張歡

(中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 300350)

0 引言

洋房子雙線特大橋跨度大、規(guī)模大，對(duì)施工技術(shù)有很高的要求，此外，受到地質(zhì)條件的影響，常規(guī)搭設(shè)支架的施工技術(shù)難以滿足具體的施工要求。為加快施工速度，保證施工質(zhì)量，洋房子雙線特大橋采用了連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)橋梁跨徑方向，逐段對(duì)稱施工，無需搭設(shè)支架，在施工期間對(duì)通車、通航不會(huì)造成太大的影響，被廣泛應(yīng)用在橋梁工程施工中。常見的連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)有掛籃法、頂推法、逐孔施工法等。在洋房子雙線特大橋(48+80+48)m連續(xù)梁施工中，主要采用了掛籃法連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)，取得了良好效果，值得在類似工程中大力推廣和應(yīng)用。

1 工程概述

洋房子雙線特大橋全長1 193.5 m，起止里程D1K65+445.650～DK66+639.150。其中DK66+243.00～DK66+420.00段(24#～27#墩)為(48+80+48)m連續(xù)梁工程。梁體為單箱單室、變截面箱梁、變高度，腹板、底板、頂板局部向內(nèi)側(cè)加厚,均按直線線性變化。梁底下緣根據(jù)二次拋物線變化，拋物線方程為:y=0.002 422 1x2。全聯(lián)在中支點(diǎn)及端支點(diǎn)處設(shè)橫隔板,橫隔板設(shè)有孔洞,供檢查人員通過。

2 0#墩的施工

0#墩施工是掛籃法連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)的第一步，本工程在0#墩施工中采取了鋼管柱支架現(xiàn)澆施工技術(shù)，在進(jìn)行箱梁混凝土澆筑前，對(duì)鋼管支架采取反拉法分級(jí)預(yù)壓[1]。預(yù)壓重量為橋梁自重的120%～130%，待鋼管支架的非彈性變形全部消除之后，進(jìn)行箱梁鋼筋綁扎和混凝土澆筑?；炷翉?qiáng)度達(dá)標(biāo)后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，以提升0#墩的穩(wěn)定性，以免出現(xiàn)裂縫，為連續(xù)梁懸臂施工提供良好的基礎(chǔ)條件。

3 掛籃連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 掛籃設(shè)計(jì)

0#梁段施工完成后，在上部鋪設(shè)軌道、組裝掛籃，對(duì)掛籃預(yù)壓后將模板就位、校正。各梁端澆筑砼時(shí)，需在掛籃兩側(cè)澆筑，待新澆梁段的縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿完畢后，掛籃同時(shí)對(duì)稱前移并進(jìn)行下一個(gè)梁段的施工。連續(xù)梁掛籃總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 掛籃總體結(jié)構(gòu)圖(單位：mm)

掛籃主要由菱形桁架承重系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、懸吊及錨固系統(tǒng)、內(nèi)外滑梁系統(tǒng)、平臺(tái)防護(hù)系統(tǒng)和模板系統(tǒng)(外模、底模、內(nèi)模)構(gòu)成。

菱形桁架承重系統(tǒng)主要由2根上下水平桿、立柱、斜拉桿、斜撐桿和前上橫梁等重要構(gòu)件組成。

底籃系統(tǒng)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。

行走系統(tǒng)主要由軌枕、軌道、前支座和后反滾輪組件組成。左右軌枕設(shè)置高差為±5 mm，軌道采用型鋼整體式軌道以便掛籃行走更平整順暢。行走軌道材料為I28b工字鋼。

懸吊及錨固系統(tǒng)主要由后錨扁擔(dān)梁、反壓輪組錨固梁、Q355B鋼吊帶、精軋螺紋吊桿、吊帶錨固梁、吊帶調(diào)節(jié)梁、吊桿扁擔(dān)梁以及斜墊塊等部件組成。

內(nèi)外滑梁系統(tǒng)主要由內(nèi)滑梁、外滑梁、承重吊架和滾動(dòng)吊架等部件組成，起到對(duì)掛籃內(nèi)外模板的支撐和使掛籃模板隨掛籃一起移動(dòng)的作用。滑梁通過承重吊架和滾動(dòng)吊架采用精軋螺紋吊桿錨固于已澆筑的混凝土主梁頂面。

3.2 掛籃安裝

本案例在連續(xù)梁懸臂施工中，屬于大跨度橋梁工程，因此，工程對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很高的要求。為保證掛籃質(zhì)量，采取了菱形桁架式掛籃，具體的安裝方法如下。

在掛籃拼裝之前，準(zhǔn)備好拼裝的工具，如吊桿、千斤頂、倒鏈、連接螺栓和螺母等，為正式拼裝提供良好的條件。

對(duì)梁段頂面進(jìn)行全面清理，并用1∶1的水泥砂漿找平梁頂面鋪枕位置，找平后，放出軌道的定位線，再鋪設(shè)軌枕，控制軌枕間距在100 cm左右。本工程軌枕由槽鋼焊接而成，長度為70 cm，在支座位置可適當(dāng)加密處理。

從0#墩中心開始，使用4.8級(jí)直徑為20 mm的螺栓逐步向兩側(cè)安裝軌道(軌道之間接孔為直徑22 mm的圓形孔)。軌道安裝完成后及時(shí)跟進(jìn)檢查，核查無誤后用直徑為32 mm的精軋螺紋鋼和錨固梁進(jìn)行牢固[2]。

沿軌道后端穿入后支座，后支座就位后安放前支座，前支座在安裝前需要提前安裝限位器，以保證前支座能夠安裝到指定位置。接著再進(jìn)行主桁架、中門架、后吊帶、前下橫梁、后下橫梁、底模系統(tǒng)、外模行走系統(tǒng)、外側(cè)模板、內(nèi)側(cè)行走系統(tǒng)、內(nèi)側(cè)模板等的安裝。

3.3 掛籃防護(hù)

洋房子雙線特大橋(48+80+48)m連續(xù)梁跨高速公路，為保證高速公路上車輛行駛的安全性，在掛籃防護(hù)中采取了掛籃跨公路側(cè)全封閉防護(hù)技術(shù)，防護(hù)結(jié)構(gòu)總重為24.4 t，具體施工中在不跨公路一側(cè)采取型鋼或者是預(yù)壓塊進(jìn)行同等重量配重。具體的防護(hù)立面圖如圖2所示。

圖2 掛籃防護(hù)立面圖(單位：mm)

掛籃底部框架采用50 mm×30 mm方管焊接，根據(jù)前后托梁位置設(shè)置2根主梁，主梁采用雙16#槽鋼，面板采用2.5 mm厚鋼板，邊框采用∠50×5角鋼[3]。底部防護(hù)整體組拼完成后，采用直徑25 mm的精軋螺紋鋼將底部防護(hù)懸吊于底托梁上。

3.4 掛籃預(yù)壓

掛籃安裝完成后，在投入使用之前，需要采取堆載法進(jìn)行模擬壓重試驗(yàn)，以驗(yàn)證掛籃的穩(wěn)定性和質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。測(cè)點(diǎn)布設(shè)方法為：在底模前端布設(shè)3個(gè)點(diǎn)，從左到右依次為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)觀測(cè)點(diǎn)。在掛籃左右側(cè)前支點(diǎn)位置和后錨梁位置各布設(shè)1個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)，前支點(diǎn)從左到右依次為4號(hào)、5號(hào)觀測(cè)點(diǎn)，后錨梁之上，從左到右依次為6號(hào)、7號(hào)觀測(cè)點(diǎn)。掛籃前上橫梁支點(diǎn)位置布設(shè)2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，從左到右依次是8號(hào)、9號(hào)觀測(cè)點(diǎn)。每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)都用紅色油漆標(biāo)記清楚。

本工程懸澆梁段的質(zhì)量最大處是5#梁段，質(zhì)量為153.45 t，施工機(jī)械設(shè)備、材料、施工人員重量之和為2.5 t，施工荷載作用面積為12.6×3.5=44.1(m2)；最大施工荷載=153.45+2.5×44.1÷9.8=164.7(t)；最大壓重荷載按1.2倍最大施工荷載計(jì)算，最大壓重荷載=1.2×164.7=197.64(t)。

兩只掛籃同時(shí)對(duì)稱進(jìn)行加載預(yù)壓實(shí)驗(yàn)。按照最大施工荷載的1.2倍即197.64 t進(jìn)行預(yù)壓，兩只掛籃同時(shí)對(duì)稱進(jìn)行預(yù)壓實(shí)驗(yàn)。預(yù)壓按照0、20%、50%、80%、100%、120%分等級(jí)預(yù)壓。達(dá)到每級(jí)預(yù)壓荷載時(shí)，詳細(xì)記錄各觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高，同時(shí)觀察掛籃的變形情況。對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)卸載后觀測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)高程與初始觀測(cè)高程進(jìn)行對(duì)比(各個(gè)測(cè)點(diǎn)平均值)，以此作為掛籃的非彈性變形值[4]。根據(jù)掛籃全部加載完成后的平均變形值，可推出掛籃的彈性變形值，為各節(jié)段立模標(biāo)高提供參考數(shù)據(jù)。具體掛籃預(yù)壓現(xiàn)場(chǎng)圖見圖3。

圖3 掛籃現(xiàn)場(chǎng)預(yù)壓圖

3.5 混凝土澆筑

當(dāng)掛籃預(yù)壓完成后，要及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑，保證懸臂灌注梁段混凝土能夠一次澆筑成型。具體的澆筑順序?yàn)閺牡装彘_始，然后腹板，最后頂板。在對(duì)同一掛籃進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，要采取左右對(duì)稱澆筑法，從掛籃底板的前端開始澆筑，相同T構(gòu)上2套掛籃內(nèi)懸澆混凝土在任何時(shí)候都必須做到基本相同，兩側(cè)最大的質(zhì)量偏差不能超過20 t[5]。

3.6 預(yù)應(yīng)力施工

縱向、橫向預(yù)應(yīng)力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224—2014預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa,彈性模量為195 GPa。

縱向預(yù)應(yīng)力張拉流程圖如圖4所示。

圖4 縱向預(yù)應(yīng)力施工工藝流程圖

為保證張拉效果，在正式張拉之前，需要對(duì)油路連接的可靠性、安裝的正確性進(jìn)行全面檢查。啟動(dòng)油泵向油缸中緩慢注油，促使鋼絞線稍微拉近后，微調(diào)千斤頂?shù)奈恢?，使其中心線與軸線方向一致，以確保鋼絞線能夠自由伸長，減少摩擦阻力，同時(shí)還要調(diào)整夾片，卡緊鋼絞線，讓每根鋼絞線都能均勻受力，采取對(duì)稱張拉的方法加載到10%的初始應(yīng)力，停止進(jìn)油及加載后，測(cè)量并記錄鋼絞線的伸長值。再張拉到20%的初始應(yīng)力，繼續(xù)保持油壓5 min，測(cè)量和記錄鋼絞線的伸長量。

在進(jìn)行橫向預(yù)應(yīng)力張拉中，需要將鋼絞線按照施工前的設(shè)計(jì)尺寸穿入波紋管，并用架立筋和定位筋固定好，在張拉時(shí)可采取交替單端張拉方法，并采取張拉力和伸長值雙控法，以控制張拉效果[6]。

等預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，應(yīng)在24 h內(nèi)進(jìn)入孔道壓漿工序，壓漿材料選用滿足《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件》(Q/CR 409—2017)中的要求。最大壓漿壓力不能超過0.6 MPa，壓漿充盈需要達(dá)到管道另一端飽滿并由排氣孔排出和規(guī)定流動(dòng)度相同的漿液為止，關(guān)閉出漿液口之后，需要保持0.5～0.6 MPa至少3 min(穩(wěn)壓期)，以保證壓漿效果。壓漿完成后，及時(shí)檢查飽滿情況，達(dá)標(biāo)及時(shí)封錨。

3.7 掛籃前移

等梁段施工完成，且預(yù)應(yīng)力張拉達(dá)標(biāo)后，及時(shí)進(jìn)行掛籃前移操作，在前移之前需要先進(jìn)行安全檢查。檢查內(nèi)容有：掛籃的2個(gè)軌道務(wù)必相對(duì)水平、橋梁軸線須平行、軌道錨固和支墊須達(dá)標(biāo)等[7]。在進(jìn)行掛籃后錨解除時(shí)，須保證2根主桁架后錨同步均衡進(jìn)行，橋墩兩側(cè)掛籃務(wù)必在梁段的縱向應(yīng)力筋張拉完成之后同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱移動(dòng)，在整個(gè)前移中必須由專人指揮，前移的速度要控制在0.1 m/min以下，并且每前移50 cm觀測(cè)1次，以免掛籃前移時(shí)因?yàn)榇嬖谵D(zhuǎn)角引起誤差過大的問題，同時(shí)也可以有效防止掛籃受扭變形。掛籃前移到下一根梁段之后，及時(shí)安裝底模后吊帶、吊桿、滑梁內(nèi)外吊桿和掛籃主桁架后錨固裝置，將掛籃的臨時(shí)受力狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰檬芰顟B(tài)，以保證施工的安全性。

3.8 掛籃施工安全保障措施

對(duì)掛籃桿件及使用的機(jī)具設(shè)備應(yīng)進(jìn)行檢查,不合格的嚴(yán)禁使用。專人指揮掛籃移位，無關(guān)人員撤離至安全區(qū)域。在坡道上拼裝或移動(dòng)掛籃時(shí),應(yīng)設(shè)置防溜裝置。掛籃移位前，應(yīng)保證梁段縱向預(yù)應(yīng)力張拉完成?；缿?yīng)鋪設(shè)平順，并按規(guī)定做好錨固。掛籃行走前應(yīng)檢查行走系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、模板系統(tǒng)。必要時(shí)設(shè)置防掛籃墜落的雙保險(xiǎn)措施。兩側(cè)掛籃應(yīng)對(duì)稱移位，尾部設(shè)制動(dòng)裝置，移動(dòng)速度應(yīng)控制在0.1 m/min 以內(nèi)。掛籃移動(dòng)到位后應(yīng)及時(shí)錨固，前端限位裝置應(yīng)設(shè)置牢固。前吊桿、后錨桿的錨固力應(yīng)調(diào)試均勻。掛籃的移動(dòng)速度不宜大于0.1 m/min，就位時(shí)中線偏差不應(yīng)大于5 mm。掛籃懸臂施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)滑道、主桁節(jié)點(diǎn)、錨固、吊掛和模板等系統(tǒng)的日常檢查，橋面上禁止堆放不平衡荷載，確保施工安全。

3.9 合龍段施工

合龍段施工是連續(xù)梁懸臂施工的主要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁工程的總體質(zhì)量，為保證合龍段施工質(zhì)量，在邊跨和中跨合龍段位置需要布設(shè)可靠的臨時(shí)剛接措施，且合龍段混凝土的彈性模量和強(qiáng)度都必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%，尤其是混凝土的齡期不能少于5 d。為消減溫度差對(duì)合龍段混凝土的影響，在合龍段兩側(cè)梁段設(shè)置預(yù)埋鋼板 (1 150×810×15)mm，用30號(hào)熱軋輕型工字鋼和綴板(350×240×10)mm連接，長度根據(jù)合龍段實(shí)測(cè)長度做相應(yīng)調(diào)整[8]，具體如圖5所示。

圖5 合龍段勁性骨架示意圖(單位：mm)

為避免合龍段的混凝土因熱脹冷縮導(dǎo)致變形和開裂，選擇在當(dāng)天氣溫較低的時(shí)間段施工，本工程選擇在凌晨2點(diǎn)施工，氣溫較低，先進(jìn)行邊跨合龍段施工，再進(jìn)行中跨合龍段施工，后完成體系轉(zhuǎn)換，形成一個(gè)連續(xù)的橋梁結(jié)構(gòu)體系。在施工期間，暫停周邊區(qū)域行車交通，設(shè)置好標(biāo)識(shí)。在施工前，密切關(guān)注天氣，避免在雨天施工。

4 結(jié)語

連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)，在施工效率、安全性等方面有顯著優(yōu)勢(shì)，非常契合大跨度橋梁工程的施工要求。文章結(jié)合工程實(shí)例，分析了洋房子雙線特大橋(48+80+48)m連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)要點(diǎn)。同時(shí)為確保施工質(zhì)量，促使每道工序都能高效、順利地開展，需要結(jié)合橋梁工程的特點(diǎn)，保證0#墩施工質(zhì)量，對(duì)掛籃安全、掛籃預(yù)壓、混凝土施工、預(yù)應(yīng)力張拉、掛籃行走、合龍段施工等每道工序嚴(yán)格控制，才能發(fā)揮出連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，確保工期及質(zhì)量，并為類似工程積累經(jīng)驗(yàn)。