張水平

摘要 為分析多掛籃同步施工技術(shù)在雙幅預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)，文章以某上跨高速公路的新建預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槔?，結(jié)合工程實(shí)際及工期要求，提出多掛籃同步施工的方案，并對(duì)施工難點(diǎn)進(jìn)行羅列，進(jìn)而提出錯(cuò)位施工技術(shù)；在進(jìn)行菱形掛籃構(gòu)造及設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，從懸臂梁段施工、左幅箱梁合龍、左幅掛籃部分拆除、右幅箱梁合龍等方面對(duì)多掛籃同步施工要點(diǎn)展開(kāi)探討。結(jié)果表明，多掛籃同步對(duì)稱施工與空間錯(cuò)位技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，可較好解決預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工工期緊、質(zhì)量要求高的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋；多掛籃；雙幅；同步施工；錯(cuò)位

中圖分類號(hào) U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B文章編號(hào) 2096-8949（2024）03-0139-03

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋因具有較好的整體性和耐久性，在我國(guó)橋梁工程中較為常用，混凝土橋梁施工中大多采用掛籃懸臂澆筑法對(duì)稱施工，既能保證施工期間結(jié)構(gòu)受力的均勻性和穩(wěn)定性，又能加快施工進(jìn)度。然而，對(duì)于左右幅橋面凈間距較小且掛籃上下橫梁較長(zhǎng)的情況，在雙幅掛籃同步施工中，面臨著掛籃和橫梁間的空間沖突與干涉問(wèn)題。如果處理不好，必然會(huì)使多掛籃同步施工工效和質(zhì)量受到影響。

基于此，該文依托橋梁工程實(shí)際，提出豎向空間錯(cuò)位和橫向空間錯(cuò)位的施工方式，并對(duì)具體施工流程及控制要點(diǎn)展開(kāi)分析，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

某公路橋梁采用系桿拱形式，并按照5跨連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為保證施工質(zhì)量，節(jié)省工期，按照先梁后拱的工藝展開(kāi)施工。該拱橋梁采取單箱多室結(jié)構(gòu)，其直腹板高度和截面尺寸均為變化設(shè)計(jì)，且梁高呈拋物線形式。箱梁墩頂0#塊的長(zhǎng)度為10 m，其余懸臂梁段均長(zhǎng)4 m，邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)9 m，中跨及邊跨合龍段長(zhǎng)2 m。

2 施工方案及施工難點(diǎn)

該橋梁施工工期緊，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部設(shè)計(jì)人員會(huì)同專家的研究論證，最終展開(kāi)多掛籃同步施工，具體而言就是將2個(gè)掛籃依次設(shè)置在連續(xù)梁左幅和右幅處的中墩位置，此后便同步展開(kāi)所有掛籃結(jié)構(gòu)懸臂澆筑施工[1]，這種施工方案下，需要同時(shí)配置的施工人員較多，但能明顯加快施工進(jìn)度，節(jié)省工期。以上操作全部結(jié)束，展開(kāi)0#塊施工，此后的掛籃對(duì)稱安裝及預(yù)壓等任務(wù)全部在0#塊梁面展開(kāi)。借助掛籃結(jié)構(gòu)展開(kāi)合龍。

按照以上設(shè)計(jì)思路，該雙幅預(yù)應(yīng)力混凝土橋面之間凈距離并不大，在借助掛籃施工期間因掛籃結(jié)構(gòu)超出箱梁構(gòu)件尺寸，故結(jié)構(gòu)走行存在一定阻擋；特別是多個(gè)掛籃同步施工時(shí)，相鄰掛籃的上橫梁和下橫梁必然表現(xiàn)出干擾甚至摩擦、撞擊。其中部分掛籃結(jié)構(gòu)還面臨同步的后移操作，這必定增大掛籃運(yùn)行調(diào)度的復(fù)雜性以及安全運(yùn)行方面的控制難度。

3 掛籃設(shè)計(jì)

3.1 掛籃構(gòu)造

該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用菱形掛籃，主要包括底模平臺(tái)、主桁架、吊掛及走行系統(tǒng)、錨固及模板系統(tǒng)等部分。

（1）底模平臺(tái)。主要包括底?？v梁、下橫梁、下滑梁、底模操作平臺(tái)及縱梁連接系等部分。

（2）主桁架。箱梁內(nèi)腹板及其余腹板處分別設(shè)置2片桁架和1片主桁架，即每側(cè)掛籃均設(shè)置6片主桁架，通過(guò)連接系將其中3片主桁架和上橫梁連接。主桁架通過(guò)Q345B、Q235鋼板以及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的槽鋼牢固焊接，以上所涉及的桿件結(jié)構(gòu)主要采取焊接形式。

該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋多掛籃施工過(guò)程中，底模結(jié)構(gòu)前的懸置部件全部借助前上橫梁予以支撐，該支撐箱的結(jié)構(gòu)主要通過(guò)1 400 cm×45 cm×50 cm的鋼板焊接得到，由相應(yīng)材料鋼板以及槽鋼組成的主桁架連接系主要采取栓接。按照以上思路所設(shè)計(jì)、預(yù)制出的掛籃結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

（3）懸吊系統(tǒng)。前后懸吊是該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋同步施工多掛籃結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性部件。分別發(fā)揮著向主桁架傳遞內(nèi)外模板、底模及懸臂澆筑施工重量以及較好穩(wěn)固掛籃走行過(guò)程的重要作用。該系統(tǒng)設(shè)置位置的精準(zhǔn)性和連接的牢固性直接關(guān)系到前后懸吊系統(tǒng)能否良好受力，掛籃結(jié)構(gòu)能否穩(wěn)定走行。

（4）錨固及走行系統(tǒng)。邊桁及中桁單個(gè)錨點(diǎn)分別由2根φ25 mm螺紋鋼和4根φ25 mm螺紋鋼受力。而主桁主要按照預(yù)埋螺紋鋼的常規(guī)性后錨固結(jié)構(gòu)展開(kāi)設(shè)計(jì)。以上結(jié)構(gòu)中所涉及的螺紋鋼全部采用的是PSB1030材質(zhì)。為提升錨固效果，必須按照1 m標(biāo)準(zhǔn)確定螺紋鋼材在相應(yīng)結(jié)構(gòu)中的錨固深度。此外，該連續(xù)梁橋同步施工所配置的全部掛籃中，走行系統(tǒng)走道梁前部主要配置的是穿心千斤頂，從而確保各掛籃構(gòu)件均在該設(shè)備的牽引下以穩(wěn)定速度走行。走道梁立面圖見(jiàn)圖2。

（5）模板系統(tǒng)。該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋同步施工的掛籃結(jié)構(gòu)，內(nèi)模主要選用的是組合鋼模結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)外部設(shè)置相應(yīng)厚度的鋼板材料，同時(shí)借助φ28 mm對(duì)拉筋達(dá)到內(nèi)模和外模良好連接的效果，最終焊接相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模架。

3.2 技術(shù)參數(shù)

在展開(kāi)該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋諸多掛籃同步懸臂澆筑混凝土的過(guò)程中，底模所承受的荷載主要借助相應(yīng)部位預(yù)先設(shè)置的懸吊裝置依次向上橫梁和其余梁段傳遞[2]。其中，掛籃結(jié)構(gòu)中前上橫梁所分擔(dān)的受力荷載最終傳遞至主桁架、走道梁、缸墊梁等結(jié)構(gòu)處，并最終全部固定于澆筑好的箱梁結(jié)構(gòu)頂端。

3.3 結(jié)構(gòu)受力分析

該連續(xù)梁橋同步施工所采用的菱形掛籃結(jié)構(gòu)中，主桁架連接系全部按照空間桁架形式設(shè)計(jì)?；诖朔N形式下的設(shè)計(jì)荷載，依次對(duì)其主桁架、走道梁等關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)和錨固結(jié)構(gòu)體系的可能受力形式與程度展開(kāi)計(jì)算（見(jiàn)表1～2），從而為施工過(guò)程的安全穩(wěn)定提供基礎(chǔ)。

通過(guò)表1和表2數(shù)據(jù)可知，該菱形掛籃主桁內(nèi)側(cè)、外側(cè)上下結(jié)構(gòu)處載荷位移最大達(dá)到18.7 mm，懸吊處豎向位移最大達(dá)到2 701 mm，均未超出設(shè)計(jì)值，故受力及變形完全滿足要求[3]。

該橋梁施工所用菱形掛籃主桁架結(jié)構(gòu)受力情況見(jiàn)圖3。圖中P和P1為傾覆力矩；數(shù)值表示力臂長(zhǎng)度，所模擬出的傾覆力矩P=128.1 kN·m，P1=119.6 kN·m，遠(yuǎn)小于250 kN·m的設(shè)計(jì)限值。由此可知，該橋梁所用菱形掛籃行走主桁架結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定。

4 多掛籃同步施工

為防止多掛籃施工期間發(fā)生干擾，采取空間錯(cuò)位施工方式，具體包括豎向空間錯(cuò)位和橫向空間錯(cuò)位等方面。為此，將連續(xù)梁橋施工劃分成以下幾個(gè)階段。

4.1 懸臂梁段施工

在正式施工開(kāi)始后，該預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋左幅和右幅箱梁的施工過(guò)程必須錯(cuò)開(kāi)進(jìn)行，先按要求掛設(shè)安裝左幅掛籃并施工，此后再展開(kāi)右幅掛籃的相應(yīng)操作。后續(xù)梁段合龍施工期間，還面臨掛籃結(jié)構(gòu)后移的操作，如此一來(lái)，該連續(xù)梁橋左幅和右幅箱梁掛籃結(jié)構(gòu)所面臨的實(shí)際錯(cuò)位節(jié)段便多達(dá)3個(gè)梁段，為此，必須加強(qiáng)澆筑后混凝土結(jié)構(gòu)的及時(shí)養(yǎng)生，避免因先后掛籃操作時(shí)間的拉長(zhǎng)而影響混凝土澆筑施工質(zhì)量。

4.2 左幅箱梁合龍

在右幅箱梁施工過(guò)程暫停的情況下，僅施工左幅箱梁合龍段。由于該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋中跨位于高速公路正上方，無(wú)法展開(kāi)大規(guī)模拆裝，故只能借助6#梁段掛籃并按先邊跨、再中跨的次序展開(kāi)左幅連續(xù)梁合龍。

在邊跨合龍施工期間，將左幅箱梁掛籃Z17暫停于6#梁段處，而將左幅箱梁掛籃Z17走行至設(shè)計(jì)位置并錨固，0#塊鋼管混凝土支架向箱梁兩頭不平衡荷載提供支反力。進(jìn)行水箱配重形式的調(diào)整時(shí)，還應(yīng)錨固模板以及相應(yīng)合龍段所對(duì)應(yīng)的筋性骨架、預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)、鋼筋等的安裝。合龍段混凝土澆筑施工應(yīng)安排在夜間低溫時(shí)段展開(kāi)，隨著澆筑過(guò)程的推進(jìn)，逐步卸除配重[4]。

在完成邊跨合龍后按照施工組織設(shè)計(jì)隨即展開(kāi)中跨合龍，這一過(guò)程中，菱形掛籃也應(yīng)在錯(cuò)開(kāi)1個(gè)階段的位置走行施工。待全部節(jié)段澆筑施工結(jié)束后，再將中跨掛籃從相應(yīng)的梁段位置退行并錨固。

為起到較好的相應(yīng)段箱梁合龍間掛籃結(jié)構(gòu)的避讓效果，為左幅掛籃預(yù)留足夠的位置，必須在該階段3#梁段施工結(jié)束后暫停左幅箱梁移動(dòng)。

4.3 左幅掛籃部分拆除

待左幅連續(xù)梁合龍任務(wù)完成后，左幅掛籃Z17仍停置于4#梁段，但此時(shí)2個(gè)右幅掛籃必須從3#梁段前移，經(jīng)過(guò)4#梁段后移至6#梁段，則左右幅梁段上下橫梁必將在4#梁段發(fā)生沖突，單憑縱向錯(cuò)位根本無(wú)法解決。為此，僅拆除左幅掛籃菱形主桁架和上橫梁銷軸、上橫梁外側(cè)桁架及吊桿，從而為右幅掛籃移動(dòng)創(chuàng)造空間。

此外，將左幅掛籃底籃、側(cè)模錨固吊桿等全部放松，并將其高度全部下降1.5 m，再次錨固，便可使豎直向左右幅掛籃較好錯(cuò)開(kāi)，為右幅掛籃的較好錯(cuò)位運(yùn)行提供可行思路。

4.4 右幅箱梁合龍

按照錯(cuò)位技術(shù)展開(kāi)右幅箱梁合龍施工，待右幅箱梁6#梁段施工任務(wù)完成后，將右幅掛籃從5#梁段繼續(xù)前移至6#梁段，隨即展開(kāi)右幅箱梁合龍。與此同時(shí)，使右幅段所設(shè)置的相應(yīng)編號(hào)掛籃結(jié)構(gòu)隨即退行到梁段所對(duì)應(yīng)的具體部位，為其后方菱形掛籃合龍施工提供運(yùn)行條件。在此操作展開(kāi)的過(guò)程中，左幅相應(yīng)梁段處所對(duì)應(yīng)的掛籃結(jié)構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定停放，為此，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求停放右幅掛籃，避免發(fā)生難以預(yù)料的沖突。

待完成左右幅施工任務(wù)后，必須對(duì)下方高速公路實(shí)施臨時(shí)性的交通運(yùn)行管制處理。按照與施工次序相反的操作，將事先所設(shè)置的防護(hù)棚架以及剩余的掛籃結(jié)構(gòu)全部拆除，檢查無(wú)誤并確保安全后開(kāi)放交通運(yùn)行。

5 結(jié)論

橋梁施工結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋每側(cè)主桁架結(jié)構(gòu)必須按對(duì)稱形式展開(kāi)布置，確保相應(yīng)結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定，防止因所采用的數(shù)個(gè)菱形掛籃結(jié)構(gòu)運(yùn)行的不同步而導(dǎo)致施工失敗。整體性底模平臺(tái)的應(yīng)用，使橋梁整體剛度得到提升，梁底線形也更加美觀。該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋所采用的多掛籃同步施工及豎向空間錯(cuò)位、橫向空間錯(cuò)位技術(shù)，有效解決了雙掛籃空間干涉，為類似橋梁工程提供了較好經(jīng)驗(yàn)。該橋梁0#塊施工于2021年7月開(kāi)始，合龍的操作任務(wù)于2022年4月下旬如期完成，施工全過(guò)程及工后橋梁線形監(jiān)測(cè)結(jié)果均較為理想。

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