韋仁勝

（廣東，廣州 510000）

1 工程概況

鳧洲大橋工程位于南沙開發(fā)區(qū)，是連接南沙環(huán)島西路與龍穴島港區(qū)龍穴大道城市干道。起訖里程為k0+000-k4+200，路線總長4.2km，橋梁長2.774km。路基、橋涵、雨污水管線分為2個合同段。

第一合同段施工單位是中鐵十五局四公司：K0+000~K2+079，線路總長 2.079km（含北引橋13×30m+15×40PC連續(xù)箱梁及主橋72m+2×130m+72mPC連續(xù)剛構(gòu)）。

第二合同段施工單位是中鐵二局股份有限公司：K2+079~K4+200，線路總長 2.121km（含南引橋27×40m+10×30mPC連續(xù)箱梁）。

主橋上部結(jié)構(gòu)采用72+2×130+72PC連續(xù)剛構(gòu)，箱梁采用C50砼，半幅橋?qū)?5m，采用單箱單室斷面，其中箱寬7m，兩側(cè)懸臂翼緣板寬各4m；箱梁采用單向預(yù)應(yīng)力張拉，主橋箱梁采用懸臂現(xiàn)澆施工，邊尾段采用支架現(xiàn)澆施工。

2 掛籃設(shè)計、拼裝及預(yù)壓試驗

2.1 掛籃設(shè)計

掛籃設(shè)計和施工的原則是構(gòu)造簡單，拆裝方便、移動靈活、結(jié)構(gòu)安全可靠、穩(wěn)定性好，具有一定的剛度、操作方便，設(shè)計的依據(jù)是：最大承重力（包括掛籃自重、懸澆節(jié)段最大重量及施工臨時荷載）、最長澆筑長度、允許最大變形量。

鳧洲大橋菱形掛籃的主要技術(shù)指標(biāo)：

1）承載能力：180t（2#梁段為最大塊段，長345cm，混凝土體積68.57m3、重178t

2）梁段澆筑長度：3～5m

3）自重：58.5t,掛籃工作系數(shù)為 0.33（規(guī)范要求為 0.3～0.5）

4）結(jié)構(gòu)剛度：

底籃最大撓度≤15mm

結(jié)構(gòu)表面外露部分的模板撓度小于模板構(gòu)件長度的1/400

結(jié)構(gòu)表面隱藏部分的模板撓度小于模板構(gòu)件長度的1/250

支架最大彈性撓度小于相應(yīng)結(jié)構(gòu)長度的1/400

5）穩(wěn)定性：空載走行時傾覆系數(shù)K>2.0、灌注混凝土?xí)r傾覆系數(shù)K>2.0

2.2 掛籃拼裝

在0、1#塊梁面上組拼掛籃主桁片，組拼順序為：a）將每只掛籃兩桁片下滑道位置抄墊平整，達(dá)到掛籃安裝高度；b）鋪設(shè)掛籃下滑道；c）安裝掛籃菱形構(gòu)架、后錨固系統(tǒng)和橫向聯(lián)接系；d）安裝前上橫梁。

安裝掛籃底模平臺前、后吊掛，然后安裝前下橫梁、后下橫梁、底模縱梁以及吊裝定位底模。

安裝內(nèi)滑梁前、后吊帶，在掛籃底模上拼裝內(nèi)滑梁、內(nèi)模支架、內(nèi)模，并臨時連接，吊裝整個內(nèi)模系統(tǒng)，將吊帶穿過內(nèi)模及支架與內(nèi)滑梁連接好。

將外滑梁穿入外模設(shè)計位置，安裝前吊點，通過箱梁頂預(yù)留孔加裝臨時后吊點于梁面上，將外模及支架通過滑梁從0#塊滑至設(shè)計位置，安裝正式后吊點，松脫臨時后吊點。

2.3 預(yù)壓試驗

2.3.1 預(yù)壓目的

檢驗掛籃在等效荷載情況下的整體穩(wěn)定性和主要承重構(gòu)件（如菱形桁架、前上下橫梁、前吊掛系統(tǒng)）的受力狀況，以及消除掛籃的非彈性變形和測量掛籃的彈性變形。通過預(yù)壓使掛籃的主要技術(shù)參數(shù)的使用性能初步得到驗證。

掛籃加載試驗的目的是為了檢驗實際承載能力和安全可靠性，并獲得相應(yīng)荷載下的彈性和非彈性變形，為箱梁懸澆施工控制提供相應(yīng)的撓度參考數(shù)據(jù)。

利用預(yù)埋在1#塊前端腹板上的三角形支架為反力承重結(jié)構(gòu)，采用千斤頂法加載，將精軋螺紋鋼筋穿入前下橫梁對應(yīng)的吊點位置，布置YCW60千斤頂兩臺，對稱張拉加載至前下橫梁最大吊帶反力值。加載分預(yù)加載和正式加載。預(yù)加載為一級加載一級卸載，目的是消除主桁結(jié)構(gòu)的非彈性變形，并測得相應(yīng)的撓度值。觀測點的設(shè)置為掛籃前上橫梁吊點（4點）及底籃前下橫梁吊點（4點），共8點。以2#塊段澆注混凝土?xí)r為最不利受力工況，該塊段混凝土重量為180t，前下橫梁約承擔(dān)50%，即90t，按120%進(jìn)行加載，則左右反力架各承受頂升力均為54t。

3 掛籃的澆筑施工工藝及監(jiān)理要點

3.1 施工工藝

組裝掛籃→掛籃預(yù)壓→定標(biāo)高→綁扎剛筋及安放波紋管澆筑混凝土→測量標(biāo)高→混凝土養(yǎng)護(hù)→穿束→張拉、灌漿→測量標(biāo)高→掛籃滑移→測量標(biāo)高→進(jìn)入下一塊件施工

3.2 箱梁砼施工

掛藍(lán)懸澆箱梁梁段的施工步驟，必須按照程序進(jìn)行，不得任意改動。懸臂兩端澆筑砼同步進(jìn)行，其差值不得大于4m3。梁體澆筑砼時，隨時觀測橋墩偏移量，如偏移過大需用壓重來調(diào)整，懸臂最大時，必須嚴(yán)格控制外加荷載與偏載。砼澆筑方式：箱梁采用全斷面一次澆注。澆筑順序為由下而上，先底板，后腹板，最后頂板。底板又分先左右兩側(cè)對稱澆筑，然后中間合攏；頂板澆筑時先兩翼，后中間，澆筑時加強(qiáng)振搗。澆筑腹板砼時，泵管端加軟管從腹板內(nèi)側(cè)模板上預(yù)留的兩開口處進(jìn)入到箱梁腹板內(nèi)下砼。

3.3 掛籃施工監(jiān)理注意事項

掛籃施工中各種預(yù)埋件必須準(zhǔn)確，在安裝掛籃預(yù)埋件時，如遇預(yù)埋件與鋼筋碰撞時，只能移動鋼筋，不能切斷鋼筋。

縱向預(yù)應(yīng)力管道隨著箱梁節(jié)段施工的增多而不斷加長且多數(shù)波紋管為平彎和豎彎曲線，因此管道定位應(yīng)準(zhǔn)確牢固，接頭處不得有毛刺、卷邊、折角現(xiàn)象；為防止在澆筑節(jié)段混凝土?xí)r波紋管內(nèi)發(fā)生漏漿，造成無法穿束的嚴(yán)重后果，在施工中必須注意：a.波紋管接口要嚴(yán)密。b.澆筑混凝土前，波紋管內(nèi)可穿硬塑料管（混凝土澆筑完成后再拔出）這對防止波紋管變形、漏漿有良好的效果。c.混凝土澆筑后及時通孔，發(fā)現(xiàn)堵塞及時處理。

豎向預(yù)應(yīng)力管道上、下端要嚴(yán)封，防止漏漿或雜物進(jìn)入管道，而影響管道壓漿。

注意已澆筑好節(jié)段混凝土接面的鑿毛處理。掛籃移動要統(tǒng)一指揮，兩臺手拉葫蘆盡量同步，防止沖式行走，若發(fā)現(xiàn)主構(gòu)架移動而底橫架或外橫不前移時，應(yīng)及時檢查，使其同步移動。長懸臂施工狀態(tài)應(yīng)壁開臺風(fēng)季節(jié)，隨時注意氣象預(yù)報，7級以上風(fēng)速不得移動掛籃，同時應(yīng)將掛籃穩(wěn)妥的固定于已施工完的梁段上。

3.4 合攏段施工監(jiān)理

合攏順序，箱梁合攏段施工，是控制全橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序，其合攏順序、溫度和工藝都必須嚴(yán)格控制。全橋合攏由邊至中對稱進(jìn)行，即先兩邊跨同時合攏，后中跨同時合攏。

（1）合攏支架安裝

a.合攏段前一懸臂段15號段或邊跨施工中，在箱梁腹板設(shè)勁性骨架預(yù)埋件，同時根據(jù)掛籃前后橫梁間距預(yù)埋掛藍(lán)前后吊帶孔，根據(jù)掛籃內(nèi)外模長度預(yù)埋滑行梁吊孔。

b.中跨合攏前，拆除中跨端其中一個掛籃底模和外模，將掛藍(lán)向后移一個梁段。然后在不松掉內(nèi)外模拉筋的情況下，將后澆注完砼的另一個中跨端掛藍(lán)上的走行梁滑移到位并錨固好。再將松掉的底模同主構(gòu)架一起走行到位。待前吊掛抵達(dá)已澆混凝土前端（此時內(nèi)外滑梁已懸掛于此段），將前下橫梁臨時吊掛在外模支架上，松掉前吊帶，繼續(xù)前移到位。最后松掉內(nèi)外模，用倒鏈拖拉到位。

c.邊跨合攏前，拆除邊跨現(xiàn)澆段合攏端約1米長的底模、縱楞以及縱、橫分配梁。然后在不松掉內(nèi)外模拉筋的情況下，將后澆注完砼的中跨端掛藍(lán)上的走行梁滑移到位，待前吊掛抵達(dá)現(xiàn)澆段混凝土前端（此時內(nèi)外滑梁已懸掛于此段），將前下橫梁臨時吊掛在外模支架上，松掉前吊帶，繼續(xù)前移到位。插入現(xiàn)澆段并錨固好。再將松掉的底模同主構(gòu)架一起走行到位插入現(xiàn)澆梁段。最后松掉內(nèi)外模，用倒鏈拖拉到位。

（2）合攏段測量，復(fù)測箱梁頂面標(biāo)高、及軸線，懸臂撓度、兩端高差，保證其在規(guī)范允許范圍內(nèi)；若超規(guī)范允許值需加壓調(diào)整。

（3）合攏注意事項

a.觀測合攏前48小時溫度變化，以及溫度變化與梁端高程和合攏段長度變化關(guān)系，以及溫度影響偏移值，為合攏段施工提供氣候資料。從鎖定鋼支撐到澆灌完合攏段砼須在橋址處一天的最低溫度幾小時之內(nèi)完成，一般選擇凌晨2：00~4：00。b.澆注前的1~2小時將合攏段的剛性支撐聯(lián)結(jié)牢固，使梁體處于固結(jié)狀態(tài)，以防止因溫度變化引起的梁體收縮而拉裂砼或伸長而壓壞新澆注的砼，張拉完畢后解除臨時固結(jié)。c.為防止出現(xiàn)由于新澆砼自身收縮引起的裂縫，在砼中加入適量的微膨脹劑。d.為提高合攏段砼早期強(qiáng)度加入適量的早強(qiáng)劑，將合攏段砼提高一個等級。e.加強(qiáng)合攏段砼的養(yǎng)護(hù)，要求減小合攏段的溫度差以減小梁體的變化，因此，在合攏段養(yǎng)護(hù)時，橋面滿鋪土工布。f.在兩懸臂加配重（采用水箱加水作配重，每側(cè)配重為合攏段混凝土重量的一半即31噸），隨即澆筑合攏段混凝土，同時水箱同步等重量放水減重，以保持懸臂端的穩(wěn)定。

4 施工過程監(jiān)控

本橋施工監(jiān)控的主要內(nèi)容是應(yīng)力測量、撓度復(fù)核、施工過程的仿真計算，立模標(biāo)高的確定與調(diào)整、合攏方案優(yōu)化比較等五個方面。

（1）應(yīng)力與溫度測量

在懸澆過程中，懸臂長度不斷增加，懸臂根部受到的彎矩不斷加大，懸澆過程的不完全對稱施工使懸臂根部的受力更加復(fù)雜。因此，需要及時監(jiān)測主墩和箱梁關(guān)鍵斷面的應(yīng)力變化，掌握結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，為評估結(jié)構(gòu)安全和施工安全提供依據(jù)。箱梁的主要量測部位有，箱梁根部斷面；箱梁11號塊腹板變厚處斷面；長懸臂時全橋溫度影響測試；主墩底斷面。兩幅橋共布置13個應(yīng)力測試斷面，共計102個應(yīng)力測點，采用鋼弦式傳感器量測應(yīng)變并換算成應(yīng)力。

（2）撓度監(jiān)測與復(fù)核

撓度監(jiān)測主要通過在每一梁段前端砼面布設(shè)的3個標(biāo)高測點(左、右腹板頂及梁中線上)，這樣在測量箱梁的撓度的同時還可以觀察箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形或左右擺動。測點采用預(yù)埋鋼筋頭，并用紅色油漆編號，用精密水準(zhǔn)儀測量。

（3）施工過程的仿真計算

施工過程的仿真計算是根據(jù)實測的設(shè)計參數(shù)（如混凝土容重、強(qiáng)度和彈性模量等），使用的施工工藝和工序，掛籃的結(jié)構(gòu)形式和臨時施工荷載等數(shù)據(jù)，計算施工過程中各個施工階段的結(jié)構(gòu)撓度和內(nèi)力，為應(yīng)力測量和撓度控制提供理論計算值。因此，它是確定立模標(biāo)高、分析偏差原因的主要依據(jù)，是保證合攏精度、評價體系轉(zhuǎn)換后結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化和結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)。

（4）立模標(biāo)高的確定與調(diào)整

a.立模標(biāo)高的確定

大跨徑連續(xù)剛構(gòu)的成橋線型和合攏精度主要取決于施工過程中梁段撓度的控制。梁段的前端撓度是考慮了掛籃的變形、梁段自重、預(yù)應(yīng)力大小、施工荷載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、混凝土徐變收縮、日照和季節(jié)溫差等因素后計算求得，并且以梁段前端立模標(biāo)高的形式給定。立模標(biāo)高為：

式中Hi—待澆梁段前端底板處掛籃底盤模板標(biāo)高；H0——該點設(shè)計標(biāo)高；fi—本梁段及以后各梁段對該點的撓度影響值；fip—本梁段頂板縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對該點的影響值；ft—掛籃彈性變形對該點的影響值（在掛籃加載試壓后得出）；fx—由混凝土徐變收縮、日照及季節(jié)溫度變化、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、二期恒載、活載等因素對該點撓度影響的計算值。

b.立模標(biāo)高的調(diào)整

當(dāng)本梁段完成后的前端標(biāo)高出現(xiàn)偏差時，應(yīng)在其后的二個梁段內(nèi)將其消除。處理方法是：先將本梁段標(biāo)高偏差反號并兩等分為d，再將d分別加進(jìn)后面施工下兩個梁段的立模標(biāo)高中。標(biāo)高偏差的分配以底板底面光順為原則。

（5）合攏方案的優(yōu)化

為了保證合攏精度，盡量避免強(qiáng)迫合攏，確保合攏施工按照設(shè)計要求順利進(jìn)行，使合攏后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)滿足設(shè)計精度的要求，需要對合攏方案進(jìn)行優(yōu)化。主要工作內(nèi)容有：若需壓重，通過評價合攏后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，優(yōu)選出合理的壓重重量。

該工程上部結(jié)構(gòu)箱梁施工投入了4套掛籃施工，用了8個月時間全部澆筑完畢，平均每一梁段循環(huán)澆筑時間為8d。保質(zhì)、保量、保進(jìn)度、保安全地完成了施工任務(wù)，比合同工期提前了45d，受到南沙區(qū)質(zhì)檢站、業(yè)主、監(jiān)理的一致好評，帶來了巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益，為日后類似工程施工積累了豐富的社會經(jīng)驗。

[1]周永興，何北益，鄒毅松.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社.2000.39-46.

[2]JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].