濮陽特大鐵路連續梁橋懸臂澆筑施工技術及應用

楊 磊

（中鐵十八局集團第一工程有限公司，河北 涿州 072750）

懸臂澆筑施工采用的主要設備為掛籃，掛籃可在張拉錨固并和墩身形成的整體梁端上進行移動。在連續梁施工中，鋼筋綁扎、立模、混凝土澆筑、預應力施工等工序都在掛籃上完成。本段施工完成后會移動到下一節段繼續施工，通過循序漸進的方法，直到全部梁端都完成施工。懸臂澆筑施工技術起源于20 世紀60 年代，特性和優勢顯著，經多年發展已愈發完善，被廣泛應用在連續梁施工中。具體施工中對通行的影響較小，梁端逐步施工，各項工作都在掛籃上完成，以保證連續梁施工的穩定性和整體性?；诖?，開展跨G45 大廣高速特大鐵路連續梁懸臂澆筑施工研究尤為必要。

1 工程概述

鄭濟鐵路ZPZQ-Ⅱ標濮陽特大橋跨越大廣高速（采用3 孔一聯）的連續梁一座，連續梁位于790#、791#、792#、793#墩上。技術參數為：跨大廣高速連續梁主跨采用無碴軌道（48+80+48) m 預應力混凝土雙線連續梁結構。橋梁建筑總寬12.9m，梁全長177.6m。

全橋共47 個節段，其中，0#塊：2 個，單個長12m ；掛籃懸澆段：40 個，最重節段 153.449t ；合攏段：3 個；支架現澆段：2 個。梁體為單箱單室、直腹板、變高度、變截面結構。箱梁頂寬12.6m，底寬6.7m，頂板厚385～635mm，按直線線性變化；腹 板 厚900mm～700mm～480mm～600mm，按 直 線線性變化；底板厚1 000mm～400cm，按直線線性變化；全聯在端支點、中支點處共設4 道橫隔板，橫隔板厚分別為2.4m、1.25m，中支點處距橫隔板0.8m 設有孔洞，供檢查人員通過。橋面寬度：防撞墻內側凈寬9m，橋面板寬12.6m，橋梁建筑總寬12.9m。梁全長177.6m，計算跨度為（48+80+48）m，中支點截面中心處梁高6.635m，邊跨7.75m 直線段，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.75m。0 號梁段和12 號梁段在墩頂采用支架法現澆，1-10 號梁段采用掛籃施工，11 號梁段為合龍段。

2 跨G45 大廣高速特大鐵路連續梁懸臂澆筑施工要點

2.1 連續梁施工

跨大廣高速連續箱梁采用掛籃懸臂現澆法施工，連續梁0#塊、邊跨直線段采用支架法現澆。懸澆段、0#塊外模板采用定型鋼模板，邊跨現澆段外模采用鋼板；0#塊、邊跨現澆段底模采用鋼板，懸澆段底模采用定型鋼模板；內模采用小塊組合鋼模板形式。懸灌段采用菱形掛籃施工，在0#塊上安裝掛籃主構架，按照順序施工懸澆段直至合攏段。合攏段施工時先合龍邊跨，拆除臨時固結，張拉壓漿后再合龍中跨，進行連續梁縱向通長束張拉，完成體系轉換[1]。連續梁懸臂法澆筑施工見圖1。

圖1 連續梁懸臂法澆筑施工示意

2.2 0#梁段施工分析

2.2.1 永久支座安裝

該橋采用橋梁大調高量支座，均采用重力式灌漿法安裝施工。

（1）支座安裝前，清理干凈鑿毛支座就位處的支承墊石表面，再通過測量放樣法確定支座位置并放出頂面標高，經調平處理后預留出地腳螺栓孔[2]。

（2）安裝灌漿用模板，用清水浸濕墊石表面并不留積水。灌漿用模板采用預制鋼模，在底面設置一層4mm 厚橡膠防漏條，在支承墊石表面采用膨脹螺栓固定。支座模板安裝見圖2。

圖2 支座模板安裝示意

（3）調整支座四角，保證四個角在同一水平面上，在支座底面和支承墊石之間需留出20～30mm的空隙，為灌漿提供良好條件[3]。

2.2.2 臨時支墩設置

由于球形鋼支座不能承受連續梁在懸臂澆筑過程中產生的不平衡力矩，施工時應將墩梁臨時固結，設置情況如下：墩身施工時，在臨時支墩位置按設計圖紙預埋φ32mm 鋼筋，三根一束，深入墩頂以下1.0m，伸入梁體內1.0m。臨時支墩平面布置見圖3。

圖3 臨時支墩平面布置（單位：mm）

墩身澆筑完成后，按照設計圖紙尺寸和標高澆筑臨時支墩砼。砼采用罐車運輸，吊車吊裝入模，人工振搗，施工工藝與墊石施工相同。養生采用土工布覆蓋并灑水。邊跨合龍后，張拉設計預應力束，鑿除臨時支墩混凝土，落梁，將中支點水平方向臨時約束，完成第一階段體系轉換。

2.3 懸臂澆筑梁段施工

2.3.1 掛籃配置及構造

采用菱形掛籃作為主要懸澆設備。掛籃主要由橋面菱形主桁系統、懸吊、行走系統、錨固系統、模板系統組成。設計時根據該橋梁段尺寸及重量進行受力計算，并按規定考慮安全系數，最終確定四大系統各桿件型號和尺寸。

2.3.2 掛籃預壓

消除掛籃的非彈性變形和確定變形的曲線值，以利于箱梁懸澆標高控制。掛籃預壓壓重為懸臂梁段重量（最重梁段）的1.2 倍，3#塊為最重梁段，重量153.449t，則預壓重量為153.449×1.2=183.14t。采用堆預壓塊的加載方式進行預壓，分5 級加載進行，20%-40%-60%-100%-120%[4]。

懸澆梁前端標高要預留掛籃彈性變形量，首先計算前吊帶承受的拉力，按下式計算：

式中，F 為前吊帶拉力；G 為連續梁懸臂澆筑梁段的總重量；l1為此連續梁懸臂澆筑段到桁架前支座的距離；M 為模板和滑梁的重量；l2為模板和滑梁的重心到桁架支座的距離；L 為前吊帶到桁架支座的距離。

在施工中，吊籃每套承受二分之一總拉力，根據測得彈性變形曲線，算出變形量再加上吊帶變形量即為預設預拱度。

2.3.3 邊跨現澆段施工

連續梁邊跨12#段長7.75m，高3.852m，底板寬6.7m，底板厚80-40cm，腹板厚60-48cm，頂板厚63.5-38.5cm，重量249.756t。12#段為邊跨現澆段，采用支架現澆法施工?，F澆梁段采用搭設現澆滿堂碗扣支架施工，支架頂鋪設1 層10×10cm方木，間距30cm ；支架橫向在翼緣范圍內間距90cm*60cm，腹板范圍內間距為60cm*30cm，底板范圍內60cm*60cm 側面；支架平面投影周邊寬100cm 以上的位置，其底部1m 范圍內采用AB 組填料基底換填+頂面30cm 砼硬化處理，換填按每層壓實厚度30cm 進行分層填筑壓實。壓實機具采用小型夯機進行夯實直至達到設計規范要求[5]。

2.4 合龍段施工

合龍順序為先邊跨合龍再中跨合龍。該聯連續梁共3 跨，根據施工設計圖要求邊跨、中跨合龍段均采用吊架法施工，吊架利用施工掛籃底模和外模系統。當791、792＃墩T 構施工張拉壓漿結束后，移動邊跨端掛籃，進行邊跨合龍段施工。為了減少兩端懸臂受溫度變化的影響可能產生縱向伸縮使合龍段節段長度變化，從而導致合龍段混凝土凝固過程中受到張拉或壓縮的影響而產生裂縫，在澆筑合龍段混凝土前采用剛性連接。

合龍段合龍時，相鄰兩懸臂端的高程差不超過15mm，以便必要時對合龍工藝采取相應措施。合龍梁段混凝土應在一天中氣溫最低時間段內快速、連續澆筑[6]?；炷敛捎梦⑴蛎浕炷?，等級較設計要求提高一級。在合龍前解開邊跨現澆段的活動支座鎖，確保張拉時自由位移及溫度變化不產生約束。合龍段外部剛性連接按設計圖紙施工，合龍段施工的一個懸臂端鋼板預埋時其橫向、豎向相對于現澆段的位置保持一致，必須使合龍時兩節預埋鋼板在一條直線上（合龍段立面見圖4）。

圖4 合龍段立面（單位：mm，比例1：60）

邊跨合龍時，在支架上澆注12#邊跨現澆段，待T 構10#段完成張拉、壓漿并將掛籃移走后，在利用掛籃形成的合龍吊架上安裝11#段（合龍段）模板并綁扎鋼筋安裝預應力管道、預埋件等。在澆筑混凝土前對10#、12#段進行臨時剛性固結，澆筑邊跨合龍段混凝土[7]。待合龍段混凝土強度及彈性模量達到設計值100%并且混凝土齡期大于5天后，張拉預應力鋼束，壓漿完成后，拆除剛性固結、現澆段及邊跨合龍段支架。

中跨合龍時，拆除791#墩掛籃內模，并將掛籃前移至10#段端頭，利用792#墩10#段的預埋孔將掛籃底板及外側模錨固，形成合龍吊架，調整標高綁扎鋼筋安裝預應力管道、預埋件，內模采用直徑42mm 的鋼管進行支撐。在澆注混凝土前對791#墩10#段、792#墩10#號段進行臨時剛性固接，并張拉臨時索，澆筑中跨合龍段混凝土。待合龍段混凝土強度及彈性模量達到設計值100%并且混凝土齡期大于5 天后，張拉中跨底板及頂板預應力鋼束，壓漿完成后，拆除中跨合龍吊架[8]。按施工設計圖紙提供的張拉順序對合龍段縱向預應力束張拉和錨固（縱向預應力筋布置見圖5），待達到設計強度后，拆除主墩臨時固結鋼筋，完成體系轉換，結束合龍段施工。

3 施工效果分析

為驗證施工質量，通過測量檢查技術得出，懸臂梁段頂面高程在-5～+15mm，合龍前兩懸臂端相對高差為合龍段長的1/100（不大于15mm），梁端軸線偏差15mm，相鄰梁端錯臺5mm。由以上數據可知，連續梁采用懸臂澆筑施工技術，既保證了施工質量又確保了安全，值得大范圍推廣應用。

圖5 縱向預應力筋布置（單位：mm）

4 結語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了跨G45大廣高速特大鐵路連續梁懸臂澆筑施工技術。相比于傳統連續梁施工技術，懸臂澆筑施工技術具有無需搭設支架和吊裝設備的優勢，可提升施工進度，保證施工符合相關規范和標準要求。合理應用懸臂澆筑施工技術，可促進我國橋梁事業持續發展。