范詩(shī)浩

（南京市公共工程建設(shè)中心，江蘇 南京 210019）

0 引言

在橋梁建設(shè)過(guò)程中，如果橋梁結(jié)構(gòu)跨度大，那么在施工階段要保證所應(yīng)用的技術(shù)能夠達(dá)到橋梁剛度、安全性等方面的要求。懸臂橋梁施工技術(shù)屬于橋梁建設(shè)領(lǐng)域常用技術(shù)，該技術(shù)成熟度高、施工效率高，因而受到廣泛關(guān)注。但是要注意施工過(guò)程的質(zhì)量控制，預(yù)防不利因素對(duì)于橋梁工程質(zhì)量產(chǎn)生的影響。

1 懸臂橋梁施工技術(shù)概述

1.1 概念介紹

懸臂橋梁是將橋梁結(jié)構(gòu)的支撐設(shè)置在中間位置，橋梁整體由不同高度和強(qiáng)度的橋段進(jìn)行連接，類似于桁架橋梁，以保證橋梁整體狀態(tài)的平衡性，所有連接部位都要設(shè)置墩柱。在橋梁建設(shè)階段，合理應(yīng)用該技術(shù)能夠提高施工效率、保證施工質(zhì)量，所以在常規(guī)橋梁或者大跨度橋梁建設(shè)中，懸臂橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)較多。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及不足

懸臂橋梁施工技術(shù)在20 世紀(jì)50 年代投入應(yīng)用，直到如今依然能夠在橋梁建設(shè)中找到它的蹤跡，并且隨著該技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，其應(yīng)用日益廣泛。在橋梁建設(shè)中，應(yīng)用該技術(shù)可以在橋梁底部留出充足的空間，跨越高速公路、河流航道等；如果施工區(qū)域不能搭設(shè)支架或者架梁，也可以應(yīng)用該技術(shù)。同時(shí)，該技術(shù)應(yīng)用階段無(wú)須投入更多設(shè)施，可以利用機(jī)械化輔助施工，節(jié)約建設(shè)成本，而且橋梁結(jié)構(gòu)可以一次成型，施工過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)論是施工質(zhì)量，還是施工效率都有明顯提升。然而，懸臂橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用也存在不足，在橋梁建設(shè)過(guò)程中應(yīng)高度注意。一是在橋梁施工階段，要針對(duì)橋梁構(gòu)件進(jìn)行澆筑、張拉、養(yǎng)護(hù)等作業(yè)，施工工藝比較煩瑣。二是在第一次安裝掛籃以后，需要結(jié)合實(shí)際需求，對(duì)掛籃位置進(jìn)行調(diào)整，而且施工過(guò)程涉及掛籃的反復(fù)拆卸、安裝，可能影響施工進(jìn)度。三是澆筑施工質(zhì)量難以保證，可能出現(xiàn)主橋墩不平之類的問(wèn)題[1]。

2 懸臂橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 0#塊施工技術(shù)

懸臂橋梁施工技術(shù)應(yīng)用階段，因?yàn)?#塊的位置十分重要，所以其施工質(zhì)量和橋梁質(zhì)量息息相關(guān)。0#塊是懸臂橋梁第一個(gè)澆筑的位置，位于橋墩上方，此部分施工結(jié)束以后，才能展開(kāi)后續(xù)施工。因此，需要重點(diǎn)關(guān)注0#塊施工設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用流程。設(shè)計(jì)階段，相關(guān)人員要確保橋梁支架可以自0#塊下方通過(guò)斜拉方式和橋墩上方結(jié)構(gòu)相連，從而支撐結(jié)構(gòu)下方模板構(gòu)件，降低橋梁負(fù)荷。為了增強(qiáng)0#塊的支撐能力，可設(shè)置臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)，借助臨時(shí)墩對(duì)0#塊進(jìn)行支撐，但需注意，在合龍施工之前要將其拆除。

在橋梁支架順利安裝到對(duì)應(yīng)地點(diǎn)之后才可正式展開(kāi)預(yù)壓，并需預(yù)防支架結(jié)構(gòu)承受的壓力過(guò)大而出現(xiàn)變形。預(yù)壓開(kāi)始之前，要先檢查支架結(jié)構(gòu)是否牢固，以免貿(mào)然進(jìn)行預(yù)壓處理使支架脫軌。澆筑支架之前，要先確認(rèn)鋼筋、模具的方向和位置。因?yàn)?#塊結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所以，在施工以前要做好鋼筋的綁扎工作，防止?jié)仓A段受到應(yīng)力影響，導(dǎo)致鋼筋偏離本來(lái)位置。同時(shí)，在澆筑混凝土階段，要從底部開(kāi)始逐漸向上進(jìn)行澆筑，按照鋼筋、模具的方向完成。

澆筑施工結(jié)束后，必須對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)采取養(yǎng)護(hù)措施，以提高結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。養(yǎng)護(hù)階段，注意對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行全面檢測(cè)，待強(qiáng)度質(zhì)量達(dá)標(biāo)以后，開(kāi)始處理頂板結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)完全凝固之后，要在結(jié)構(gòu)表面灑水，注意控制灑水次數(shù)、灑水量以及灑水時(shí)間，養(yǎng)護(hù)工作通常在澆筑施工結(jié)束后15 天之內(nèi)完成。模板拆除施工階段，需要先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，強(qiáng)度超過(guò)90%后，才可以拆卸模板。注意，拆卸模板要小心謹(jǐn)慎，防止對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成破壞。

2.2 掛籃技術(shù)的應(yīng)用

懸臂橋梁施工中，掛籃技術(shù)的應(yīng)用十分必要，通常將掛籃設(shè)置在箱梁位置，具體如圖1 所示。

圖1 連續(xù)箱梁位置掛籃示意圖

在梁底位置設(shè)置掛籃能夠保證其受力均勻，安裝掛籃以后，為橋梁施工提供了充足空間，便于后期進(jìn)行結(jié)構(gòu)澆筑。施工之前，施工人員還可在掛籃頂部放置施工材料，根據(jù)施工進(jìn)度要求對(duì)掛籃位置進(jìn)行調(diào)整。橋梁結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，要將頂部掛籃安裝構(gòu)件拆除，并根據(jù)后續(xù)施工要求，妥善安放掛籃。

2.3 合龍技術(shù)的應(yīng)用

懸臂橋梁施工階段，合龍技術(shù)應(yīng)用的好壞決定了橋梁的質(zhì)量和性能。施工階段需要注意如下內(nèi)容：第一，先將0#塊的臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)拆除。第二，確認(rèn)合龍技術(shù)是否符合掛籃型號(hào)的施工要求。第三，將跨梁長(zhǎng)度降至最低。第四，合龍技術(shù)應(yīng)用之前，需要全面分析天氣情況，防止混凝土施工過(guò)程受到影響，盡可能避免在炎熱天氣進(jìn)行合龍施工。第五，利用鎖定工藝連接懸臂結(jié)構(gòu)，并對(duì)其采取固定措施，對(duì)固定點(diǎn)進(jìn)行澆筑[2]。

2.4 技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

懸臂橋梁施工環(huán)節(jié)，施工人員要注意施工材料、配合比等質(zhì)量控制工作，選擇優(yōu)質(zhì)的硅酸鹽水泥，確保配合比達(dá)到結(jié)構(gòu)澆筑需求。在施工階段注意對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)撓度和拱度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量合格，必要時(shí)可以在鋼筋的內(nèi)部設(shè)置波紋管，先預(yù)留連接點(diǎn)，后對(duì)兩側(cè)采取密封措施，預(yù)防連接位置出現(xiàn)漏漿、漏水等問(wèn)題。

3 懸臂橋梁施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

南京仙新路過(guò)江通道工程全長(zhǎng)約13.17km，其中主線橋梁長(zhǎng)約11810.5m，隧道長(zhǎng)約241m，道路長(zhǎng)約1118.5m。工程主線按城市快速路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)（兼顧公路功能），采用雙向六車道，設(shè)計(jì)車速80km/h；輔道采用雙向4～8 車道，設(shè)計(jì)車速50km/h。

仙新路過(guò)江通道南引橋第一聯(lián)（3×60）m、第二聯(lián)（60+90+60）m 均為波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁，其中第一聯(lián)截面形式為直腹板單箱三室等高度箱梁，第二聯(lián)截面形式為直腹板單箱三室變高度箱梁。箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度為26.25m，考慮兩側(cè)防撞護(hù)欄外掛0.15m，箱梁結(jié)構(gòu)寬度為25.95m。橋面頂板設(shè)置2%橫坡，箱梁底板為平坡，波形鋼腹板垂直布置。

3.2 掛籃選擇

按照項(xiàng)目段落施工工藝要求，選擇懸臂澆筑施工方案，掛籃作為受力結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)性能方面要達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)要求，掛籃整體長(zhǎng)度為9.35m，高度為11.5m，懸臂澆筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為4m。掛籃由主桁系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)、模板及調(diào)整系統(tǒng)和附屬結(jié)構(gòu)（操作平臺(tái)、爬梯、欄桿等）組成。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員根據(jù)技術(shù)要求，選擇菱形桁架，通過(guò)平聯(lián)桁架連成整體。前上橫梁架設(shè)在菱形桁架的前端節(jié)點(diǎn)上，上設(shè)吊點(diǎn)，用于懸吊底籃系統(tǒng)和內(nèi)外?；?，橫梁同時(shí)起到將主桁架連成整體的作用。底籃由前下橫梁、后下橫梁、縱梁、底模組成?？v梁與前、后下橫梁點(diǎn)焊固定；底籃前端采用鋼吊帶，其余位置采用精軋螺紋鋼。懸臂澆筑施工時(shí)，前端荷載由吊桿傳遞到前上橫梁，后端荷載由吊桿作用在前一塊段已澆筑的混凝土上。

3.3 臨時(shí)錨固結(jié)構(gòu)

若連續(xù)梁結(jié)構(gòu)兩側(cè)設(shè)計(jì)力矩不平衡，則需要確保懸臂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，施工過(guò)程中應(yīng)設(shè)置臨時(shí)錨固結(jié)構(gòu)，以提高主橋梁、橋墩的穩(wěn)定性。該項(xiàng)目南引橋懸澆段墩梁固結(jié)，無(wú)須設(shè)置臨時(shí)錨固結(jié)構(gòu)。

3.4 0#塊施工

該段共設(shè)4 個(gè)0#塊，均采用托架法施工。由于施工基礎(chǔ)塊處于墩頂位置，具有連續(xù)性特點(diǎn)，鋼筋結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，內(nèi)部含有孔道，單獨(dú)結(jié)構(gòu)的混凝土用量相對(duì)較大，所以技術(shù)要求嚴(yán)苛。同時(shí)，由于墩身高度大，施工時(shí)需要順橋向每側(cè)布置4 個(gè)三角托架，三角托架通過(guò)預(yù)埋鋼管、精軋螺紋鋼及剪力銷與墩身連接；橫橋向每側(cè)布置2 個(gè)三角托架，三角托架通過(guò)爬錐預(yù)埋件與墩身連接。三角托架上方設(shè)置用于調(diào)節(jié)高度及落架用的鋼墊塊、I45 分配梁及模板系統(tǒng)。考慮到墩梁固結(jié)，無(wú)須設(shè)置臨時(shí)錨固結(jié)構(gòu)。利用塔吊將三角托架、分配梁、模板及其他小型構(gòu)件吊裝到位。模板安裝完成后即可展開(kāi)鋼筋、預(yù)應(yīng)力管等敷設(shè)。綁扎鋼筋環(huán)節(jié)，施工人員要注意合理設(shè)置孔洞間距，提高預(yù)應(yīng)力精度，禁止隨意改變鋼筋位置。質(zhì)檢通過(guò)以后澆筑混凝土。

3.5 合龍施工

利用掛籃向前走行進(jìn)行邊、中跨合龍，先合龍邊跨、后合龍中跨，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行合龍施工。需要注意的是，合龍前，應(yīng)聯(lián)測(cè)主梁的梁頂高程、橋軸線和橋長(zhǎng)，連續(xù)觀測(cè)氣溫變化及氣溫引起的梁體豎向和水平向相對(duì)位置變化的關(guān)系，連續(xù)觀測(cè)時(shí)間不小于48h，以確定合龍段混凝土澆筑的時(shí)間區(qū)段。合龍段混凝土澆筑應(yīng)在一天中氣溫最低且溫差變化較小的時(shí)間區(qū)段（一般選擇22：00 至次日6：00）進(jìn)行。

為了防止結(jié)構(gòu)受溫差影響出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，在施工期間，需要設(shè)置永久預(yù)應(yīng)力鋼筋，與剛性支撐相互配合，以預(yù)防溫度升高導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膨脹受損。在設(shè)置永久預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，還要預(yù)防溫度降低導(dǎo)致結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力收縮。在支撐設(shè)置階段，要對(duì)結(jié)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)嚴(yán)格控制，保證結(jié)構(gòu)的性能契合施工要求。

為了保證合龍段結(jié)構(gòu)在澆筑以后能夠保持平衡狀態(tài)，需要確保結(jié)構(gòu)高度差設(shè)定合理，并需要在結(jié)構(gòu)兩側(cè)配置配重。合龍段配重包括附加配重和基本配重兩種?；九渲亓恳话銥楹淆埗瘟褐氐?/2。該項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用鋼筋進(jìn)行配重（φ40mm 鋼筋，一捆約20 根，每根長(zhǎng)度為12m，總重量為2.37t）。附加配重為調(diào)節(jié)合龍段標(biāo)高所需的配重，根據(jù)實(shí)際施工時(shí)的情況臨時(shí)加載。

配重設(shè)置完成后，進(jìn)行底板第一層鋼筋的綁扎，鋼筋綁扎時(shí)先與邊跨直線段的鋼筋連接，與懸澆段的鋼筋應(yīng)在臨時(shí)鎖定完成后連接，然后進(jìn)行波形鋼腹板安裝（一端焊接，另一端暫不焊接，下口采用馬凳臨時(shí)鎖定）。在臨時(shí)鎖定鋼腹板期間，同步進(jìn)行合龍骨架的焊接工作，為盡量縮短臨時(shí)鎖定時(shí)間，合龍骨架同樣僅焊接一端，在確定梁體合龍誤差符合要求后，待當(dāng)天溫度最低且溫差穩(wěn)定時(shí)，完成骨架的鎖定工作。骨架鎖定完成后，進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力的張拉工作，張拉遵循先底板后頂板、先長(zhǎng)束后短束、對(duì)稱張拉的原則。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉完成后，進(jìn)行鋼腹板的焊接鎖定工作。

混凝土澆筑過(guò)程中需卸載相應(yīng)配重。合龍段共分兩個(gè)階段卸載配重。第一階段在鋼腹板安裝完成后進(jìn)行卸載；第二階段根據(jù)混凝土澆筑情況，每澆筑一車混凝土卸載一次。

合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比是合龍段施工的關(guān)鍵步驟之一，合龍段結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要高于橋梁其他結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)，為了確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，可以將混凝土的水灰比適當(dāng)減小。此外，混凝土澆筑期間要做好振搗控制，以提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性[3]。

澆筑完成后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土強(qiáng)度、彈性模量及齡期達(dá)到設(shè)計(jì)要求（合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%，齡期達(dá)到10d）后，拆除臨時(shí)外接骨架，張拉合龍束至設(shè)計(jì)值。合龍施工如圖2 所示。

圖2 合龍施工圖

3.6 線形控制

在0#塊結(jié)構(gòu)施工階段，在翼緣板、頂部、腹板等中心及梁端各個(gè)節(jié)點(diǎn)均應(yīng)設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，并按照具體需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。在主墩結(jié)構(gòu)施工階段，還應(yīng)設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，用以對(duì)主墩實(shí)際變形進(jìn)行觀測(cè)，及時(shí)找到影響施工質(zhì)量的因素，預(yù)防懸臂結(jié)構(gòu)兩側(cè)因?yàn)楹奢d差異而出現(xiàn)事故。

3.7 質(zhì)控措施

一是安裝連續(xù)梁的支架之前，需要對(duì)結(jié)構(gòu)變化、孔洞深度以及安裝方向展開(kāi)全面檢查，保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求。二是做好預(yù)留孔清潔工作。三是對(duì)墊石頂部進(jìn)行鑿毛處理，并將鑿毛產(chǎn)生的雜物沖洗干凈。四是選擇支座灌漿工藝，防止結(jié)構(gòu)下方存在脫空問(wèn)題。五是0#塊結(jié)構(gòu)施工完成后，在0#塊上拼裝掛籃，并進(jìn)行掛籃預(yù)壓，預(yù)壓設(shè)計(jì)為荷載的120%，采取分級(jí)預(yù)壓處理。六是落實(shí)高程檢測(cè)，如果存在變形超限情況，應(yīng)立刻停止加載，并對(duì)變形原因進(jìn)行分析，采取有效處理措施。七是0#塊鋼筋、孔道實(shí)際數(shù)量較多，施工之前要落實(shí)全方位檢測(cè)管理，合理規(guī)劃施工內(nèi)容，提前預(yù)留孔道位置，防止施工過(guò)程中需要對(duì)鋼筋進(jìn)行切割。八是墩頂結(jié)構(gòu)的0#塊高度較大，因此在模板澆筑期間要關(guān)注模板設(shè)置，保證高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求以后，還可將模板封閉。如果澆筑結(jié)構(gòu)過(guò)高，達(dá)到2m 以上，則需要利用串筒輔助施工，預(yù)防混凝土自由落體高度超限發(fā)生離析現(xiàn)象。九是混凝土澆筑階段應(yīng)均勻灌注，并做好振搗控制，特別是鋼筋或孔道等承受力度較大的區(qū)域，要保證混凝土的密實(shí)度，不會(huì)產(chǎn)生孔洞缺陷[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，懸臂橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用可以加快橋梁建設(shè)進(jìn)度，促進(jìn)城市化建設(shè)。相關(guān)人員要根據(jù)橋梁工程實(shí)際建設(shè)需求，合理應(yīng)用該技術(shù)，并注意施工材料、配合比等質(zhì)量控制工作，對(duì)于施工流程進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，保證懸臂橋梁施工技術(shù)的作用得以順利發(fā)揮，為建設(shè)質(zhì)量合格的橋梁奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。