魏 俊，孫明明，顧俊波，李志磊

(1.浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；2.浙江省道橋檢測與養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310023；3.溫州市文泰高速公路有限公司，浙江 溫州 325000)

1 工程概況

葛溪大橋是浙江省文成—泰順(浙閩界)公路跨越葛溪的控制性工程之一，位于浙江省溫州市泰順縣境內(nèi)，跨越葛溪V形溝谷，地勢(shì)陡峭，高差較大。主橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土波形鋼腹板組合箱梁連續(xù)剛構(gòu)，引橋采用30m長裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，結(jié)構(gòu)先簡支后連續(xù)。大橋分左、右線布設(shè)，左線分為2座橋，中間設(shè)30m路基段，左線1號(hào)橋橋跨布置為(55+100+55)m，如圖 1所示，共1聯(lián)，橋長215.08m；左線2號(hào)橋橋跨布置為(4×30+55+100+55)m，共2聯(lián)，橋長335.0m。右線橋橋跨布置為(55+100+55+3×30+55+100+55+3×30)m，共4聯(lián)，橋長619.0m。主橋主墩采用矩形雙肢薄壁墩，最大墩高達(dá)48.3m。單幅橋標(biāo)準(zhǔn)橋面寬12.25m，按2車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度80km/h。

圖1 葛溪大橋主橋立面布置(單位:cm)

主橋箱梁采用C55混凝土。梁高和底板厚度均以二次拋物線的形式由跨中向根部變化，跨中梁高300cm，底板厚28cm，根部梁高625cm，底板厚70cm，墩頂?shù)装搴?40cm，箱梁頂板厚30cm，箱梁翼緣懸臂長257.5cm，懸臂端厚20cm，懸臂端根部厚70cm。邊跨設(shè)置2道橫隔板，中跨設(shè)置4道橫隔板，橫隔板厚40cm。箱梁在主墩附近1,2號(hào)節(jié)段波形鋼腹板內(nèi)側(cè)設(shè)置內(nèi)襯混凝土。跨中組合箱梁斷面如圖2所示。

圖2 跨中組合箱梁斷面(單位:cm)

本文主要介紹葛溪大橋左線1號(hào)橋利用波形鋼腹板承重的掛籃懸臂錯(cuò)位澆筑施工技術(shù)。懸臂錯(cuò)位澆筑施工技術(shù)最早應(yīng)用于日本的鬼怒川橋、津久見川橋和信樂七橋等波形鋼腹板組合橋中，隨后在我國四川頭道河大橋、山西運(yùn)寶黃河大橋和浙江寧波奉化江大橋施工中采用該施工工法。結(jié)合山區(qū)高速公路地形特點(diǎn)，為解決塔式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑外的波形鋼腹板吊裝，改進(jìn)掛籃結(jié)構(gòu)，使其具備吊裝和運(yùn)輸功能。

2 施工方案與施工難點(diǎn)

2.1 施工方案

完成0，1號(hào)節(jié)段施工后，吊裝2號(hào)節(jié)段波形鋼腹板，在2號(hào)節(jié)段波形鋼腹板上安裝并預(yù)壓掛籃，綁扎2號(hào)節(jié)段底板鋼筋，澆筑2號(hào)節(jié)段底板混凝土。然后進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工流程，吊裝n號(hào)節(jié)段波形鋼腹板，掛籃前移至n號(hào)節(jié)段，綁扎n-1號(hào)節(jié)段頂板和n號(hào)節(jié)段底板鋼筋，澆筑n-1號(hào)節(jié)段頂板和n號(hào)節(jié)段底板混凝土，同時(shí)吊裝n+1號(hào)節(jié)段波形鋼腹板，養(yǎng)護(hù)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，張拉n-1號(hào)節(jié)段頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋。掛籃前移至n+1號(hào)節(jié)段，循環(huán)施工標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段至懸臂澆筑最后1個(gè)節(jié)段，完成最后1個(gè)懸臂節(jié)段底板混凝土和上個(gè)節(jié)段頂板混凝土施工后，保持掛籃主桁架不動(dòng)，使滑梁前移，滑梁吊點(diǎn)由后橫梁轉(zhuǎn)換至前橫梁，綁扎最后1個(gè)懸臂節(jié)段頂板鋼筋并澆筑混凝土，完成懸臂澆筑施工節(jié)段后，拆除掛籃并施工合龍段。

2.2 施工難點(diǎn)

1)2片分離的波形鋼腹板需承受整個(gè)掛籃及混凝土自重，波形鋼腹板易失穩(wěn)。

2)已澆筑節(jié)段頂板混凝土與掛籃所處節(jié)段波形鋼腹板結(jié)合部會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，易造成混凝土頂板開裂。

3)箱梁內(nèi)混凝土橫隔板處與掛籃內(nèi)滑梁沖突，影響內(nèi)滑梁正常行走。頂板混凝土澆筑完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度，掛籃行走至下一節(jié)段后，再施工橫隔板。

4)2號(hào)節(jié)段內(nèi)襯混凝土與頂板混凝土同時(shí)澆筑，無法利用掛籃施工，需搭設(shè)現(xiàn)澆支架。

3 懸臂錯(cuò)位澆筑施工技術(shù)

3.1 掛籃設(shè)計(jì)

波形鋼腹板承重的掛籃由主桁架、錨固系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)、外?；?、內(nèi)模滑梁、底?？蚣?底模橫梁及縱梁)、走道(施工平臺(tái))組成。主桁架橫梁采用雙拼HN450×200型鋼，主桁架前橫梁長10.4m，后橫梁長9m，桁架立柱及平聯(lián)采用型鋼拼成250mm×250mm方鋼。底模橫梁采用HN450×200型鋼，橫梁長11.3m，縱梁采用I45a，間距1m，縱梁長6.2m；外?；杭皟?nèi)?；翰捎肏N400×200型鋼，滑梁長11.7m。掛籃走道(施工平臺(tái))采用I25a作為承重梁，φ42×3.5鋼管做防護(hù)欄桿，3mm厚花紋鋼板做面板。利用波形鋼腹板承重的掛籃結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 掛籃斷面

3.2 掛籃安裝

1號(hào)節(jié)段縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉且壓漿完畢后，安裝2號(hào)節(jié)段波形鋼腹板。為提高波形鋼腹板的穩(wěn)定性，防止其傾覆，需要在懸臂波形鋼腹板兩端安裝臨時(shí)橫撐，將橫向2塊鋼腹板連成整體。臨時(shí)橫撐與鋼腹板焊接連接，施工中可循環(huán)使用，隨著施工進(jìn)行，依次布置在懸臂的2塊鋼腹板端部。

掛籃拼裝時(shí)，首先采用塔式起重機(jī)將底籃橫梁吊裝就位，采用5t手拉葫蘆和精軋螺紋鋼將底橫梁懸掛于波形鋼腹板下方。然后在地面拼裝掛籃主桁架，將主桁架吊裝至波形鋼腹板上翼緣板上。最后安裝底橫梁吊帶及底板縱梁，安裝精軋螺紋鋼吊帶，松開底橫梁的手拉葫蘆，采用精軋螺紋鋼吊帶將底橫梁吊掛在頂橫梁下，安裝底籃縱梁及走道(施工平臺(tái))。

掛籃安裝遵守從下至上、先主后次的原則。即先定位前、后2根底橫梁，再安裝承載主框架及上橫梁，放置底模分配梁，然后鋪裝底模，安裝底板施工平臺(tái)及臨邊防護(hù)，最后安裝頂板與翼緣板滑梁及臨邊防護(hù)。

3.3 節(jié)段懸臂錯(cuò)位澆筑施工

3.3.1初始節(jié)段施工

完成掛籃安裝和預(yù)壓后，綁扎2號(hào)節(jié)段底板鋼筋，澆筑2號(hào)節(jié)段底板混凝土，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，安裝3號(hào)節(jié)段波形鋼腹板，將掛籃前移至3號(hào)節(jié)段。由于2號(hào)節(jié)段波形鋼腹板內(nèi)側(cè)設(shè)置內(nèi)襯混凝土，在2號(hào)節(jié)段底板上搭設(shè)支架，同時(shí)澆筑2號(hào)節(jié)段頂板和內(nèi)襯混凝土。綁扎3號(hào)節(jié)段底板鋼筋，澆筑3號(hào)節(jié)段底板混凝土。安裝4號(hào)節(jié)段波形鋼腹板，將掛籃前移至4號(hào)節(jié)段，綁扎3號(hào)節(jié)段頂板和4號(hào)節(jié)段底板鋼筋，澆筑3號(hào)節(jié)段頂板和4號(hào)節(jié)段底板混凝土。

3.3.2標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工

掛籃行走至4號(hào)節(jié)段后進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工。掛籃行走至n號(hào)節(jié)段，底板后錨錨固(后橫梁吊帶安裝)，調(diào)節(jié)n號(hào)節(jié)段底板模板，安裝n號(hào)節(jié)段底板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道，頂板后錨錨固(頂板及翼緣板滑梁后吊帶安裝)，調(diào)節(jié)n-1號(hào)節(jié)段頂板模板，安裝n-1 號(hào)節(jié)段頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道，澆筑n號(hào)節(jié)段底板及n-1號(hào)節(jié)段頂板混凝土，同時(shí)安裝n+1號(hào)節(jié)段波形鋼腹板?；炷琉B(yǎng)護(hù)到強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，張拉n-1號(hào)節(jié)段頂板預(yù)應(yīng)力鋼束并壓漿。掛籃前移至n+1號(hào)節(jié)段，進(jìn)入下個(gè)循環(huán)施工，如圖4所示。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工流程

3.3.3最后懸臂節(jié)段施工

懸臂施工至最后1個(gè)節(jié)段時(shí)，完成最后1個(gè)懸臂節(jié)段底板和倒數(shù)第2個(gè)節(jié)段頂板混凝土施工。掛籃主桁架保持不動(dòng)，將滑梁前吊架換成滾動(dòng)吊架，在倒數(shù)第2個(gè)節(jié)段頂板前端設(shè)置錨固點(diǎn)，采用手拉葫蘆前移掛籃滑梁和模板至最后1個(gè)懸臂節(jié)段，完成最后1個(gè)節(jié)段頂板鋼筋綁扎和混凝土澆筑施工。

懸臂澆筑節(jié)段施工完畢后拆除掛籃，進(jìn)行合龍段施工。

3.4 塔式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑外的波形鋼腹板吊裝

受山區(qū)狹窄溝谷地形影響，塔式起重機(jī)臂長受限。為滿足塔式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑外的波形鋼腹板吊裝，對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其具備吊裝和運(yùn)輸功能。

首先采用雙拼[32立柱焊接于掛籃桁架上，然后在雙拼[32立柱上焊接I40橫梁，最后連接I40縱向滑動(dòng)軌道與橫梁，在縱向滑動(dòng)軌道上方設(shè)置三角形桁架，以減少吊裝時(shí)產(chǎn)生的撓度。

當(dāng)施工節(jié)段超出塔式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑外后，采用塔式起重機(jī)將波形鋼腹板吊至橋面，通過運(yùn)輸小車將波形鋼腹板運(yùn)至掛籃位置，借助電動(dòng)葫蘆起吊波形鋼腹板，再通過縱向滑動(dòng)軌道將鋼腹板轉(zhuǎn)運(yùn)至安裝位置。

4 施工工藝對(duì)比分析

葛溪大橋左線2號(hào)橋主橋跨徑布置與左線1號(hào)橋相同，采用傳統(tǒng)菱形掛籃懸臂澆筑施工。本文將左線1號(hào)橋采用的懸臂錯(cuò)位澆筑施工與左線2號(hào)橋采用的菱形掛籃懸臂澆筑施工工藝進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如下：①傳統(tǒng)菱形掛籃 構(gòu)件多、自重大，每套掛籃約需70t型鋼；由于存在后錨及橋面行走軌道，掛籃落模、頂推及調(diào)模步驟繁多、耗時(shí)長，需上、下分層調(diào)節(jié)鋼板吊帶；掛籃行走及模板定位需2d，波形鋼腹板安裝2d，鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝2d，混凝土澆筑0.5d，混凝土養(yǎng)護(hù)7d，預(yù)應(yīng)力束張拉及管道壓漿1d，共需14.5d；未安裝平聯(lián)前的菱形架穩(wěn)定性低，掛籃為懸臂結(jié)構(gòu)，力臂長、易傾覆、安全性差；用途廣泛，適合多種不同結(jié)構(gòu)的橋型施工，通用部件多，但用于波形鋼腹板組合梁施工工效低、操作步驟多。②利用波形鋼腹板承重的掛籃 構(gòu)件少、自重小，每套掛籃約需25t型鋼；采用4臺(tái)同步千斤頂頂推掛籃行走，頂推前移軌道為波形鋼腹板上翼緣板，頂推過程安全高效，使用貫通上桁架的精軋螺紋鋼吊帶進(jìn)行落模、調(diào)模，無須上下調(diào)節(jié)鋼板吊帶；掛籃行走及模板定位需1d，鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝2d，混凝土澆筑0.5d，混凝土養(yǎng)護(hù)7d(混凝土養(yǎng)護(hù)期間同步安裝波形鋼腹板)，預(yù)應(yīng)力束張拉及管道壓漿1d，共需11.5d；主桁架在地面拼裝，整體起吊，掛籃結(jié)構(gòu)體系由懸臂變?yōu)楹喼?，施工安全性高；施工過程簡單、高效，用于波形鋼腹板組合梁懸臂施工，工效高，多個(gè)工作面同時(shí)展開施工，但使用橋型較單一，僅限于波形鋼腹板組合箱梁施工，部分構(gòu)件需定制，通用性不高。

5 結(jié)語

葛溪大橋左線1號(hào)橋采用波形鋼腹板承重的掛籃懸臂錯(cuò)位澆筑施工，掛籃結(jié)構(gòu)為簡支體系，自重小，n號(hào)節(jié)段底板澆筑、n-1號(hào)節(jié)段頂板澆筑和n+1號(hào)節(jié)段波形鋼腹板安裝3個(gè)工作面可平行施工；相比傳統(tǒng)菱形掛籃施工工藝，顯著提高施工效率和施工安全性，且降低造價(jià)。