馮小勇 王安東

（1.陜西西閻城際鐵路有限公司，陜西 西安 710000）

（2.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714099）

0 引言

隨著國家“一帶一路”倡議的提出公路、鐵路運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展，在跨越崇山峻嶺及已有公路、鐵路線路時(shí)，修筑大跨度較大的混凝土橋梁需求迅速增加。受施工場地、施工時(shí)間等諸多因素的影響，傳統(tǒng)支架法已無法滿足橋梁施工要求，基于此探索創(chuàng)新了懸臂施工法。在修筑連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中，廣泛采用懸臂澆筑法[1,2]。在懸臂法連續(xù)箱梁施工工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)問題成為諸多橋梁施工難題，而在此方面已有諸多學(xué)者做出了一些研究。梁功全[3]基于某大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中關(guān)鍵合攏段的施工過程，研究了合攏段施工受溫度的影響，相比其他部分主橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力和撓度受影響較為明顯。臧騰[4]基于某特大四跨橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工過程，研究了橋梁撓度及其周期變形，受關(guān)鍵連續(xù)箱梁施工影響較大。胡進(jìn)森[5]通過監(jiān)控橋墩沉降，借助于數(shù)值模擬研究施工期間沉降變形規(guī)律，對懸臂施工前進(jìn)行預(yù)壓，對其變形進(jìn)行了創(chuàng)新改進(jìn)。綜上所述在連續(xù)混凝土梁橋連續(xù)箱梁施工關(guān)鍵控制技術(shù)方面做出一定研究，而針對特大跨越已有鐵路線路懸臂施工方法及關(guān)鍵技術(shù)研究并未涉及更多深入研究。

1 工程概況

跨越京廣鐵路五號橋的某特大橋?yàn)殡p線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，位于半徑R=1200m平曲線上，縱坡為5.0‰上坡、4.5‰下坡，94#～95#墩之間為變坡點(diǎn)，交角為41°12′00″、41°09′00″。該橋梁體主要采用單箱室和變截面直腹板的形式。箱梁頂寬12.6m，底寬7.0m。頂板厚除梁端為65cm外，其余均為50cm。腹板厚度為48～120cm，隨線路設(shè)計(jì)線線性變化，為了改善梁中部受力情況，中部腹板采用局部加厚到200cm。橋梁底板厚按二次拋物線變化，由跨中45cm變化至根部的120cm。為了加固梁體結(jié)構(gòu)，全橋采用在特殊部位添加橫隔板，主要有端支點(diǎn)、主跨中部及中支點(diǎn)處共設(shè)置7道橫隔板。關(guān)鍵部位各處橫隔板，設(shè)置不同厚度，邊支座處橫隔板厚1.5m，主跨跨中厚0.8m，中支點(diǎn)厚3.0m。為了便于后期養(yǎng)護(hù)維修，橫隔板設(shè)置有檢修孔通道。橫隔板在箱梁兩側(cè)腹板與頂板相交處，外側(cè)均設(shè)置圓弧連接。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁體采用C55，封端板采用C55的干硬性補(bǔ)償收縮混凝土，防護(hù)墻、人行道欄桿及電纜槽采用C40。縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度值為1860MPa、直徑15.2mm，預(yù)應(yīng)力鋼束管道采用鍍鋅波紋管，其雙面鍍鋅層重量不應(yīng)小于60g/m。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用高強(qiáng)度精軋螺紋φ25mm鋼筋、PSB830，抗拉標(biāo)準(zhǔn)值830MPa。鋼束錨固體系采用JLM-25型錨具，管道內(nèi)徑φ40mm采用鐵皮成孔。

2 工藝流程

墩頂連續(xù)梁段施工→安裝掛籃→掛籃預(yù)壓→現(xiàn)澆底板鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力管道安裝→綁扎腹板處鋼筋和安裝腹板處預(yù)應(yīng)力鋼束管道→立內(nèi)模、封端模板→頂板部位綁扎鋼筋及鋼絞束預(yù)應(yīng)力管道→檢查→鋼絞束、鋼筋標(biāo)高控制→梁段砼現(xiàn)場灌注并制作同等條件下試驗(yàn)塊、養(yǎng)生、穿頂部和腹板預(yù)應(yīng)力鋼絞束→鋼絞束張拉、壓漿、混凝土強(qiáng)度達(dá)90%→掛籃行走→掛籃施工完畢。

3 施工要點(diǎn)

3.1 掛籃吊裝

先進(jìn)0#段塊的張拉，0#塊施工完成后，找平梁頂面墊枕處，梁頂面兩個(gè)前支點(diǎn)處標(biāo)高控制誤差控制在±3mm范圍內(nèi)。走道梁安裝在中間，通過接長的連接器錨固走道梁，錨固鋼筋采用精軋螺紋鋼筋?？刂谱叩懒喉斆鏄?biāo)高，檢測走道梁中心距無誤后將走道梁鎖定，走道梁接縫處采取螺栓連接。后支座從軌道前端穿入，其就位之后安放前支座。主構(gòu)架采取分片吊裝方式安裝，其吊裝由遠(yuǎn)及近分段安裝逐個(gè)吊裝固定，安裝過程中采用腳手架和鋼絲繩作為臨時(shí)支撐，兩片主構(gòu)架安裝方法相同。安裝主構(gòu)架之間的連結(jié)系。朱構(gòu)架后端固定采用直徑為 32mm精軋螺紋鋼和扁擔(dān)梁相結(jié)合的方式，固定在梁頂。在主桁架前端安裝好安裝平臺之后，再進(jìn)行上橫梁的吊裝作業(yè)，安裝作業(yè)平臺安裝安全施工的要求要安裝防護(hù)欄桿。前上部橫梁上的墊梁和鋼吊帶可以組裝好后一次吊裝，進(jìn)行整體安裝。底膜架拼裝完成后，再安裝千斤頂。在0#梁段底板處預(yù)留安裝后吊帶、千斤頂和上墊梁的孔位，方便與底模板安裝連接。將0#梁段底部的部分支架拆除完成后，方可進(jìn)行底模架的吊裝。底模架采取后部插入，其插入1#段底部，前端與吊帶連接。吊帶安裝就位后待底板鋼筋綁好后安裝內(nèi)模。掛籃系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 掛籃系統(tǒng)示意圖

3.2 掛籃預(yù)壓

為了現(xiàn)場實(shí)測掛籃的彈性和非彈性變形值，采取現(xiàn)場掛籃預(yù)壓，目的是為驗(yàn)證實(shí)際變形值和掛籃構(gòu)件的承載能力，確保施工安全。采取現(xiàn)場壓重的方法可以檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)消除拼裝過程中產(chǎn)出的非彈性變形量?；趯?shí)測數(shù)據(jù)，采取數(shù)值模擬預(yù)測推算掛籃在各段澆筑混凝土過程中產(chǎn)生的豎向位移，基于此可以為懸灌段施工高程控制提供可靠數(shù)據(jù)。通常掛籃預(yù)壓選取的重量約為最大1#梁段施工總荷載的1.2倍。

3.3 懸灌段鋼筋、預(yù)應(yīng)力及混凝土工程

由于連續(xù)箱梁截面高度較大，而澆筑混凝土自由下落的高度超過2m，因此在底板安裝時(shí)要將腹板串通，防止混凝土發(fā)生離析和梁體穩(wěn)定性，現(xiàn)場打設(shè)卸料平臺。當(dāng)現(xiàn)場澆筑混凝土氣溫較高時(shí)，要用凈水沖洗模板表面，并且采取給模板灑水以此達(dá)到降溫的目的。梁體底板采用混凝土用泵直接將料灌注至底板，混凝土入模板后采用人工攤平，利用直徑 50mm的振搗棒，振搗密實(shí)?；炷凉嘧⒉扇》謱臃侄喂嘧?，且每層厚度不能超過30cm，在倒角、張拉齒板處、錨墊板處采取二次強(qiáng)振搗，目的是防止出現(xiàn)蜂窩、麻面等現(xiàn)象。底板混凝土灌注完成后，頂面找平。

腹板混凝土采用扁串筒將其導(dǎo)入模板中，并分層澆筑，分層厚度以控制在30cm以內(nèi)。腹板混凝土振實(shí)過程中，振搗棒移動(dòng)距離不得超過其半徑的1.5倍，插入下層的深度以10cm為宜，不得超過20cm。為了腹板混凝土振搗密實(shí)，在腹板內(nèi)側(cè)模板上間隔 1.5m設(shè)置振搗窗口，待混凝土灌至振搗窗口下緣時(shí)將之封口，混凝土灌注至翼板根部即可。梁體頂板混凝土灌注采取從兩腹板分別向中間，翼緣板對稱進(jìn)行，混凝土直接由泵管入模，并采取人工攤平，頂板混凝土澆筑邊澆筑邊振搗密實(shí)，振搗采用振搗棒，澆筑完成后表面需抹平拉毛。拆除端頭封端板后，將其表面全部鑿毛，下一段梁體澆筑前，要用高壓水清洗混凝土表面，使端頭混凝土面充分吸水和消除雜物，灌筑新混凝土?xí)r要加強(qiáng)接頭部位振搗，防止接頭處出現(xiàn)蜂窩麻面。在澆筑底板和腹板時(shí)，不能使頂板內(nèi)的鋼筋、波紋管等構(gòu)件受到混凝土污染。振搗混凝土?xí)r，切勿使振動(dòng)棒靠近預(yù)應(yīng)力管道，防止損傷波紋管，因此造成孔道漏漿或堵塞。澆筑梁體混凝土過程中，施工人員切勿踩踏預(yù)應(yīng)力管道和其上的鋼筋，防止因踩踏造成鋼筋和波紋管道的變形或移位?；炷翝仓^程中，安排專職人員負(fù)責(zé)來回抽動(dòng)預(yù)應(yīng)力管道的內(nèi)襯管，防止預(yù)應(yīng)力管道漏漿握裹內(nèi)襯管，使得內(nèi)襯管無法拔出?；炷翝仓瓿珊蠹皶r(shí)拔出內(nèi)襯管，且要用及高壓水沖洗管道。張拉齒板處、倒角處、錨墊板等部位應(yīng)加強(qiáng)振搗。混凝土灌注前，現(xiàn)場檢測人員必須對拌和站、混凝土罐車和混凝土輸送泵等設(shè)備進(jìn)行澆筑前的詳細(xì)檢查，確保設(shè)備處于完好狀態(tài)?；炷翝仓^程中，現(xiàn)場設(shè)專職施工人員看模，發(fā)現(xiàn)漏漿、跑模等情況應(yīng)及時(shí)處理。掛籃施工應(yīng)做好安全防護(hù)，如圖2所示。

圖2 掛籃懸灌施工安全防護(hù)

3.4 掛籃移動(dòng)

按照施工工藝完成一段梁施工后，掛籃需前移至下一個(gè)梁段灌注處。掛籃沿走道梁移動(dòng)過程中，要確保每籃至少有兩個(gè)保險(xiǎn)點(diǎn)，同時(shí)確保主梁后吊輪滑軌兩邊有錨固滑軌。移位順序如下：已灌好的梁段頂部找平，然后鋪設(shè)走行軌。松開底模架的前吊桿和后吊帶，底模架后橫梁兩端分別采用一個(gè)10t倒鏈懸掛在外?；荷?，在前上橫梁用4個(gè)10t倒鏈懸掛內(nèi)、外?；呵岸恕２鸪蟮鯉c底模架的聯(lián)結(jié)。解除內(nèi)模與外模的長錨固螺栓，放松內(nèi)、外滑梁導(dǎo)軌。解除外模前吊點(diǎn)、后錨點(diǎn)、外模隨即脫離混凝土。在軌道頂面標(biāo)好前支座應(yīng)到的位置。解除后錨桿的受力，使掛籃倒掛輪緊貼軌道。在掛籃的菱形桁架尾端設(shè)置返向?qū)ф溂纯芍苿?dòng)掛籃，并在走行軌道前支座到位處設(shè)限位塊。掛籃兩面由導(dǎo)鏈牽引同時(shí)同步向前走向。在軌道上每20厘米做記號，每走 20cm，需進(jìn)行檢查，確保掛籃不偏位，兩邊同步。）掛籃頂推到位后，利用后錨緊放力裝置，使掛籃的倒扣輪脫離軌道(嚴(yán)禁過壓倒扣輪在軌道的下翼緣上)，并鎖緊后錨桿。移動(dòng)到位后，依次安裝后吊帶和前吊桿，再將底模架吊起。解除外模走行梁上的一個(gè)后吊桿，將吊架移至1#梁段頂板預(yù)留孔處，然后與吊桿連接，錨固好后，再用同樣的辦法將另一吊架移至1#梁段錨固（內(nèi)模走行梁吊架移動(dòng)與此相同）。將內(nèi)滑梁吊架，用2t倒鏈牽引拉出到1#段預(yù)留孔。調(diào)整立模標(biāo)高后，重復(fù)上述施工步驟進(jìn)行其他梁段的施工。

3.5 掛籃拆除

懸臂梁段澆筑完成后，保留94#墩掛籃、96#墩掛籃，用以施工邊、中跨合龍段，拆除95#墩掛籃。94#墩掛籃在合龍段完成后，混凝土強(qiáng)調(diào)大設(shè)計(jì)要求后原地拆除掛籃，96#墩掛籃可退回至鐵路限界以外進(jìn)行拆除。

掛籃拆除按下述拆除順序進(jìn)行，吊車吊卸至運(yùn)輸車運(yùn)輸出現(xiàn)場。掛籃拆除規(guī)程與安裝掛籃一致，但掛籃拆除順序與安裝順序相反，掛籃拆除遵照如下順序：拆除掛籃側(cè)模型系統(tǒng)→拆除掛籃底籃系統(tǒng)（縱橫向型鋼）→拆除吊帶系統(tǒng)→拆除掛籃橫向連接件→拆除掛籃主桁架→拆除走形導(dǎo)梁。

用吊機(jī)將側(cè)模板和導(dǎo)梁吊起，導(dǎo)梁采用鋼絲繩捆綁式兩點(diǎn)吊，保持兩吊點(diǎn)平衡，拆除導(dǎo)梁后錨。兩側(cè)同步將導(dǎo)梁和側(cè)模吊卸至地面，同樣方法拆除底模板和內(nèi)模板，運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)讲牧隙逊艌龅丶卸逊?。用鋼絲繩將上橫梁固定于吊機(jī)吊鉤上，采用氧氣乙炔切割與主桁架之間的聯(lián)結(jié)，再吊卸至地面，運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)讲牧隙逊艌龅丶卸逊?。拆除主桁片之間的橫向聯(lián)結(jié)構(gòu)件，再利用吊機(jī)吊起主桁片，解除主桁片后錨精軋螺紋鋼筋的錨固，將主桁片緩慢平衡起吊吊卸至地面，運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)讲牧隙逊艌龅丶卸逊?。除軌道與豎向精軋螺紋鋼筋之間的螺帽聯(lián)結(jié)，利用吊機(jī)將軌道兩點(diǎn)平衡起吊至地面，運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)讲牧隙逊艌龅丶卸逊牛謇順蛎妗?/p>

4 總結(jié)

掛籃施工工程中加強(qiáng)觀測標(biāo)高、軸線及撓度等，根據(jù)梁段施工對監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析撓度曲線變化規(guī)律。為了確保合攏精度控制，在合攏前相接的最后2～3段，在立模時(shí)必須進(jìn)行聯(lián)測。混凝土灌筑對稱進(jìn)行，掛籃移動(dòng)時(shí)，兩邊距離差不要大于35cm，移動(dòng)速度不大于10cm/min。