東江大橋主橋連續梁掛籃施工應用

葉柯志，鄭捷敏

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著國民經濟的發展，交通運輸的需求迅速增長，國家對基礎建設越來越重視。但一直沒有完整、統一的標準化懸臂現澆施工工藝成果，施工工藝不夠完善，現場較混亂，質量、安全等人為控制因素較多，施工安全隱患較多，對項目的質量安全及成本等方面有較大的影響，因此，有必要總結一套完整的、統一標準化的懸臂現澆施工工藝流程。

1 工程概況

東江大橋位于廣東省河源市龍川縣，橋梁全長656.4 m。橋軸線走向近東西向，與所跨東江主河道形成約90°交角。該橋所跨東江干流為國家規劃內河Ⅲ級航道，雙向通航，凈高10 m，凈寬126 m。主橋為75 m+140 m+75 m＝290 m 預應力混凝土連續剛構。主橋140 m 跨箱梁采用單箱單室直腹板斷面，頂板寬度為15.5 m，箱梁根部梁高8.4 m，跨中及邊跨合龍段梁高為3.2 m，箱梁底板下緣按二次拋物線變化。

該橋梁段劃分為：0 號塊長9 m，1 號～19 號梁段長度組合為2.0 m+6×3.0 m+7×3.5 m+5×4.0 m，邊、中跨合龍段長度均為2.0 m，邊跨現澆段長3.84 m，最大懸澆梁段重184.7 t。

2 施工過程

2.1 主墩0 號塊、1 號塊施工

0 號塊長度9 m，1 號塊長度2 m+2 m=4 m，0號塊、1 號塊長度合計為13 m；本支架用于支撐主橋0 號塊、1 號塊現澆施工，0 號塊全長9 m，1 號塊長度4 m，墩身尺寸為1.7 m×2 m，故支架需承受在墩旁50 cm，300 cm 的承臺上立兩排共12 根鋼管樁（每排6 根），墩身與承臺預埋鋼板連接，鋼板通過螺栓錨固在承臺上，鋼管樁上鋪二拼工40b 作為橫梁，橫梁上鋪設間距為0.6 m 和1.0 m 的工36b分配梁，分配梁上滿鋪10 cm×10 cm 方木，方木上搭設滿堂支架。

2.2 箱梁梁段懸臂施工

在施工完成的0 號，1 號梁段后進行掛籃安裝。2 個主墩共4 副掛籃。掛籃必須保證具有足夠的剛度和強度。

主橋各個箱梁的0 號塊（含1 號塊）上各布置2個掛籃對稱懸澆，各梁段必須一次澆筑完成，在澆筑節段和掛籃移動節段，必須保持對稱、均衡施工[1]。

箱梁混凝土要求達到70%的強度時，才能拆除非承重的側模板，混凝土達到90%強度后方可進行張拉并拆除和移動其余模板[1]。

每個節段施工為14 d～15 d，每個月完成2 個節段（7 d 強度達到后開始張拉，張拉壓漿需要1 d 時間，移動掛籃1 d，模板安裝1.5 d，鋼筋安裝2.5 d，澆筑混凝土1 d 合計14 d～15 d）。注：如在混凝土中增加鋼纖維，其抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度均有很明顯的提高，正常7 d 強度4 d～5 d 可以達到，可提前2 d～3 d 進行箱梁鋼絞線的張拉和壓漿時間。

2.3 邊跨現澆段施工

邊跨現澆段在直徑為630 mm 的鋼管支架上施工，鋼管支架地基處理必須經過加固及平整處理，同時保證梁體在施工過程中不大幅度下沉或不均勻沉降。支架施工完畢后必須按施工規范對支架進行預壓（120%箱梁自重），以消除支架變形對結構的影響。

箱梁梁體施工縫宜留置在結構受剪力和彎矩較小且便于施工的部位。腹板的側模板應加強支撐，嚴禁脹模。在現澆段底模安裝時，應先在6 號，9號墩頂安裝支座，合龍張拉完成后才能解除約束，底板用雙層模板，模板之間全部涂抹潤滑油。

2.4 箱梁合龍段施工

邊跨合龍段的具體施工步驟為：安裝合龍吊架（利用掛籃前、后下橫梁）→安裝合龍段徑性骨架并將其焊牢→張拉兩根臨時合龍束并錨固但不壓漿→立模、綁扎鋼筋、安裝連續束→澆筑合龍段混凝土→張拉鋼束→壓漿完成合龍。

合龍段鎖定及混凝土澆筑時間應選擇在一天中氣溫最低時進行，澆筑時間應控制在2 h～3 h，合龍溫度控制在20 ℃～22 ℃。

合龍順序為：兩邊跨→中跨。

3 掛籃設計

本橋掛籃共需要4 副，2 個主墩同步進行，采用三角形斜拉式掛籃，一個掛籃的重量組成：裸籃、底側模板、內模用木模板、滑梁體系等總重量約53.1 t（含模板及各種體系重量，未超過設計圖紙850 kN以內重量的控制要求）分為三角形桁架系統、吊掛系統、走行系統及后錨系統、模板系統、上下橫梁、操作平臺系統七大部分組成[2]。全橋共配置2 對4個掛籃，可滿足2 個主墩4 個T 構箱梁同時同步向前推進施工。

T 構箱梁1 號～19 號梁段采用懸臂現澆混凝土施工，在0 號塊，1 號塊混凝土澆筑強度達到設計強度的90%并張拉壓漿后進行掛籃的拼裝，掛籃拼裝后，應進行預壓。

3.1 掛籃重量與節段比重

重量計算說明：混凝土比重按26 kN/m3計算。

掛籃重量與最重的2 號節段混凝土重量比重為：53.1 t/184.7 t=0.287＜0.5，掛籃重量滿足施工規范和設計要求。

施工規范規定掛籃重量與節段比重不得大于0.5[3]。東江大橋使用53.1 t 三角形掛籃重量滿足施工規范的要求。

3.2 掛籃安裝

掛籃拼裝程序：主縱梁下面的橋面找平→前后支座→三角形桁架主梁→后錨系→前上橫梁→前吊桿、后吊帶→底?！鷥饶！鈧饶！僮髌脚_。

安裝步驟及方法：在0 號梁，1 號梁段施工完成后，即可從0 號梁段，1 號梁段中心向兩側對稱安裝兩套掛籃。安裝時需注意掛籃應嚴格按照圖紙進行。①安裝走行軌。清除0 號梁段梁，1 號梁段面兩腹板部位的雜物，清潔錨固部位預埋精軋螺紋鋼筋螺紋；并沿腹板方向鋪設走行軌，待抄平軌面，測量兩走行軌間距離，確認無誤后，用錨具將插入走行軌底孔內的豎向預應力筋鎖定。②安裝桁架前后支座。③吊裝三角形桁架。分別吊立兩片三角形桁架于前后支座上，并用聯結系統連接；注意在安裝過程中必須確保主桁聯結板螺栓全部擰緊，并由技術員檢查合格后方可繼續進行掛籃拼裝。④用Ⅳ級精軋螺紋鋼筋及扁擔梁將桁架后端錨固在軌道下的鋼枕上。⑤吊裝前上橫梁。⑥吊裝前吊桿及后吊帶。⑦安裝固定底?？v梁16 根，單根進行吊裝就位并焊接固定。⑧單塊拼裝和安裝底模板。⑨吊裝內模架走行梁，并安裝好前后吊桿及內模。⑩安裝外側模。1○吊裝張拉平臺。12○掛籃安裝后，用經緯儀對中，撥正掛籃中線位置；用水平儀抄平，用吊桿（帶）調整底模板標高，經中線、水平檢查無誤后，待測試合格后便可進行懸臂梁段混凝土的澆筑施工。13○掛籃各零散件最大重量是主縱梁，重為2.8 t，根據浮吊起重性能要求，其能夠滿足吊裝要求。為加快安裝進度，以吊車配合安裝。

3.3 掛籃性能測試

主要檢驗掛籃在荷載作用下的整體性能，檢驗后錨固是否安全、主桁架受力有無變形和變形量大小、吊帶及橫梁是否能夠滿足承載力要求，同時消除掛籃的非彈性變形，給監控單位提供掛籃的彈性形變，以利于在掛籃行走過程中提供有效的高度預抬值。

3.4 掛籃預壓

預壓荷載采用堆載預壓方式。按計算受力的120%控制荷載，以25%，75%，100%，120%逐級加載，預壓逐級進行堆載采用沙袋。以消除掛籃的非彈性變形，同時測定掛籃的彈性變形量。

待底模、側模立好后，人工裝沙袋，采用船運到施工現場，將沙袋吊到底模上并按照上述荷載進行堆放，吊沙袋前對其袋裝重量進行標定，每條袋子裝重1 t。根據單袋砂重算出碼堆高度，根據設計均布荷載進行堆碼。加載材料為沙，其中最大梁重與施工荷載按120%進行計算，1 000 N 等于0.102 t，共需要沙2.6 t/m3×72.4 m3×1.2×1.02=230 t，按每袋1.0 t 計算共需要230 袋。懸臂掛籃預壓數據見表1。

表1 懸臂掛籃預壓基本數據

3.5 掛籃前移

掛籃行走要等到前一段梁體鋼絞線張拉壓漿之后才能進行操作，主要內容如下。

1）拆除內模和外模之間的對拉螺栓，在已經澆筑后的梁體上安裝主縱梁支座，并調整支座水平位置。

2）松開主桁的后錨，每組主縱梁共3 根后錨，每組均保留1 根不松，并在這根后錨的壓板上加設2 根Φ10 mm 的圓鋼，以減少滑動過程中的摩阻力。

3）松開底板下的4 根后錨，由前上橫和后上橫的最邊上根吊帶承擔。

4）用2 只10 t 的手動葫蘆將后下橫梁吊在外滑梁上，拆除底模的錨固，使之與梁體分開。

5）再用2 只5 t 手動葫蘆牽引掛籃移動。主桁架、外滑梁、外側模及底模同時前移。行走速度控制在10 cm/min，兩側掛籃移動的位移差≤20 cm。

6）待掛籃移到位置后，測量調整底模，然后將后下橫梁錨固在混凝土上，吊帶用千斤頂壓緊。調整外側模，調整后也要把外滑梁固定在混凝土上。

在移動掛籃前要在軌道設置止推塊。掛籃行走到位后，調整掛籃的底模標高和平面位置，然后要用精軋螺紋鋼錨固，每只掛籃采用4 根橫梁，每根橫梁用4 根d=32 mm 的精軋螺紋鋼進行錨固。

4 懸澆施工

澆筑混凝土時應嚴格控制澆筑時左右對稱，采用豎向分層澆筑并考慮底板和托架共同受力時底板鋼筋應力及托架變形。為了減少箱梁懸澆過程中的自重不平衡的影響，嚴格控制箱梁的輪廓尺寸，施工誤差需在施工規范允許范圍內，其中箱梁自重誤差應控制在±2.5%以內。結合面按施工縫處理，端模拆除后及時進行鑿毛。

無論在澆筑階段、掛籃移動或拆除階段，均需保持對稱平衡施工，縱橋向不對稱重量不得大于一個梁段底板重量，橫橋向不對稱重量不得大于一個梁段底板重量的20%。并嚴密觀測澆筑期間輔助支墩的變位是否與主墩一致，注意中橫梁受力變化。

5 合龍段施工

全橋共有3 個合龍段，其中2 個邊跨合龍段，1個中跨合龍段（7 號～8 號墩為中跨合龍段）（見表2）。

表2 合龍段具體參數

項目部對合龍段施工相當重視，在箱梁合龍段施工前1 個月對箱梁頂、底板溫度、大氣溫度進行跟蹤測量，測量箱梁軸線、橋面標高進行原始基礎資料收集，同時積極和設計、監控單位就合龍段施工有關事宜進行了磋商，確保合龍段施工的順利實施。

5.1 邊跨合龍

掛籃改吊架：掛籃改吊架利用掛籃的主桁系統及底籃，邊跨掛籃底板向前爬行，至前吊點與邊跨現澆段15 cm 處，頂面的掛籃主梁前端爬至現澆段的端部頂面，后端在21 號塊上。由于邊跨現澆段（21 號塊）與20 號塊底板之間不在同一個平面上，利用掛籃作平臺，上鋪木肋，再鋪竹膠板做底模，通過前吊桿將底籃與邊跨現澆段底板鎖緊。外側模使用掛籃懸澆側模。

5.2 中跨合龍

在進行邊跨施工的同時，將中跨合龍段吊架就位和安裝底側模。先拆除20 號節數掛籃，將掛籃前移，并將掛籃改為吊架。吊架利用原有掛籃結構，將頂部主梁受力由原來的改為簡支，由于2 個19 號塊的底板與中跨合龍段非平面連接，有縱坡，所以在底板上要重新配置底模即鋪設模板及竹膠板進行調整吊架底板與合龍段底板間的空隙。外側模采用掛籃模板，形式周邊跨合龍段。中跨合龍段24.8 m3，需配重64.5 t。每邊配重32.2 t。配重采用水箱。施工掛籃吊架布置見圖1。

圖1 施工掛籃吊架布置

6 結語

1）三角形掛籃外觀簡潔，受力合理，安拆方便，節省造價與工期。

2）東江大橋上應用的三角掛籃，施工過程中掛籃行走靈活，時間短，極大節省工期。

3）掛籃所需的材料均為常見的普通型材，加工簡單，有利于施工的安全和施工監測。