姚會(huì)濤

(中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司，河北涿州072750)

1 工程簡(jiǎn)介

石武客專鐵路SWQZ-8標(biāo)的確山特大橋位于駐馬店境內(nèi)，全橋長(zhǎng)3 421.055 m，中心里程為DK934+653.10，其中DK934+272.700～DK934+410.220段(40#墩～43#墩)之間為(40+56+40)m連續(xù)梁，跨越三里河，河與線路夾角為90°，河寬100 m。

本橋?yàn)殡p線客運(yùn)專線鐵路橋，設(shè)計(jì)最高運(yùn)行速度350 km/m，正線線間距為5.0 m，梁全長(zhǎng)137.5 m，計(jì)算跨度為(40+56+40)m，中支點(diǎn)處梁高4.35 m。梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，主橋截面為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁截面，箱梁頂寬12.0 m，箱梁底寬6.7 m。

2 適用范圍和特點(diǎn)

懸臂澆筑法適用于高墩、大跨徑的連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)，孔下不受通航、通行的限制，其特點(diǎn)是無須建立落地支架，無須大型起重及運(yùn)輸機(jī)具，主要施工設(shè)備是掛籃。

掛籃是懸澆施工的主要設(shè)備，可在已經(jīng)張拉錨固并與墩身連成整體的梁體上移動(dòng)，每段綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、縱向預(yù)應(yīng)力張拉都在掛籃內(nèi)進(jìn)行。完成本段施工后，掛籃對(duì)稱向前各移動(dòng)一節(jié)段。

3 掛籃分類和組成

掛籃是懸澆箱梁的主要設(shè)備，它是沿著軌道行走的活動(dòng)腳手架及模板支架。就國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的掛籃按結(jié)構(gòu)形式可分為桁架式、三角斜拉帶式、預(yù)應(yīng)力束斜拉式、斜拉自錨式；按行走方式可分為滑移式和滾動(dòng)式；按平衡方式可分為壓重式和自錨式。

掛籃由承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、側(cè)模系統(tǒng)、走行系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)五大部分組成(見表1、圖1)。

4 施工工藝流程

懸臂澆筑施工工藝流程：養(yǎng)生、等強(qiáng)→預(yù)應(yīng)力束制作→穿預(yù)應(yīng)力束→張拉機(jī)具檢驗(yàn)→張拉→壓漿→掛籃滑移→模板測(cè)量控制→綁扎底板鋼筋和安裝預(yù)應(yīng)力管道→綁扎腹板鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道→立內(nèi)模、端模→標(biāo)高控制→綁扎頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道→掛籃預(yù)留孔→灌注梁段混凝土并制作試驗(yàn)塊→線型控制→墩頂梁段施工完畢→循環(huán)N次

表1 掛籃組成

4.1 0#梁段施工

根據(jù)箱梁截面的情況確定混凝土是一次澆筑還是分次澆筑，一次澆筑時(shí)，應(yīng)在頂板中部留一窗口，使混凝土由窗口進(jìn)入箱內(nèi)，分布到底模上。當(dāng)箱梁較高時(shí)，應(yīng)用減速漏斗向下傳送混凝土，采用二次澆筑時(shí)，先安裝底模、側(cè)模及底板、側(cè)板的普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋，待澆筑第一次混凝土后，再安裝內(nèi)模及頂板普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋。

由于0#塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，預(yù)埋件、鋼筋、各向預(yù)應(yīng)力鋼束及其孔道、錨具密集交錯(cuò)，梁面有橫坡度，根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)形式及高度，混凝土分兩次澆筑，施工程序?yàn)椋?/p>

0#梁段的施工順序?yàn)椋和屑馨惭b→安裝支座(施工臨時(shí)錨固支座)→安裝底?！A(yù)壓→分片吊裝0#段外模、安裝底板和腹板鋼筋→安裝腹板預(yù)應(yīng)力波紋管及豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋→安裝內(nèi)模板→綁扎頂板鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力筋→安裝縱向預(yù)應(yīng)力管道→搭設(shè)混凝土灌注工作平臺(tái)→灌注混凝土→混凝土養(yǎng)生→拆?！A(yù)應(yīng)力筋張拉及孔道壓漿→底模拆除

4.2 支架布置

支架施工滿足以下要求：

支架有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求；有簡(jiǎn)便可行的脫模措施；預(yù)壓重量大于澆筑混凝土的重量；支架地基承載力必須滿足要求，基礎(chǔ)可采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼管樁基礎(chǔ)或鉆孔樁基礎(chǔ)；根據(jù)混凝土及支架產(chǎn)生的彈性和非彈性變形，設(shè)置預(yù)留量；支架底有完好的排水系統(tǒng)。

圖1 掛籃安裝示意

(1)0#梁段的支架布置：主要由外側(cè)鋼管支架和內(nèi)側(cè)焊接在主墩、臨時(shí)支墩的剛性牛腿組成。鋼管根部焊接在承臺(tái)頂部的預(yù)埋件上，并采用剪刀撐進(jìn)行整體加固。

(2)設(shè)置墩頂梁段與橋墩臨時(shí)固結(jié)裝置(臨時(shí)支座)。

臨時(shí)固結(jié)目的：保證連續(xù)梁施工過程中永久支座不承受荷載的壓力；抵消在連續(xù)梁澆筑過程中兩側(cè)的不平衡重，保證合龍前連續(xù)梁T構(gòu)的整體安全；確保連續(xù)梁在溫度徐變及預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)自由變形。對(duì)于連續(xù)箱梁，梁與墩未固結(jié)在一起，施工時(shí)，兩側(cè)懸澆施工難以保持絕對(duì)平衡，必須在施工中采取臨時(shí)固結(jié)措施，使梁具有抗彎能力。

臨時(shí)固結(jié)一般采用在支座兩側(cè)臨時(shí)加預(yù)應(yīng)力筋，梁和墩頂之間澆筑臨時(shí)混凝土墊塊。將梁固結(jié)在橋墩上，使梁具有一定的抗彎能力。在條件成熟時(shí)，再采用靜態(tài)破碎方法，解除固結(jié)。

對(duì)準(zhǔn)支座中心線與墊石中心線，用專用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座底面調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高。用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座，并將支座底面調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高，在支座底面與支承墊石之間應(yīng)留有20～30 mm空隙，安裝灌注用的模板。仔細(xì)檢查支座中心位置及標(biāo)高后，用無收縮高強(qiáng)度灌注材料灌漿。

(3)為保證支架結(jié)構(gòu)的安全，采用大型有限元程序?qū)χЪ芙Y(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，完成支架的檢算。

(4)支架的預(yù)壓。試驗(yàn)方法就是模擬該孔混凝土梁的現(xiàn)澆過程，進(jìn)行實(shí)際加載，以驗(yàn)證并得出其承載能力。因?yàn)槠浜奢d是順序逐加的，且觀測(cè)時(shí)間(或卸載時(shí)間)長(zhǎng)達(dá)24 h，所以當(dāng)完成120%荷載加載時(shí)，4 h之后需要觀測(cè)一次，12 h之后需要觀測(cè)一次。

4.3 安裝模板

(1)掛籃模板作為0#梁梁段的外模板，外模采用定型鋼模板，模板加工完成后，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該橋采用的模板縱向按三段進(jìn)行劃分，在施工場(chǎng)地內(nèi)拼裝成4.4 m+5 m+4.4 m的整體形式，后在箱梁澆筑過程中周轉(zhuǎn)使用。

(2)鋼筋綁扎以及預(yù)應(yīng)力管道的安裝。

每個(gè)0#梁段非預(yù)應(yīng)力鋼筋，在地面進(jìn)行加工，并由塔吊吊裝至模板頂部的施工操作平臺(tái)，人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)綁扎。搭設(shè)腳手架并按程序綁扎鋼筋，縱向預(yù)應(yīng)力管道用定位置網(wǎng)片進(jìn)行固定。

定位網(wǎng)片安裝與鋼筋綁扎順序：加工鋼筋吊裝骨架→制作鋼筋堆放平臺(tái)→墩頂測(cè)量放線→吊裝鋼筋→順序綁扎底板鋼筋→綁橫隔板鋼筋→綁扎腹板鋼筋→安裝豎向波紋管和預(yù)應(yīng)力筋、安裝縱向波紋管→立內(nèi)模板→綁扎頂板底層鋼筋→安裝縱向、橫向波紋管→綁扎頂板頂層鋼筋

4.4 掛籃施工工作程序

(1)混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，拆除內(nèi)模板，進(jìn)行縱向、豎向預(yù)應(yīng)力筋的張拉；每個(gè)梁段豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后，開始安裝掛籃走行滑道，安裝完畢按實(shí)測(cè)表的要求的檢查項(xiàng)目進(jìn)行逐一對(duì)照檢查。

(2)脫模時(shí)先解除掛籃后錨裝置，模板的前后吊桿(帶)每次下放的高度要控制在3 cm左右，以免落模時(shí)對(duì)掛籃的沖擊過大帶來不安全因素；然后放松掛籃后錨及模板的前后吊桿(帶)落模。

(3)倒鏈將底模后橫梁掛于外模走行梁上，并拆除底模后吊帶。

(4)安裝掛籃走行牽引倒鏈或千斤頂，在滑道側(cè)面畫出每格10 cm的刻度線，畫線長(zhǎng)度等于掛籃下一施工梁段的長(zhǎng)度，用以控制同側(cè)左、右兩只掛籃和T構(gòu)前后兩對(duì)掛籃的走行速度。

(5)對(duì)稱牽引掛籃向前走行至設(shè)計(jì)預(yù)定位置。

(6)鎖定掛籃主桁架后錨，然后鎖定后底橫梁吊帶。

(7)底模和外模板初步定位，此次定位底模中心位置須準(zhǔn)確，底模標(biāo)高宜略低于設(shè)計(jì)高程，混凝土施工前再按照監(jiān)控單位提供的控制標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。

(8)模板打磨，清除水泥漿等雜物，涂脫模劑。

5 合龍段的施工

(1)中間合龍段混凝土一段采用吊架最后澆筑，合龍澆筑前應(yīng)及早調(diào)整兩端懸澆梁段的中線及標(biāo)高。合龍混凝土澆筑前要安裝合龍段的勁性骨架和張拉臨時(shí)束，確保合龍段混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前不變形。并在合龍段兩側(cè)加壓，隨著合龍段混凝土的澆筑逐步減壓，保持合龍段混凝土澆筑過程中荷載平衡。

(2)為減少溫度變化對(duì)合龍段混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)選擇一天最低氣溫時(shí)澆筑，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，按順序?qū)ΨQ的進(jìn)行張拉、壓漿。

(3)在張拉壓漿完成后及時(shí)的解除臨時(shí)固結(jié)措施，使梁體落于永久支座上，將各墩臨時(shí)支座反力轉(zhuǎn)移到永久支座上，將梁體轉(zhuǎn)換成連續(xù)梁體系。

5.1 合龍段施工方法

(1)邊跨合龍段采用支架或吊架施工：靠近橋臺(tái)部位的梁段混凝土，一般采用支架現(xiàn)澆或采用在墩臺(tái)旁設(shè)臨時(shí)支柱，安裝吊籃并進(jìn)行澆筑。當(dāng)這一部分較短時(shí)，也可用吊架澆筑。

(2)跨中合龍段可利用掛籃進(jìn)行施工或吊架施工，支架施工要求可參照前相關(guān)內(nèi)容。

(3)合龍順序必須滿足設(shè)計(jì)要求。合龍前要調(diào)整中線和高程，連續(xù)梁將合龍一側(cè)的臨時(shí)固定支座釋放，同時(shí)將兩懸臂端間距離按設(shè)計(jì)合龍溫度及預(yù)施應(yīng)力后彈性壓縮換算后進(jìn)行約束鎖定。

(4)混凝土澆筑前合龍口兩端懸臂預(yù)加壓重符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)符合線性控制流程并于混凝土澆筑過程中逐步撤除。

(5)合龍段混凝土施工選擇在一天中溫度最低的時(shí)間進(jìn)行。混凝土強(qiáng)度宜提高一級(jí)?；炷良訌?qiáng)養(yǎng)護(hù)，將合龍梁段及兩懸臂端部進(jìn)行覆蓋降低日照溫差影響。

(6)混凝土澆筑前將合龍口單側(cè)梁墩的臨時(shí)固結(jié)約束解除，合龍梁段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)及時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉。

(7)支座反力調(diào)整滿足設(shè)計(jì)要求。

5.2 合龍程序

5.2.1 次邊跨合龍程序

次邊跨合龍施工順序：前移次邊跨掛籃在距合龍相鄰段梁端1 m各配置1/2合龍段混凝土重量的配重(水箱或沙袋)，同時(shí)T構(gòu)另一端配置平衡配重按設(shè)計(jì)要求設(shè)置體外支撐與體內(nèi)約束，鎖定相鄰梁段。邊拆除中墩臨時(shí)支座邊澆筑次邊跨合龍段混凝土，同時(shí)邊卸載同等重量的平衡重混凝土等強(qiáng)張拉次邊跨第一批合龍鋼束拆除中墩墩旁支架繼續(xù)澆筑邊跨節(jié)段并張拉預(yù)應(yīng)力筋。

5.2.2 邊跨合龍程序

邊跨合龍施工順序：前移邊跨掛籃在距合龍相鄰段梁端1 m各配置1/2合龍段混凝土重量的配重(水箱或沙袋)，同時(shí)T構(gòu)另一端配置平衡配重按設(shè)計(jì)要求設(shè)置體外支撐與體內(nèi)約束，鎖定相鄰梁段，邊澆筑邊跨合龍段混凝土，同時(shí)邊卸載同等重量的平衡重混凝土等強(qiáng)張拉邊跨第一批合龍鋼束張拉邊跨第二批合龍鋼束拆除邊跨、次邊跨掛籃、配重、現(xiàn)澆支架。

5.2.3 中跨合龍程序

中跨合龍施工順序：拆除一個(gè)中跨掛籃，前移另一個(gè)中跨掛籃在距合龍相鄰段梁端1 m各配置1/2合龍段混凝土重量的配重水箱，同時(shí)T構(gòu)另一端配置平衡配重水箱按設(shè)計(jì)要求設(shè)置體外支撐與體內(nèi)約束，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)頂開梁后鎖定邊澆筑中跨合龍段混凝土，邊卸載同等重量的平衡重-混凝土等強(qiáng)張拉中跨第一批鋼束對(duì)稱張拉次邊跨第三批鋼束和中跨第二批鋼束拆除中跨掛籃、配重。

5.3 合龍段施工注意事項(xiàng)

合龍段施工是連續(xù)剛構(gòu)施工的關(guān)鍵。為確保合龍段的施工質(zhì)量擬采取以下特殊措施。

(1)為保證灌注質(zhì)量，選擇在一天中溫度最低的時(shí)間段內(nèi)灌注混凝土。

(2)灌注混凝土前在合龍段相鄰梁上設(shè)置剛性支撐并先期張拉四束臨時(shí)鋼絞線將合龍段鎖定，防止由于溫度變化引起的梁體伸縮而壓壞或拉裂新澆混凝土。支撐的設(shè)置和預(yù)應(yīng)力張拉值根據(jù)當(dāng)時(shí)的溫度經(jīng)計(jì)算確定。合龍段混凝土達(dá)90%強(qiáng)度、混凝土齡期不少于6 d后，拆除臨時(shí)支座，放松臨時(shí)鋼絞線重新張拉至設(shè)計(jì)張拉力。

(3)為防止出現(xiàn)由于新澆混凝土自身收縮而引起的裂紋，應(yīng)在混凝土中加入適量的鋁粉做微膨脹劑。

(4)為盡快提高合龍段混凝土早期強(qiáng)度，除加入適量早強(qiáng)劑外，將合龍段混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)。

(5)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。在合龍段所在的全跨范圍內(nèi)的頂板上鋪草袋灑水降溫。

6 施工撓度的控制及觀測(cè)

(1)懸澆施工梁體由于受自重、溫度、外荷載等因素影響會(huì)產(chǎn)生撓度，混凝土自身的收縮、徐變等因素也會(huì)使箱梁產(chǎn)生標(biāo)高變化，這種變化隨著跨度的加大而增加。為了使成橋后的橋面線型達(dá)到或接近設(shè)計(jì)曲線，必須在懸臂澆筑時(shí)進(jìn)行 標(biāo)高控制，在施工中對(duì)已澆或準(zhǔn)備澆筑的箱梁各工序進(jìn)行撓度、溫度等觀察，并以此隨時(shí)調(diào)整懸澆段的立模標(biāo)高。

(2)立模標(biāo)高控制值=箱梁頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高+設(shè)計(jì)施工預(yù)拱度+掛籃自重及澆筑混凝土后的變形值±日照溫差修正值。設(shè)計(jì)施工預(yù)拱值需進(jìn)行修正，由于設(shè)計(jì)狀態(tài)和實(shí)際施工狀態(tài)的差異，為了達(dá)到設(shè)計(jì)的理論線型，必須通過實(shí)際測(cè)量資料的積累和分析，找出各階段的撓度變化規(guī)律，以修正各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)，使計(jì)算狀態(tài)基本吻合實(shí)際。掛籃的變形值也要通過掛籃試壓以及施工前幾段產(chǎn)生的實(shí)際撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行修正?；炷恋氖湛s可用折合降低溫度的方法處理。對(duì)于張拉值的修理，通過錨下應(yīng)力損失理論公式以及實(shí)際觀測(cè)值比較后決定。為盡量減小日照溫差的影響，宜選擇溫度梯度較小的時(shí)候進(jìn)行觀察。另外，平衡力矩、施工荷載對(duì)混凝土標(biāo)高也有影響，若兩端荷載不一樣，必然會(huì)產(chǎn)生一頭低一頭高的現(xiàn)象。施工中力求平衡施工，消除該項(xiàng)影響。同時(shí)在計(jì)算控制也考慮該項(xiàng)內(nèi)容。

(3)測(cè)點(diǎn)布置：在橋軸線及上、下腹板的中心軸線組成三條縱軸線，每段的前沿和三條縱軸的交叉點(diǎn)設(shè)置為測(cè)點(diǎn)。在0#塊上設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，觀測(cè)時(shí)間在掛籃就位、混凝土澆筑前、混凝土澆筑后、張拉后幾個(gè)階段都進(jìn)行觀察，對(duì)溫度觀測(cè)及應(yīng)力的觀測(cè)根據(jù)需要進(jìn)行。

7 結(jié)束語

在石武客運(yùn)專線鐵路的確山特大橋施工中，連續(xù)梁懸臂施工取得了很好的效果，由于施工工序多，質(zhì)量控制難度大，因此，連續(xù)梁懸臂施工質(zhì)量檢測(cè)就顯得格外重要。經(jīng)過施工單位的精心組織、操作和管理，以及監(jiān)理的嚴(yán)格把關(guān)，連續(xù)梁懸臂施工工藝取得了很好的效果，對(duì)今后大跨度連續(xù)梁的施工具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和具有一定的指導(dǎo)意義。

[1] 向中富.橋梁施工控制技術(shù)[M].北京：人民交通出版社,2001

[2] 劉吉士,閻洪河,李文琪.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社,2001