預應力混凝土掛籃懸澆施工工藝

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摘要：以某高寒地區實際工程為例，針對施工現場水流湍急、兩側山體頻發滑坡等自然災害，決定設置橋梁，采用連續箱梁結構，并引入混凝土掛籃懸澆技術。針對該工程的施工難點，對掛籃設計和箱梁懸臂澆筑施工技術進行了詳細的研究和探討，施工結果表明設計橋梁并采用該方法具有高度可行性，有效推動了工程的有序進行。

關鍵詞：高寒地區工程；掛籃懸澆施工；連續箱梁橋

1工程概況

本文以實際工程項目為背景，其所在地區位較為特殊，為青藏高原東部地區。基于地形以及河道的影響，施工現場的水流湍急、兩側山體頻發滑坡等自然災害，因此有必要在此高寒地區設置橋梁。本文所論述的橋梁工程橋面凈寬為2×11.0m，橋梁跨徑組合為（4×30）m+（85+160+85）m+30m。橋梁施工時采用了連續箱梁結構，并引入混凝土掛籃懸澆技術，以此確保橋梁施工的質量。

2工程施工難點

（1）高原特點突出。本項目地處青藏高原東南部，所處地段平均高程為3127m，空氣密度低、嚴寒、缺氧、溫差大、紫外線強，植物稀少，生態脆弱，人工和機械效率嚴重下降，工程投入增加。（2）環保要求高。由于高原地區地理位置特殊，生態環境極為脆弱，對于環境擾動特別敏感，破壞以后難以恢復且沿線分布多處自然保護區，線路與在建或擬建水電站多次交叉或鄰近，因此，環保要求極高，無疑會增加工程成本和施工難度[1]。

3掛籃懸澆施工中掛籃設計

3.1掛籃構造。規格方面，單個掛籃的長度為12.20m，高度為4.76m，懸臂總長為5.7m，考慮附屬施工設施，其與掛籃總重達660kN。結構方面，掛籃配備了豐富的系統群，具體如下。（1）主桁架系統。基于兩片桁架的組合作用可以形成標準構件，從而發揮出優良的承重效果，單個桁架均配備了4根桿件銷。基于連系梁等結構可以實現桁架之間的連接，其中前頂橫梁既可以起到桁架連接作用，又可以為吊桿提供穩固的支點。四個桿件共同發揮出受力作用，并通過熱軋鋼槽焊接的方式形成穩固連接，基于銷接的方式可以實現桿件與節點板之間的連接。整體來說，桿件的受力作用明確，具有靈活的裝卸特性。（2）底籃和吊帶系統。選用工字鋼作為底籃材料，并將其布設在前、后底部橫梁位置上，以便后續澆筑施工的進行。將普通槽鋼作為前后底梁的基礎構件，二者之間需要形成連接點，通過鋼銷與吊帶進行連接。給底籃設置錨固系統，基于液壓千斤頂的調節作用可以靈活改變兩個底橫梁的高度，由此確定立模標高。（3）行走系統。選用兩根工字鋼，通過拼接的形式組成軌道，基于反掛的方式將小輪置于上翼緣板位置，輔助使用液壓千斤頂為掛籃的移動提供基礎動力。需要確保行走軌道的穩固性，基于反裝的方法，使用豎向預應力鋼筋加以固定。應當注意的是，豎向預應力筋所在的位置應足夠精準，并在端頭位置留出≥8cm的空間，以便實現與連接器的連接。（4）模板系統。以內、外兩部分模板為主，綜合配備了吊梁以及固定裝置。外模板以大塊鋼模為宜，而內模在使用鋼材料的同時還需要綜合木質結構。在進行澆筑時，通過吊梁支撐的方式提升模板系統的穩定性，同時需要對吊梁進行錨固處理，具體方法有：利用錨固法，將一端與箱梁頂板進行固定，另一端則固定在掛籃前頂橫梁處。當掛籃處于移動狀態時，外模吊梁發揮出支托作用，并與掛籃一起前移。3.2掛籃安裝。在安裝過程中，在預埋件的作用下可以通過錨固的方式將掛籃置于軌道上；給軌道配備主桁架底梁；在前橫梁安裝時首先需要將斜拉鋼絲繩解除；將位于0#段位置的外模進行解體處理，基于吊車設備可以逐一移動至對應的位置；在此基礎上圍繞吊桿、模架等展開安裝作業。總體來說，掛籃安裝工序較為復雜，需要嚴格遵循安裝順序進行。3.3掛籃預壓。3.3.1預壓目的。最大程度緩解掛籃非彈性變形現象，在對梁段預拱度計算時需要考慮此因素帶來的影響。3.3.2預壓方法。以懸臂梁段最大重量為基準，在確定掛籃預壓壓重時應為該值的1.2倍。基于預應力張拉加載的方法可以完成預壓作業，嚴格控制加載量，具體值為：空載-50%-空載-50%-80%-100%-120%。在進行卸載作業時，則需要依據上述加載標準以逆向的方式進行卸載。每完成一次加載或卸載后，都需要對張拉情況進行觀察，并計算出對應的變形量[2]。3.3.3變形觀測。以分級的方式對主桁架進行觀測，需要深入觀察掛籃所帶來的彈性變形量，將預拱度納入計算范圍中進行全面分析。在立模時，則需要考慮非彈性變形所帶來的影響。3.3.4箱梁懸臂澆筑施工順序。懸臂澆筑所對應的施工工序較為復雜，對應的施工難度較大，所需考慮的細則較多。此環節作業應建立在上節段預應力筋壓漿施工完成的基礎上，首先需要將錨固系統解除，而后再對掛籃進行錨固處理，并適時調整模板的標高，以便后續鋼筋綁扎作業的高效進行；做好預應力管道以及相應模板的安裝工作，并再次調整標高；在確保無誤的情況下采用兩端對稱的方式展開混凝土灌注施工，隨即采取養生措施，經過一段時間后需要將端模拆除并進行鑿毛。以上述工序為基準進行循環施工。

4箱梁懸臂澆筑施工技術要點

4.1施工工藝流程。具體的施工工藝流程：0#梁段施工→支架、模板拆除→掛籃拼裝、試壓→掛籃移動、固定、調整→梁段模板、鋼筋、預應力管道安裝→混凝土澆筑→混凝土養護→預應力張拉、壓漿→封錨→合龍段施工。4.2模板調整。當掛籃達到指定位置后，需要觀測其水平中線以及標高情況，并進行調整。中線部分：通過全站儀設備獲得橋梁軸線的具體位置，基于幾何方法獲取模板中軸線的實際位置，而后進行對比并做以調整。標高部分：充分考慮掛籃引起的彈性變形以及掛籃重量的影響，二者均會給結構下撓度帶來干擾，此時需要通過綜合模擬法進行分析。4.3鋼筋綁扎。通過現場制作的方式制得鋼筋，注重綁扎的先后順序：以底板、腹板綁扎為主，同時兼并進行預應力筋與波紋管的安裝；在此基礎上圍繞頂板、底板展開綁扎作業，此時依然需要設置預應力管道。4.4預應力波紋管成孔。在本文所論述的高寒地區橋梁項目中，預應力管道均為金屬波紋管，在安裝過程中應避免其與構造鋼筋相碰觸。若二者有所接觸，則需要適時移動構造鋼筋，由此提升管道安裝位置的精準性。4.5混凝土配比試驗。該工程位于我國青藏高原地區，地勢較高且溫度較低，因此在配制混凝土的過程中需要添加防凍劑。其混凝土的配比試驗中需選定符合標準的砂、骨料、水及水泥，具體要求見表1。4.6混凝土澆筑及養護。基于泵傳輸的方式實現對混凝土的運送，兩個節段應在同一時間進行灌注。完成灌注施工后，做好梁的保濕養護；現場制作的混凝土試塊，部分在標準養護室內養護，其余均與結構物混凝土同條件養護。4.7預應力穿束、張拉及壓漿。對于豎向預應力筋而言，宜使用先穿法；對于橫向預應力筋而言則以后穿法為宜。當梁體強度達到95%以上水平且混凝土施工已結束5d后，便可對縱向鋼束進行張拉處理，基于復張拉的方法對豎向預應力筋進行處理。基于真空壓漿法，可以對縱向預應力筋做以進一步處理。4.8掛籃移動。首先需要對梁端頂面進行找平并明確滑道的具體位置，而后以緩慢的速度松開吊桿。應當注意，位于同一斷面的吊桿在放松時應同時進行，此過程中應觀察內導梁與底縱梁的位置，若二者與混凝土表層間距為20cm，則需要停止放松作業。在確保各模板與梁體完全分離后，應隨即松開底梁后錨，在千斤頂的輔助下推動掛籃實現前移，同時將側模、底模移動至指定位置。在掛籃行走過程中，單個掛籃應配備三道甚至更多的壓梁。將液壓千斤頂作為動力源，單個掛籃需要配備兩臺規格為60t的千斤頂。

5結語

綜上所述，在本文所論述的高寒地區橋梁工程中，采用了混凝土掛籃懸澆技術，實踐表明此方式具有高度可行性，可以提升掛籃的穩定性，對施工環境的適應性較強。基于混凝土掛籃懸架施工法，可以推動工程的有序進行。

參考文獻：

[1]楊高貴.預應力混凝土連續梁橋及T構橋掛籃懸澆施工的撓度控制研究[J].交通世界，2017（Z2）：154-155.

[2]于本領，邱梓峰.預應力混凝土連續箱梁掛籃懸澆施工工藝初探[J].建筑設計管理，2010，27（9）：71-72，76.

作者:李鴻云 單位:中交第二航務工程局有限公司