陳永森

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530028)

0 引言

隨著我國交通基礎設施建設的快速發(fā)展，社會對于作為交通咽喉的橋梁工程也提出了越來越高的要求：橋梁不僅需要具備基本的通行功能，同時還需要符合環(huán)境美化和景觀要求。對于橋梁的通行功能而言，結構、材料和施工工藝均會對于橋梁性能產(chǎn)生較大的影響[1-2]。鑒于整體效果好、施工效率高的特點，連續(xù)梁橋在跨越山澗和河流的橋梁工程中得到了較為廣泛的應用。對于連續(xù)梁橋尤其是預應力連續(xù)梁橋的設計和施工，懸臂澆筑方法是當前跨越河流、山澗和道路的橋梁中優(yōu)先選擇的施工方式。懸臂澆筑，即將整體橋梁劃分為不同長度的階段，采用掛籃進行對稱施工。鑒于連續(xù)梁橋對稱施工，對施工穩(wěn)定性和后期合龍段施工精度的要求較高，因此需要在懸臂澆筑過程中對立模標高有具體的要求、控制和調整，否則容易造成連續(xù)梁橋在成橋時的線形和內力不符合設計線形要求[3-4]。當前對于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑方法，缺乏系統(tǒng)的研究和探索，僅憑借經(jīng)驗和簡單的計算，很難滿足當前快速發(fā)展的交通行業(yè)對于橋梁線形和受力合理性的要求。

本文結合灌陽(永安關)至全州(鳳凰)高速公路塘屋嶺特大橋施工情況，主要介紹分析了連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工工藝，通過施工工藝流程和測量兩方面的控制保證施工質量，并對其質量控制措施進行闡述。

1 工程概況

塘屋嶺特大橋位于桂林市灌陽縣塘屋嶺村境內，跨越兩山之間的山麓平原地帶。橋梁全長為784.08 m，起訖里程樁號為K24+057.42～K24+841.50。主橋為(92+2×172+92)m預應力混凝土連續(xù)梁結構，主墩墩身為單肢式鋼筋混凝土空心薄壁墩，墩身高103 m，每片墩縱向寬10 m，主橋結構如圖1所示。

圖1 主跨示意圖

根據(jù)圖1可知，在懸臂施工T構時，為了抵消梁段兩端因施工的不平衡荷載引起的傾覆力矩，在墩身設置臨時支撐，通過φ32精軋螺紋鋼筋將箱梁和承臺進行對拉，滿足結構對稱施工的平衡要求，使得結構標高滿足設計要求，后期合龍滿足精度和成橋受力合理性的要求。

2 連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工工藝

連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工是一個較為系統(tǒng)的工程，不僅包括0#塊的澆筑施工，同時還包括掛籃懸臂澆筑和后期合龍段的施工。

2.1 掛籃懸臂澆筑工藝流程

對于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工，具體施工工藝流程如圖2所示。

圖2 掛籃懸臂澆筑施工流程圖

2.2 端部0#塊施工

鑒于0#塊是連續(xù)梁橋施工的第一步，同時0#塊的施工精度對于整體橋梁的施工控制產(chǎn)生較大影響，因此對于0#塊需要嚴格按照工藝要求施工。

2.2.1 準備工作

本工程0#塊的總長度為12.0 m，豎向預應力筋為φ32精軋螺紋鋼筋，根據(jù)受力和設計要求，采用間距為50 cm進行設置，每組3根，主要布置在箱梁邊腹板和中腹板位置。

在預應力筋設置完畢后，下一步較為重要的就是臨時固結措施。鑒于工程中橋墩為剛性墩，因此采用拉壓形式即可以施工：在0#塊施加向下的預應力，同時在成臺上設置支撐，為了確保主梁的穩(wěn)

定性和臨時支座受力均勻，0#塊固結措施盡量保持對稱布置。具體如圖3所示：

(a)截面圖

(b)立面圖

2.2.2 臨時支座安裝

在臨時固結措施完成之后、模板安裝之前，為了主梁受力均勻合理，需要在墩頂設置臨時支座。根據(jù)施工要求和后期體系轉換要求，臨時支座采用硫磺混凝土分兩次澆筑，首次為墊石混凝土澆筑，二次為支座混凝土澆筑，澆筑和養(yǎng)護達到設計要求后，通過預埋鋼筋進行固定施工，按照楔形模板標高，澆筑硫磺混凝土直至標高超過設計永久支座5 cm，這是為了在懸臂施工過程中避免永久性支座參與主梁受力[5]。

2.2.3 托架結構及模板安裝

在臨時固結措施和臨時支座安裝完畢后，需要將臨時墩位置作為臨時聯(lián)結系構件設置托架，托架支撐主要包括臨時墩、鋼管柱和工字鋼，采取順橋向進行布置，起到對整體支架的支撐作用。

在托架結構完成之后，即可進行模板的安裝。0#塊模板包括內模和外模兩部分，其中內模頂部采用鋼模板，側模為竹膠板，外模則全部采用鋼模板。

2.2.4 混凝土澆注

在0#塊澆筑之前，需要留置預留孔，便于后期掛籃拼裝。對于0#塊混凝土的澆筑，采用分層、均勻和對稱的方式。鑒于本工程0#塊體積較大，分兩次進行澆筑。第一次澆筑至腹板受力較為簡單的中間靠上1.0 m位置，第二次則對于剩余部分進行澆筑施工，同時在二次澆筑前需要對接縫進行處理。在混凝土澆筑養(yǎng)護達到設計強度的90%以后，則需要進行預應力束的張拉，在張拉完畢后即可進行下一步的掛籃施工。

2.3 掛籃施工

對于掛籃施工，不僅包括掛籃的安裝，掛籃預壓也是掛籃施工中不可缺少的一部分。

2.3.1 掛籃安裝

在掛籃安裝之前，需要對掛籃進行試拼裝，并采取水箱加水的方式進行承壓試驗。掛籃安裝首先安裝主桁梁，然后安裝錨固系統(tǒng)，錨固系統(tǒng)由錨固桁梁、錨桿和蹬筋三部分組成，主梁尾部通過錨固連接器錨固于豎向預應力蹬筋上。主要結構完成后，需要安裝主梁、立柱和平聯(lián)，在調整三角桁片之后，安裝桁架前、中和上橫梁，最后進行吊帶和底欄的安裝。安裝完畢之后，需要通過吊帶提升設備調整平臺標高，全面檢查掛籃安裝質量。本工程采用三角形掛籃，如下頁圖4所示。

(a)立面圖

(b)斷面圖

2.3.2 掛籃預壓

鑒于掛籃施工跨越道路或河流，對于成橋后線性和受力合理性均有較大影響，因此在施工中應嚴格控制掛籃的變形，需要在安裝完畢后進行預壓。本工程橋墩預埋螺栓采用預應力筋進行預壓，荷載分別為20%、50%、80%、100%和120%，然后進行卸載[6]。在分級加載和卸載過程中，對于掛籃關鍵系數(shù)進行記錄，本工程掛籃控制參數(shù)如表1所示。

表1 掛籃控制參數(shù)表

2.4 掛籃懸臂施工

在掛籃安裝完成并進行預壓調整后，要進行外側和翼板模板鋼筋的安裝：首先安裝底層鋼筋、腹板鋼筋和頂板鋼筋，然后安裝腹板豎向、縱向和頂板縱向、橫向波紋管和預應力鋼束，在所有檢查完畢并安裝標高測量點之后進行混凝土澆筑。為了懸臂兩端的受力平衡和穩(wěn)定，混凝土澆筑應該從兩端對稱進行。對混凝土進行養(yǎng)護，在達到設計強度的90%后，對縱向預應力鋼束進行兩端對稱張拉，而后進行壓漿處理。

為了后續(xù)施工的精度和成橋后的受力合理性，在混凝土預應力鋼束張拉前后進行標高的測量，如果發(fā)生的偏移量較大，則需要分析清楚原因才能進行下一步的施工；同時在混凝土澆筑過程中實時監(jiān)測橋墩偏移量，避免因偏移量過大影響施工安全和穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)偏移量應及時采取針對性措施進行處理[7]。

2.5 掛籃移機

在混凝土澆筑完畢，預應力張拉和壓漿施工作業(yè)完成后，需要將掛籃移機到下一梁段，具體施工過程如下：

(1)拆除豎向精軋螺紋鋼錨固措施；

(2)安裝手拉葫蘆并進行張拉移動；

(3)在前后保險打開后，利用手拉葫蘆移動掛籃至下一梁段；

(4)掛籃就位后，安裝后錨固精軋螺紋鋼；

(5)收緊掛籃吊桿，并進行底板標高測量。

在上述掛籃移機完成后，可以進行內外側模板和底部模板的安裝，在測量和調整后，即可進行混凝土的澆筑施工。

2.6 合龍段施工

從循環(huán)掛籃移機、混凝土澆筑和預應力張拉過程，直至合龍段施工，對于本工程而言，首先進行邊跨合龍段的施工，接著進行中跨合龍段施工[5-6]。施工關鍵流程如下所示：

2.6.1 勁性骨架安裝

對于連續(xù)梁橋，本工程選擇首先進行邊跨的合龍，在合龍段施工中，勁性骨架的安裝較為重要，決定合龍的順利完成和后期成橋階段的線性和受力合理性。進行骨架安裝截面圖如圖5所示。

根據(jù)圖5可知，為了將兩側已經(jīng)完成的梁段澆筑成一個整體，需要根據(jù)設計和合龍段聯(lián)測標高要求，分別在面板和底板位置設置剛性支撐架，并采用40a槽鋼進行連接固定，為了盡量減少溫差對于支撐架的影響，選擇在夜間溫度最低時進行焊接施工，同時焊接需要在兩側對稱進行，整體焊接操作時間不得超過3 h。

2.6.2 合龍段施工

在剛性支撐架和配重水箱安裝完畢后，需要進行合龍段的施工。為了保證澆筑過程中的受力合理性，在混凝土澆筑過程中應逐漸卸載配重。在合龍段混凝土強度達到設計強度的90%以上時，即可拆除頂拉裝置，并進行邊跨合龍束的張拉，而后拆除臨時支座，固定支座開始承受荷載作用。

邊跨合龍之后，需要進行中跨合龍段施工。具體施工工藝與邊跨合龍束類似。為了防止合龍段混凝土因為溫差或收縮產(chǎn)生裂縫，混凝土澆筑之前可張拉部分預應力束。合龍段施工盡量選擇在氣溫最低時；養(yǎng)護混凝土達到設計強度后，則進行縱向預應力鋼束的張拉施工，最終完成體系轉換。

3 施工質量控制

對于連續(xù)梁橋，施工質量的好壞決定著成橋后的線性和受力合理性，因此需要對施工控制測量和施工工藝進行控制，保證施工質量。

3.1 施工控制測量

掛籃懸臂澆筑過程中，由于自重作用箱梁產(chǎn)生向下位移，張拉的預應力鋼束又會產(chǎn)生負彎矩，產(chǎn)生向上的位移。同時混凝土屬于時間依存性材料，結構容易發(fā)生非線性的變形，因此結構在復雜的施工環(huán)境下的標高測量顯得尤為重要[6]。鑒于施工環(huán)境變化較為復雜，應對懸臂澆筑段混凝土進行如下工況的測量：

(1)掛籃移機就位后、模板調整完畢后的梁段標高測量；

(2)混凝土澆筑后控制測量；

(3)張拉縱向預應力鋼束后的控制測量。

鑒于連續(xù)梁橋的懸臂施工過程對于標高的控制要求較高，因此標高測量成為連續(xù)梁橋施工質量控制的關鍵因素，這是指導后期施工的主要依據(jù)，也是控制橋梁成橋線性和受力合理性的關鍵因素[7]。對于監(jiān)控測量主要包括以下因素：

(1)主梁標高測量；

(2)主梁軸線平面坐標測量；

(3)每一節(jié)標高、軸線監(jiān)控測量。

3.2 施工工藝流程控制[8]

連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工，需要嚴格按照施工流程進行：

(1)每次掛籃移機就位后，對箱梁底模進行標高測量，出現(xiàn)偏差后應在后續(xù)梁段進行適當糾正。

(2)各梁段混凝土施工應監(jiān)測梁體撓度和應力，及時分析、掌握梁體彈性和非彈性變形，為后續(xù)施工提供技術支持。

(3)梁段澆筑完畢后，要放樣中線，布置標高點；對張拉后梁段的上翹值和扭曲值進行設計值和實測值的對比分析。

(4)控制混凝土質量，保證坍落度在12～14 cm之間，盡量采取一次性澆筑施工完畢。

(5)嚴格控制縱向預應力鋼束的張拉。混凝土強度達到設計強度的90%以上才可以進行張拉。張拉時應首先張拉腹板連續(xù)束，然后是頂板連續(xù)束和橫向預應力鋼束；在張拉過程中采取兩端對稱張拉的方式張拉，采取雙控因素：伸長量誤差保持在±6%之間，并做好張拉數(shù)據(jù)的記錄。

4 結語

對于連續(xù)梁橋的施工，掛籃懸臂施工是當前應用較為廣泛的施工選擇。通過本工程連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工，本文對大跨徑連續(xù)梁橋的施工工藝和質量控制進行了系統(tǒng)的分析和介紹：

(1)從掛籃懸臂澆筑施工流程開始，分別介紹了0#塊施工、掛籃施工和移機、混凝土澆筑和合龍段的施工。

(2)分別從施工控制測量和工藝流程方面介紹連續(xù)梁橋的施工質量控制措施。

通過本工程的實施，對于今后同類工程的施工和質量控制提供工程和理論經(jīng)驗借鑒。

[1]鄭 淵，李 帥，龔權華.施工監(jiān)控在連續(xù)梁懸臂澆筑中的應用[J].工業(yè)c，2016(58)：198-199.

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[6]劉 旭.連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工設計及工藝[J].工程技術：引文版，2016(11)：106.

[7]劉 斌.連續(xù)梁橋懸臂施工澆筑中撓度控制探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2017(6)：240.

[8]吳 迪.連續(xù)梁懸臂澆筑施工技術及控制要點分析[J].科技經(jīng)濟導刊，2017(7)：55.