱向主梁貝雷片頂，與錨具千斤頂進行張拉反拉。在邊跨現澆段澆筑過程中，使用千斤頂逐步增加鋼絞線的張拉力。在施工過程中，對懸澆支架進行全過程施工監測。

單組縱向主梁之間必須安裝橫向聯系，且保證其牢固可靠。在現澆段混凝土澆筑時，安排專人檢查支架。在左右側縱向主梁設置φ32 精軋螺紋鋼筋橫向拉結，在縱向主梁尾端設置工字鋼I20a 鋼支撐，防止縱梁在橫梁受荷后內移，以提高支架整體的剛度及穩定性。根據計算，綜合應力最大值出現在靠近箱梁內側縱向主梁的第二片與第三片貝雷片連接處。要求在靠箱梁內側縱向主梁的第二片與第三片貝雷片連接處，兩側豎桿加焊工字鋼I8 進行補強，同時在兩側1.5m 腹桿區域，用10mm 厚鋼板予以加強（如有已經加固過的貝雷片，盡可能將已經加固過的貝雷片使用于該位置），如圖3 所示。

圖3 縱向主梁局部加固補強示意圖

在懸挑支架安裝過程中，必須將內側、中間與外側橫梁進行有效連接，以提高橫梁的橫向（順橋向）剛度。避免橫梁在使用過程中，因橫向撓曲過大而造成橫梁失穩。懸挑支架是邊跨現澆段施工最重要的環節。在支架施工中必須細致認真，仔細檢查，對支架進行預壓后，方可進行下一道工序作業。

在過渡墩蓋梁施工時，預埋內徑φ48 的腳手架管成孔（半幅4 組，每組3 根），預埋深度1m 以上。

2.2 連續剛構橋邊跨現澆段懸挑支架預壓

2.2.1 預壓目的

施工混凝土澆筑后，后錨精軋螺紋鋼會產生彈性變形。因此，在混凝土澆筑前，需要對支架進行預壓，消除精軋螺紋鋼彈性變形。過渡墩處支架預壓的主要目的：消除縱梁非彈性變形，觀測縱梁彈變值，并檢驗支點處對集中荷載的實際抵抗力。

2.2.2 預壓荷載

邊跨現澆段混凝土總量為124m3，過渡墩墩頂混凝土總量為31.2×1.48=46.2m3，懸挑端混凝土總量為124 -46.2=77.8m3，邊跨合龍段1m 混凝土總量13.25m3。混凝土自重荷載為：77.8+13.25×26=2367.3kN，模板、人員機具、振搗荷載分別取44kN、22kN、44kN，故支架預壓重量取值＝（2367.3 ＋44 ＋22 ＋44）×1.1＝2725kN=272.5t，邊跨現澆段支架下吊尼龍繩水袋，水袋需裝入272.5m3水進行支架預壓。

2.2.3 預壓分級

加載程序為：0→40%→55%→70%→100%。在逐級加載過程中，做好監測，并改進支架設計，確保施工質量和安全。為確保支架施工安全，在支架底模搭設完成后、支架預壓試驗時、預壓完成后，均需組織監理、施工單位驗收。

2.2.4 其他

（1）因結構計算時，荷載取值及組合相對保守，再加之合龍段施工時現澆段混凝土已經固結成整體，合龍段施工時支架安全性及承載能力有所提高，因此支架預壓的荷載未做放大設計。

（2）該設計僅對邊跨現澆段施工支架設計及結構受力分析。施工時，應嚴格按照施工圖設計要求或其他的細節要求，靈活處理，但不得改變支架結構尺寸及結構形式。

（3）在支架安裝、預壓、使用過程中，出現與施工矛盾或不滿足使用要求的情況應及時提出，以便做出相應調整，不得擅自更改或刪減結構構件。

2.3 連續剛構橋邊跨現澆段懸挑支架立模

利用0 號塊模板進行現澆段施工，采用外側模夾底模方式，檢查合格后才能使用。在安裝過程中，嚴格控制模板接縫的平整度及錯臺。底模標高的調整采用收放吊桿方式，為了適應懸澆段的高程，保證成橋后的線形順暢，底模的立模高程與監控人員溝通確定安裝。在鋪底模前，預先安裝臨時支座裝置，在分配工字鋼上鋪設鋼模板底模。側模和翼緣模安裝時，應注意模板接縫質量，拉桿嚴格按設計要求進行布設并且套穿PVC 管以保證外觀質量。翼緣板支架須按設計要求，保證有足夠的強度和剛度。對翼緣處，在施工中須細致，保證輪廓清晰平順。翼緣處支架采用腳手架管上承鋼模板進行施工，腳手架管橫向間距50cm，縱向間距按照120cm 厚處計算，統一布置為80cm，橫桿步距100cm。內模采用內撐方式加固，采用組合鋼模，施工時須注意倒角處接縫緊密，也可采用定型木模現場安裝的方案。端頭模外端有錨座、伸縮縫，里端與懸澆梁段相同，有鋼筋、預應力管道。

3 結語

總而言之，連續剛構橋在橋梁工程項目中的應用屢見不鮮，需要引起施工技術管理人員的重視。如何做好施工技術管理的重難點控制，尤其是針對容易被忽視的箱梁懸臂掛籃施工和邊跨支架施工的技術管理，具有重要的現實意義。