公路大跨径预应力连续梁桥挂篮施工控制

2020-11-28卫林中铁一局集团桥梁工程有限公司

珠江水运 2020年9期

卫林中铁一局集团桥梁工程有限公司

1.工程概况

乌海黄河特大桥工程东起于规划中的110国道K1105+050与109国道之间的连接线LK19+400处，设置起点互通一座。本项目桥梁部分包含正桥及互通立交桥梁，正桥起始里程K1105+613.5～K1106+743.5，全长1.13 km。主桥跨径布置为（120+220+120）m中央索面变高度混凝土连续箱梁部分斜拉桥，全长460m。主梁横断面为变高度混凝土连续箱梁，单箱三室，外腹板为斜腹板，斜率为1：3.209，中腹板为直腹板，梁高为4.0～8.5m（梁高为箱梁中心处高度，不含梁顶加厚块）。顶板宽33.5m，底板变宽23.5～20.695，两侧挑臂各长4.0m，顶面设1.5%双向横坡。中跨合龙段长为2m，底板宽23.5m，顶板宽33.5m，高为4.0m，顶板标准厚为0.3m，底板标准厚为0.28m，边腹板厚为0.65m，中腹板厚度为0.5m。

2.挂篮及模板就位

2.1 挂篮设计

本桥梁设计悬臂较长，依据施工图纸要求，尽量减轻施工临时荷载，本工程设计为轻型三角挂篮，且乌海地区风沙较大，因为三角挂篮重心底，可降低大风对挂篮的影响，为了使三角挂篮达到菱形挂篮施工的操作空间，将三角挂篮后上横梁断开，增大上桁架刚度，确保挂篮的安全性。

2.2 拼装就位

挂篮拼装工序如下：安装滑道→吊装主梁→拼装主梁立柱桁架→吊装后上横梁、前上横梁，使主梁构成一个稳定体系→安装前、后吊带→拼装底模，前下横梁、后下横梁和底模纵梁及模板组成一个底模系整体→完成外侧模系统→安装内模及其内模滑梁→调整模板整个挂篮安装完毕。

2.3 挂篮预压

挂篮预压采用底模加预压沙袋逐级加载的方法。总荷载为节段最大重量的1.1倍。首次加载50%，第二次加载至75%，最后加载至100%。每一级加载后持荷60min，并对挂篮全面检查，做好记录，情况正常后，再进行下一级的加载。全部压载完成后，每隔2h对挂篮进行一次观测，当挂篮变形量趋于稳定时且全部荷载堆载完成后不小于24h停止压载，并卸载。预压目的是检测挂篮的变形，并清除挂篮非弹性变形，同时为2#段立模高程提供依据。

2.4 挂篮的行走

当对前节梁段灌注完毕后，按设计对预应力进行张拉，张拉完成后压浆，压浆强度达到设计强度的75%后，方可移动挂篮，挂篮的移动必须遵照以下步骤进行：

（1）主梁后锚杆稍松开，用千斤顶将主梁顶起，将滑道采用卷扬机滑移到位并将其锚固，然后将主梁落下，利用油顶将主梁进行滑移，主梁的前移带动侧模系统、底模系统及内滑梁整体移位；（2）挂篮及模板系统在主梁前移时同步前移，到位后，用吊杆从箱梁顶板预留孔道穿过与侧模纵梁上的吊架连接，将侧模系统托起；（3）后下横梁滑移到位后，中间锚固于已成梁段上，两边与后上横梁用吊杆连接。前下横梁用吊杆与前上横梁连接；（4）调整底模系统中线、标高；（5）将底模系统与已浇梁段底板、侧模系统与翼缘板及腹板外侧密合，并将后吊杆打紧；（6）调整侧模系统中线、标高；（7）将内模系统拖移到位，并调好中线及标高。

2.5 挂篮线形控制

平面线形控制和标高控制是挂篮施工线形控制的两个基本内容。其中，标高控制难度较大，标准更高。在实现标高的合理控制中，需要分析多种荷载下的挠度。其次，调节模板高度，避免挂篮的应用超过立模标高误差。最后，严格控制挂篮的质量，尽量选择高强度、高承载能力的挂篮应用到项目施工中，避免施工过程中挂篮出现变形的状况。

3.合龙段施工

3.1 合龙段总体施工工艺

主梁采用先施工边跨现浇段，再施工边跨合龙段，最后施工中跨合龙段的顺序，在中跨合龙前，即边跨合龙预应力束张拉完成后，解除主墩临时固结约束，然后中跨合龙劲性骨架锁定，施工合龙段混凝土，完成体系转换。

3.2 中跨合龙挂篮定位

在施工主梁34#节段时，2#墩中跨挂篮后退至33#节段，1#墩中跨挂篮滑移到位后锚固。待34#节段施工完成后，挂篮主体不动，滑移侧模系统，清理杂物，重新铺设底模板，利用挂篮平台作为合龙托架施工合龙段。考虑到挂篮平台悬臂受力及模板与合龙口紧贴，在平台纵梁端部位置设置一道横向分配梁，根据梁体结构受力设置锚固点，上端与合龙劲性骨架锚固。挂篮前吊杆位于合龙段内，φ32mm精轧螺纹钢吊杆采用φ50mm波纹管进行包裹，便于后期拆除。

3.3 解除临时固结

主墩临时固结约束解除时间为边跨合龙预应力束张拉完成后、中跨劲性骨架锁定前实施。一是释放梁体内力，使梁体在自然状态下合龙；二是支座反力调整，确保结构体系的安全转换。

3.4 监控量测

合龙段施工前，提前3d对近期白天和夜间温度进行监测，总结摸索出近期温度最低且稳定的时间段，同时通过主梁节段预埋的监测点，量测出不同时间、不同温度下的悬臂端梁段的轴线、高程和梁长随温度变化产生的变化值，通过分析与总结在不同温度下的变化以指导合龙段施工。

合龙段施工中，在配重前后、劲性骨架锁定前后、混凝土浇筑前后及预应力张拉前后等工序，对合龙段两端梁面线形位置及高程进行精确测量，确定最佳的劲性骨架锁定与混凝土浇筑时间，确保主梁线形符合设计要求。为减小测量误差，测量安排在气温不高且大致相同时进行。

3.5 加载配重调整标高

挂篮底模系统安装就位后，需要调整合龙口标高，合龙口标高可采用水箱配重的方法调整。合龙段水箱配重前根据测量结果和监控数据，算出合龙段混凝土的重量在两边梁端上的分配，根据分配重量计算出两边梁端的挠度，按挠度等效原则在合龙段两边梁上设置水箱并确定加水量。在混凝土浇筑过程中根据浇筑混凝土方量逐渐减载换重，水通过水管排出桥面。排水量严格按照混凝土浇筑方量控制，可在水箱上作刻度标记，以便控制放水量，放水量与合龙段混凝土浇筑量相差不超过5t，使主梁在浇筑合龙段之前内力分布情况与在浇筑合龙段过程中及浇筑完成后一致。

3.6 劲性骨架锁定

劲性骨架的锁定是关键工序，要求快速、对称进行，并保证焊缝质量符合规范要求。劲性骨架采用双拼I56型钢，顶板骨架布置7道，长度为630cm，底板骨架布置6道，长度为370cm，骨架与合龙段两侧梁端预埋钢板焊接，起临时连接作用。在解除主墩临时固结约束，且合龙段标高达到监控和设计要求后，进行合龙劲性骨架的锁定，锁定时间应在一天中温度较低且比较稳定时进行锁定。

通过挂篮和劲性骨架的锁定，合龙段与两侧梁段连在一起，在混凝土浇筑前，主梁在结构上已经达到合龙状态。

3.7 合龙段质量控制

（1）中跨合龙段在焊接劲性骨架及浇筑混凝土之前要对悬臂端进行等效的配重预压，在预压配重时应注意两端的重量及预压位置。（2）在中跨合龙段浇筑混凝土过程中，中跨配重同步撤除。（3）临时固结的拆除，应均衡对称进行。提前应测量各梁段高程，并在解除过程中，注意各梁段的高程变化。如有异常情况，应立即停止作业，找出原因及时纠偏，以确保施工安全。（4）合龙段混凝土浇筑应在一天中气温较低时进行，保证合龙段新浇筑的混凝土处于气温上升的环境中，在受压的状态下达到终凝，以防混凝土开裂。