馬林東

摘 要：本文介紹了一種在鄰近和跨越通航河道及運(yùn)營(yíng)鐵路、場(chǎng)地條件受限、施工安全風(fēng)險(xiǎn)高的連續(xù)剛構(gòu)橋0號(hào)梁段頂部進(jìn)行掛籃主桁架預(yù)壓的施工技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)工序簡(jiǎn)單，安全性高，不受場(chǎng)地限制，施工方便，無需配重，在保證安全質(zhì)量及掛籃預(yù)壓效果的同時(shí)，提高了施工速度，降低了施工成本，較傳統(tǒng)堆載配重預(yù)壓技術(shù)相比更具優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境;剛構(gòu)橋;掛籃主桁;反力法預(yù)壓;施工技術(shù)應(yīng)用

1 前言

云貴川等山嶺重丘區(qū)重大交通建設(shè)工程中，受高山、峽谷、河流等特殊地形的限制，高墩大跨橋梁的設(shè)計(jì)不可避免，如何在復(fù)雜環(huán)境或場(chǎng)地受限條件下，科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效實(shí)施掛籃預(yù)壓工藝，一直是施工單位面臨的主要技術(shù)問題之一。本文以重慶至貴陽鐵路擴(kuò)能改造工程（簡(jiǎn)稱：渝貴鐵路）豹子巖綦江雙線特大橋?yàn)檩d體，針對(duì)該橋跨越通航河道以及營(yíng)運(yùn)鐵路的連續(xù)梁施工所采用的菱形掛籃如何在箱梁0號(hào)段頂部進(jìn)行掛籃預(yù)壓的施工技術(shù)作簡(jiǎn)要論述。

2 工程概況

渝貴鐵路豹子巖綦江雙線特大橋，全長(zhǎng)781.9m，主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，主橋孔徑布置為（68+128+68）m，主橋梁部主跨跨越綦江河通航河道，大里程邊跨跨越營(yíng)運(yùn)川黔鐵路（主墩距鐵路水平距離僅2 m）;主橋墩身采用變截面矩形空心墩，主墩最高達(dá)89m。主橋梁部結(jié)構(gòu)為單箱單室、高度及截面漸變箱梁，主橋全長(zhǎng)265.5m，0#段高9.8m，合攏段高5.4m。梁段頂部寬11.9m，底部寬7m。梁段頂板厚0.5m，底板厚度為0.48～1m，腹板厚度為0.5～0.9m。邊支座中心線至梁端0.75m，邊支座橫橋向中心距均為6.1m。

3 掛籃預(yù)壓目的

3.1 掛籃簡(jiǎn)介

渝貴鐵路豹子巖綦江雙線特大橋連續(xù)剛構(gòu)現(xiàn)澆箱梁施工用掛籃為菱形掛籃，主要由菱形主桁架、底模平臺(tái)、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)等六大部分組成。

3.2 掛籃預(yù)壓目的

3.2.1 真實(shí)模擬反映掛籃懸臂施工時(shí)的荷載工況。

3.2.2 檢測(cè)掛籃的安全穩(wěn)定性能（掛籃各構(gòu)配件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性）。

3.2.3 消除掛籃主桁、剛性吊帶（精軋螺紋鋼）、底模平臺(tái)等主要承重構(gòu)配件的非彈性變形。

3.2.4 量測(cè)計(jì)算掛籃的彈性變形，科學(xué)指導(dǎo)懸灌梁段施工立模標(biāo)高。

4 掛籃主桁預(yù)壓工藝

4.1 預(yù)壓方法

在連續(xù)剛構(gòu)箱梁0#梁段施工完成后，參照掛籃設(shè)計(jì)圖紙，在0#梁段頂部拼裝單側(cè)掛籃，采用φ32mm精軋螺紋鋼將掛籃主桁架后端錨固在0#梁段頂板上;走行軌道梁利用梁體既有豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固;主桁架前橫梁采用4根PSB930φ32mm精扎螺紋筋（屈服強(qiáng)度：930Mpa、抗拉強(qiáng)度：1080Mpa）作為豎向吊桿，將吊桿下端錨固在0#梁段頂板及翼緣板上，上端安裝加載用千斤頂及鎖定裝置。根據(jù)荷載分布情況，利用千斤頂張拉精軋螺紋鋼模擬懸灌梁段施工過程中掛籃主桁架受力情況，最后根據(jù)測(cè)點(diǎn)變形總量分析計(jì)算確定各測(cè)點(diǎn)的彈性變形值。

4.2 設(shè)計(jì)總荷載確定

掛籃主桁架走行到位，梁段施工過程中，主桁的主要受力點(diǎn)為前橫梁、前支點(diǎn)及后錨等，其中，主桁前支點(diǎn)、后錨分別與軌道梁及梁體混凝土進(jìn)行剛性連接。本論文掛籃主桁預(yù)壓主要針對(duì)主桁前橫梁進(jìn)行。

由設(shè)計(jì)圖紙可知，渝貴鐵路豹子巖綦江雙線特大橋（68+128+68m）連續(xù)剛構(gòu)箱梁1#梁段自重最大，為217.3t（2173KN），根據(jù)箱梁各部位體積可計(jì)算出翼緣板、腹板、底板、頂板混凝土自重分別為19.4t（194KN）、133.2t（1332KN）、41.5t（415KN）、23.2t（232KN）。

施工荷載主要包括：施工人員及機(jī)具重量、傾倒混凝土產(chǎn)生的沖擊荷載、混凝土振搗荷載。根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)類型，考慮施工期間施工荷載主要分布情況，計(jì)算得出箱梁翼緣板、腹板、底板、頂板處的施工荷載分別為9.6t（96KN）、3.5t（35KN）、10t（100KN）、10t（100KN）。

由此得出掛籃預(yù)壓設(shè)計(jì)總荷載如下：

翼緣板：19.4t+9.6t=29t（29KN）

腹板：133.2t+3.5t=136.7t（1367KN）

底板：41.5t+10t=51.5t（515KN）

頂板：23.2+10t=33.2t（332KN）

4.2.1 設(shè)計(jì)總荷載：29+136.7+51.5+33.2=250.4t（2504KN）

4.2.2 經(jīng)掛籃設(shè)計(jì)受力體系分析得知，掛籃主桁前橫梁承重荷載為911KN，占設(shè)計(jì)總荷載的36.4%。

4.3 觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)

4.3.1 掛籃主桁撓度觀測(cè)點(diǎn)布置：在預(yù)壓加載過程中，主要觀測(cè)掛籃主桁架懸臂端的下?lián)隙龋瑩隙葴y(cè)點(diǎn)布置在前上橫梁處，共計(jì)布置4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)位。具體布置詳見圖3。

4.3.2 掛籃外觀變形觀測(cè)點(diǎn)布置：在預(yù)壓加載過程中，對(duì)掛籃主桁架受力關(guān)鍵部位進(jìn)行觀測(cè)檢查。如：掛籃桁架受力桿件、鋼構(gòu)件焊縫、構(gòu)配件連接節(jié)點(diǎn)、后錨及前錨等部位。

4.4 觀測(cè)內(nèi)容

采用精密水準(zhǔn)儀和全站儀進(jìn)行測(cè)點(diǎn)變形量測(cè)。預(yù)壓加載過程中，按分級(jí)加載順序持續(xù)密切量測(cè)，詳細(xì)記錄測(cè)點(diǎn)變形數(shù)值，計(jì)算主桁架的非彈性變形和彈性變形數(shù)值，作為模板架立標(biāo)高調(diào)整的依據(jù)。

持荷（靜載）過程中對(duì)掛籃主桁架的各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，若發(fā)現(xiàn)有掛籃受力桿件產(chǎn)生變形、構(gòu)配件焊縫開裂或脫焊、構(gòu)配件節(jié)點(diǎn)處高強(qiáng)連接螺栓和連接銷松動(dòng)或脫落、前錨或后錨異常位移等情況出現(xiàn)，應(yīng)立即停止預(yù)壓，并及時(shí)進(jìn)行問題情況處理。

5 掛籃預(yù)壓方案實(shí)施

5.1 荷載加載及卸載程序

5.1.1 荷載分級(jí)

預(yù)壓荷載主要采用分級(jí)施加荷載的方式進(jìn)行，根據(jù)規(guī)范要求，荷載加載過程共分為五級(jí)，即設(shè)計(jì)荷載的0%→20%→50%→80%→100%→120%，降載按加載順序的逆向進(jìn)行，即設(shè)計(jì)荷載的120%→100%→80%→50%→20%→0%。

5.1.2 張拉程序

張拉順序按照混凝土的澆筑順序進(jìn)行，張拉的程序應(yīng)為：

5.1.2.1 對(duì)掛籃主桁撓度量測(cè)點(diǎn)進(jìn)行初始量測(cè)并記錄初始數(shù)據(jù)，千斤頂開始加載預(yù)壓。

5.1.2.2 荷載按照0%→20%→50%→80%→100%→120%分等級(jí)張拉。全部重量達(dá)到每級(jí)荷載后半小時(shí)對(duì)量測(cè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高和平面位置測(cè)量，并詳細(xì)作好數(shù)據(jù)記錄。

5.1.2.3 滿載后（120%）停止加載并持荷不小于24h（小時(shí)）。在滿載持荷期間對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)，其量測(cè)頻率分別為：1h一次，4h一次，12h一次，24h一次。。

5.1.2.4 降載：待加載至設(shè)計(jì)荷載的120%，并經(jīng)量測(cè)沉降差不大于1mm后，方可進(jìn)行降荷。每級(jí)降載完成后分別對(duì)量測(cè)點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)并記錄。

5.2 預(yù)壓結(jié)果計(jì)算分析

預(yù)壓結(jié)果采用統(tǒng)計(jì)法分析各階段觀測(cè)值，找出數(shù)值的規(guī)律性。

計(jì)算掛籃的非彈性、彈性變形量和總沉降量：

非彈性變形量計(jì)算：ΔL塑=預(yù)壓前測(cè)點(diǎn)高程-降載后測(cè)點(diǎn)高程

彈性變形量計(jì)算：ΔL彈=降載后測(cè)點(diǎn)高程-降載前測(cè)點(diǎn)高程

總沉降量計(jì)算：ΔL總=預(yù)壓前測(cè)點(diǎn)高程-降載前測(cè)點(diǎn)高程

6 應(yīng)用效果分析

6.1 施工速度快

掛籃整個(gè)預(yù)壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、受力明確、操作簡(jiǎn)便，較常規(guī)堆載預(yù)壓方式節(jié)約了施工時(shí)間，加快了施工進(jìn)度。

6.2 預(yù)壓效果好

預(yù)壓加載點(diǎn)與掛籃懸吊系統(tǒng)吊點(diǎn)位置和數(shù)量一致，施加荷載的分配更符合掛籃桁架系統(tǒng)實(shí)際工作的受力情況，預(yù)壓數(shù)據(jù)成果更為真實(shí)可靠。

6.3 安全風(fēng)險(xiǎn)低

利用已澆筑0#梁段橋面作為預(yù)壓平臺(tái)，整個(gè)預(yù)壓過程均在橋面范圍內(nèi)完成，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)避了堆載體下墜影響通航河道和營(yíng)運(yùn)鐵路的安全風(fēng)險(xiǎn)。

6.4 施工成本低

利用掛藍(lán)懸臂澆筑施工的既有設(shè)備和材料，無需額外輔助設(shè)備和材料，大幅降低施工成本。

7 結(jié)語

高墩大跨現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)箱梁掛籃主桁墩頂預(yù)壓施工技術(shù)的應(yīng)用，在復(fù)雜的周邊環(huán)境下，保證了掛籃預(yù)壓施工安全、質(zhì)量，同時(shí)提高施工速度，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著，為今后類似工程的施工積累了經(jīng)驗(yàn)，具有一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

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