寬翼緣PC.斜拉橋單懸臂澆注施工技術(shù)

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寬翼緣PC。斜拉橋單懸臂澆筑施工技術(shù)孫小猛（中鐵四局集團(tuán)第二工程有限公司，江蘇蘇州215131）摘要：牽索掛籃在寬翼緣預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋單懸臂澆筑施工屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，且為解決寬翼緣施工及減少牽索掛籃自重問(wèn)題,與一次澆筑全斷面施工方法不同，其采用同步澆筑(n+1）＃節(jié)段主梁箱室部分和n#節(jié)段翼緣板的施工方式,是本橋在主梁懸臂施工中的創(chuàng)新之處，因此研究、總結(jié)一套寬翼緣同步施工式牽索掛籃單懸臂澆筑施工技術(shù)，以確保斜拉橋箱梁懸澆成功,同時(shí)為類(lèi)似橋梁主梁施工提供參考。關(guān)鍵詞：寬翼緣；牽索掛籃；斜拉橋；懸臂澆筑中圖分類(lèi)號(hào)：U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1.工程概況葑溪大橋作為無(wú)錫市新建惠澄路的重要節(jié)點(diǎn)工程，位于無(wú)錫市惠山區(qū)煤石大橋附近，大橋連續(xù)跨越了京杭大運(yùn)河、京滬鐵路以及新長(zhǎng)鐵路連接線(xiàn)。大橋聯(lián)系了無(wú)錫主城區(qū)與惠山新城，對(duì)于區(qū)域交通起到了非常重要的作用。主橋的設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有的環(huán)境采用了高低塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋［1]，橋面寬40.5m，主梁兩側(cè)帶有5.7m寬翼緣板。高低塔分立運(yùn)河兩岸，低塔高31。8m，高塔高41。1m。取高低塔母子寓意,結(jié)構(gòu)新穎。該橋結(jié)構(gòu)體系為:6號(hào)墩采用塔、梁、墩固結(jié),5號(hào)墩采用塔、梁固結(jié)，塔、墩分離結(jié)構(gòu)形式.主梁為頂寬40.5m、梁高2.8m的箱梁，主跨采用雙箱單室雙主梁形式,邊跨采用單箱四室結(jié)構(gòu)。斜拉索采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1670MPa的熱擠PE7系列平行鍍鋅鋼絲成品索，雙索面布置，高塔設(shè)12對(duì),低塔設(shè)8對(duì),塔上拉索間距2。3m，梁上索距主跨6。0m，邊跨4。5m?？紤]到南岸地質(zhì)條件較好、南岸中跨不影響通航、掛籃加工時(shí)間長(zhǎng)以及工期緊張等因素，南岸1#′~8?！浼氨卑?＃塊采用支架現(xiàn)澆施工；由于北岸中跨跨運(yùn)河通航施工，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，北岸中跨2?！?2#塊采用牽索掛籃懸澆施工，合龍段采用吊模法施工。主橋施工總體布置示意圖見(jiàn)圖1.圖1總體施工布置示意圖2.單懸臂節(jié)段循環(huán)施工技術(shù)針對(duì)無(wú)錫葑溪大橋的地理環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究寬翼緣預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋單懸臂澆筑施工技術(shù).通過(guò)牽索掛籃同步施工(n+1)＃塊箱室部分和n＃塊翼緣板，解決此類(lèi)橋梁寬翼緣板后澆施工困難及施工周期長(zhǎng)的問(wèn)題［2]。2。1施工步驟主梁?jiǎn)螒冶酃?jié)段循環(huán)施工步驟：掛籃走行、定位→掛索、掛籃立模標(biāo)高設(shè)定、掛籃鎖定→索導(dǎo)管、底板鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋安裝→橫梁、肋板鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋安裝→第一次索力張拉→芯模吊裝、頂板鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋安裝→n＃塊翼緣板和(n+1)#塊箱室混凝土澆筑→第二次索力張拉→澆筑剩余混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→三向預(yù)應(yīng)力張拉→體系轉(zhuǎn)換→掛籃下降、前移。2.2施工要點(diǎn)（1)掛籃走行

1牽索掛籃走行系統(tǒng)主要包括梁面走行系統(tǒng)和尾端導(dǎo)向系統(tǒng)，分別見(jiàn)圖2和圖3。梁面走行系統(tǒng)包括頂推千斤頂(YC30A)、滑道、墊梁和擋塊等,尾端導(dǎo)向系統(tǒng)為在縱梁尾端設(shè)置的反力輪。圖2梁面走行系統(tǒng)圖3梁底反力輪在主梁頂面鋪設(shè)墊層找平，安裝滑道及其擋塊、錨固裝置。滑道縱、橫向偏差控制在±5mm以?xún)?nèi)，滑道槽內(nèi)清理干凈后，涂上一薄層黃油作潤(rùn)滑劑以減少掛籃走行時(shí)的摩阻力。掛籃兩側(cè)C型掛鉤后側(cè)各安裝1臺(tái)100cm行程的千斤頂(YC30A）,千斤頂前端頂在擋塊上，后端頂在滑道的反力擋塊上，頂推掛籃走行。反力輪貼于梁底混凝土表面，隨掛籃前移.反力輪起到導(dǎo)向和平衡力矩作用,并協(xié)調(diào)掛籃走行穩(wěn)定性。(2）掛籃提升、就位掛籃走行到位后，將后反力輪翻轉(zhuǎn)與掛籃平面水平，以免影響掛籃提升。中、后橫梁位置上分別布置8個(gè)吊點(diǎn)。掛籃提升就位利用提升吊掛系統(tǒng)，其由反力分配梁、千斤頂和吊桿組成。掛籃提升就位見(jiàn)圖4。圖4掛籃提升就位（3)掛籃立模標(biāo)高設(shè)定及鎖定在掛籃立模標(biāo)高設(shè)定時(shí)應(yīng)采取底模預(yù)設(shè)下拱的措施來(lái)消除掛籃自身變形的影響.掛籃提升就位后，通過(guò)中、后橫梁的吊掛系統(tǒng)、后橫梁上的豎向微調(diào)千斤頂以及拉索來(lái)調(diào)整立模標(biāo)高。標(biāo)高設(shè)定完畢后，在掛籃吊掛系統(tǒng)處用千斤頂將掛籃與主梁之間頂緊,然后進(jìn)行抄墊，最后利用中、后吊桿與主梁鎖定。掛籃中、后橫梁上固定連接有方形的抗剪柱，抗剪柱伸入到斜腹板與底板交界處開(kāi)設(shè)的定位孔內(nèi)。定位孔四周預(yù)埋鋼板成盒狀,將抗剪柱四周與梁體預(yù)埋鋼盒之間用鋼楔塊抄死，鋼楔塊應(yīng)面接觸抄墊,使掛籃與梁體連成一體。（4）索導(dǎo)管定位和掛索將全站儀架在已澆筑梁前端橋軸線(xiàn)點(diǎn)上，將索道管中心坐標(biāo)換算至索管頂口或底口坐標(biāo)進(jìn)行放樣，先在勁性骨架上按索導(dǎo)管與箱梁前端底板的相對(duì)高差關(guān)系在勁性骨架上放樣出高程[3].同時(shí)在勁性骨架的兩側(cè)水平各焊接一根角鐵，將X方向線(xiàn)做在焊好的水平角鐵上，同時(shí)紀(jì)錄Y坐標(biāo)以備調(diào)整索道管時(shí)控制索道管的橫橋向位置。將兩側(cè)水平角鐵上的兩點(diǎn)用弦線(xiàn)重新蹦緊、或用長(zhǎng)角鐵將同水平的兩點(diǎn)建立連接就可進(jìn)行索道管調(diào)整.利用汽車(chē)吊和塔吊采用軟牽引的方式掛索。掛索時(shí)，先安裝索塔端再安裝掛籃端.對(duì)于斜拉索，由于拉索角度變化會(huì)使得牽引接長(zhǎng)桿與斜拉索不共線(xiàn),從而引起局部額外彎曲應(yīng)力,并在螺帽處受拉側(cè)引起微裂紋，微裂紋發(fā)展后即造成牽引桿斷裂[4]。因此，拉索接長(zhǎng)桿與張拉桿采用鉸接的方式。（5)斜拉索安裝、張拉和調(diào)索牽索掛籃鎖定完畢后即可進(jìn)行牽索安裝。利用塔吊和汽車(chē)吊安裝完索塔端錨頭，再安裝梁端弧形首處錨頭。弧形首處先連接接長(zhǎng)桿與錨頭內(nèi)撐套，調(diào)整好錨杯位置,保證錨杯螺母與錨墊板間4cm左右空隙。本牽索掛籃牽索張拉通過(guò)與張拉千斤頂撐腳相連的接長(zhǎng)桿將牽索張拉力傳至縱梁上。該裝置中錨座、球座、反力梁墊塊均設(shè)有縱橫向微調(diào)裝置,以便斜拉索和各傳力系統(tǒng)精確定位。調(diào)整索力包括兩次，第一次張拉索力在砼澆筑前施加，第二次索力在砼澆筑

2至50％時(shí)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)調(diào)索來(lái)精調(diào)掛籃施工過(guò)程中的標(biāo)高情況，調(diào)索前后要觀測(cè)掛籃標(biāo)高的變化，以便及時(shí)調(diào)整索力.(6)混凝土施工混凝土澆筑應(yīng)遵守“從低到高、兩端向中、對(duì)稱(chēng)澆筑"的順序，按照（第一次)底板→腹板→(第二次）頂板翼緣；澆筑頂板及翼緣板混凝土?xí)r，從兩側(cè)向中央推進(jìn)，以防發(fā)生裂紋。砼采用商品砼,砼攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，泵車(chē)泵送入模,水平分層澆筑，插入式振動(dòng)器搗固密實(shí),頂板砼澆筑完成后，用平板振動(dòng)器振動(dòng)一次，人工收面并拉毛。懸澆段采用蒸汽養(yǎng)護(hù)和加熱養(yǎng)護(hù)的混合養(yǎng)護(hù)方法,來(lái)減小混凝土的等強(qiáng)時(shí)間，從而縮短循環(huán)施工工期。(7）體系轉(zhuǎn)換主梁懸臂施工時(shí)，斜拉索通過(guò)張拉桿與張拉千斤頂相聯(lián),千斤頂再與掛籃的弧形首相聯(lián),此時(shí)斜拉索作為掛籃的前支點(diǎn)受力。施工完畢后,拉索已張拉至100％設(shè)計(jì)索力值，須將斜拉索轉(zhuǎn)移至主梁上，掛籃才能前移。預(yù)應(yīng)力張拉完畢后,即可進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換.轉(zhuǎn)換程序：先旋緊梁端錨杯螺母，保證其與錨墊板緊貼,拆掉撐腳和反力分配梁上的反拉桿,將撐腳和油壓千斤頂推向錨塊承壓板并定位固定，由千斤頂張拉拉索并旋緊錨固螺母于錨板上，而后拆除牽索張拉設(shè)施，解除了掛籃與斜拉索的約束，此時(shí)牽索荷載全部轉(zhuǎn)換至主梁承受，完成體系轉(zhuǎn)換。1.合龍段施工技術(shù)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方式，并從結(jié)構(gòu)安全、加快施工進(jìn)度等方面考慮,合龍段采用吊模的施工方式.合龍段合龍段長(zhǎng)2。0m，合龍段處箱梁中心高2.8m，頂板、底板厚度均為0.28m，直腹板厚0.4m，斜腹板厚0.35m，合龍段混凝土總方量45m3，其中主梁39.2m3,翼緣板5。8m3.3。1施工步驟合龍段主要施工步驟：移除掛籃并解除5#墩臨時(shí)約束→安裝合龍段吊架和模板→合龍段兩側(cè)水箱配重→勁性骨架鎖定→綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力筋→MT1、MB3張拉至500kN→澆筑混凝土，水箱配重同步放水→混凝土養(yǎng)護(hù)→張拉合龍段預(yù)應(yīng)力，并同步拆除勁性骨架.3。2合龍前后體系轉(zhuǎn)換合龍段施工前，解除5#墩臨時(shí)固結(jié),5#墩聯(lián)結(jié)方式由塔、梁、墩固結(jié)轉(zhuǎn)變成塔、梁固結(jié)方式，此時(shí)兩邊跨已施工完畢，合龍段兩側(cè)為單懸臂狀態(tài)。合龍段施工完畢后，主梁由懸臂轉(zhuǎn)變成連續(xù)體系。3。3合龍質(zhì)量控制通過(guò)合龍時(shí)間選擇、剛性連接控制、水箱配重和混凝土早強(qiáng)及養(yǎng)護(hù)等措施對(duì)合龍段施工質(zhì)量進(jìn)行控制。(1)合龍段時(shí)間選擇為了使混凝土在初凝過(guò)程中處于升溫的受壓狀態(tài)，不出現(xiàn)拉應(yīng)力，合龍段混凝土澆筑選擇在一天中的最低溫度時(shí)間進(jìn)行。根據(jù)無(wú)錫地區(qū)日溫度變化規(guī)律，合龍段混凝土澆筑選擇在晨1:00~5：00時(shí)間內(nèi)完成.(2)剛性連接控制

3合龍段施工時(shí)，為了使兩側(cè)梁體盡可能變形協(xié)調(diào),以保證混凝土接合順暢、穩(wěn)定，在合龍段兩邊梁段設(shè)置了縱向剛性支撐及鋼板預(yù)埋件，起剛性連接作用.(1)水箱配重合龍段在施工時(shí)的標(biāo)高控制采用水箱配重的方法,即計(jì)算出合龍段混凝土的質(zhì)量在兩邊梁段上的分配，根據(jù)分配的質(zhì)量計(jì)算出兩邊梁段的撓度，按照撓度等效原則在合龍段兩邊梁上對(duì)稱(chēng)設(shè)置水箱并確定加水量。(2)混凝土早強(qiáng)及養(yǎng)護(hù)在合龍段混凝土澆筑后，為盡量避免已完成結(jié)構(gòu)混凝土的收縮和徐變、結(jié)構(gòu)體系變化及其他施工荷載影響,其混凝土應(yīng)快速達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，以便及早張拉預(yù)應(yīng)力。因此,在混凝土中適量摻加了微膨脹劑和早強(qiáng)劑。為了避免日照引起溫升加劇，造成合龍段混凝土產(chǎn)生收縮裂紋，在混凝土表面覆蓋土工布，并以長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù)，使合龍段混凝土保濕適溫、水濕狀態(tài).1.結(jié)語(yǔ)通過(guò)牽索掛籃同步施工（n+1)＃塊箱室部分和n#塊翼緣板,解決寬翼緣板后澆施工困難及施工周期長(zhǎng)的問(wèn)題，并總結(jié)了單懸臂節(jié)段循環(huán)施工技術(shù)和合龍段施工技術(shù)等一套關(guān)鍵施工技術(shù)，得到如下結(jié)論：(1）無(wú)錫葑溪大橋采用牽索掛籃同時(shí)澆筑(n+1）＃箱室和n#翼緣板，解決了該橋?qū)捯砭壈搴鬂彩┕だщy的問(wèn)題。每個(gè)循環(huán)節(jié)段同時(shí)施工待澆段箱梁和已澆段箱梁兩側(cè)的寬翼緣，這樣比翼緣板后澆縮短了2—3天的時(shí)間，懸澆段施工周期可達(dá)8天/節(jié)段，提高了施工速度,縮短了懸澆段施工周期。(2)通過(guò)對(duì)牽索掛籃單懸臂澆筑施工技術(shù)的研究以及在無(wú)錫葑溪大橋的成功應(yīng)用，驗(yàn)證了該套施工技術(shù)的科學(xué)性及實(shí)用性，為寬翼緣預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋懸臂施工提供了可行的解決方案，對(duì)同類(lèi)橋梁施工具有參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)：[1]陳明憲。斜拉橋建造技術(shù)［M]。北京：人民交通出版社,2003。[2]黃新。寬翼緣預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋牽索掛籃設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.安徽建筑,2010,17（3）。[3]張海歧.斜拉橋索道管多點(diǎn)空間定位技術(shù)研究探討［J].湖南交通科技，2006,32（4)：82-84。[4]李宗長(zhǎng)等。牽索式掛籃設(shè)計(jì)及施工若干問(wèn)題的探討[J］。交通科技,2005，5：53—55。作者簡(jiǎn)介:孫小猛(1980年11月),男，安徽亳州人,畢業(yè)于大連理工大學(xué)，博士，工程師.聯(lián)系電話(huà)：15862544159聯(lián)系地址：江蘇省蘇州市相城區(qū)蠡塘河路9號(hào)中鐵四局，郵編：215131.電子郵箱:sxm_98＠163。com