木蓬特大桥挂蓝施工工艺探讨
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摘要: 挂蓝悬臂浇筑施工，便用机械设备少，避免搭设大量支架，便于在水深、流量大的河道和交通量大的立交桥中施工，施工受限制的因素少，施工跨度大，经济效益高，施工中作业在挂蓝中进行，重复探作，有利于高效工作和保证工程质量。它还有充分发挥高强度材料的特点，并节省材料，使结构轻型化，还具有伸缩缝少，刚度大等优点，在现代桥梁中已得到越来越广泛的运用。
1 工程概况
木蓬特大桥位于贵州省石阡县坪山乡境内，主跨为165米钢筋混凝土箱形拱桥，全长364.6米，为全线关键控制性桥梁。主拱圈为分离式布置。单幅桥主拱圈为单箱双室箱型截面，箱型截面宽7.5m、高2.8m。主拱圈采用挂篮悬臂浇筑法进行施工。拱圈纵向共分为27个节段，其中两岸拱脚位置1号节段为支架现浇段，拱顶设一个吊架浇筑合拢段，其余24个节段为悬浇段。
2 挂蓝施工工艺
2.1 挂蓝结构
木蓬特大桥采用的悬浇挂篮基于拱圈宽度较宽、拱圈倾斜及每节段的角度均在变化等特点，采用下承上行式斜爬挂篮，从拱脚对称的向拱顶浇筑。该挂篮的特点在于将承重桁架系统与底篮支承系统结合，主桁三角形桁架倒置于箱梁的底部，在主桁的上弦搁置型钢作分配梁，在分配梁上放置底模；悬臂浇筑时，将主桁及模板系统用拉杆提起紧贴箱梁的底部，在后支点上设置千斤顶调整底模前端标高，并于中横梁的后部设置抗剪臂，抵抗箱梁浇筑时产生的下滑力，此时挂钩脱空，不参与受力；行走时，松开拉杆、抗剪臂及后支点的千斤顶，将整个挂篮通过挂钩悬挂在箱梁的顶面，后支点受力转换为反力轮，通过顶推挂钩使挂篮前移。
挂篮包括主桁系统、止推系统、支反力系统、走行系统、模板系统、工作平台、安全防护等。主桁采用三角形构造，全长16.0m，桁高4.30m，总高8.30m，两三角主桁片中心距为5.0m，一套挂篮重41.7t（包括模板），挂篮设计承载能力200t，安全系数为1.4。
2.2 挂篮拼装
挂篮安装利用交界墩旁的塔吊。挂篮直接在拱脚1#段上进行安装。其拼装步骤为：1）拆除1号节段现浇支架，并张拉1号扣索；2）在1号节段的对应的地面上安装底篮的主骨架和部分横梁；3）在拱背上设千斤顶提升底篮骨架至1号段底面；4）上拉杆将主桁骨架贴至底板上，并安装抗剪臂；5）铺设轨道，安装挂篮挂钩；6）安装滑船、顶推装置、行走滚轮等；7）安装底篮剩余部分横梁和模板；8）安装工作平台及工作通道；9）安装内外模；10）调整模板至设计标高。
待1#节段达到设计强度，张拉该节段扣索。张拉完成，拆除此节段现浇支架。在拱座前平地上将主桁骨架及稳定杆件一起拼装，拼装完成后在拱背上设千斤顶将已拼装好的挂篮部分整体提升，上好拉杆将主桁骨架贴至箱梁底板上，运用拉链葫芦安装好抗剪臂，接着铺设轨道，为适应拱圈弧度的变化，轨道每节长度控制在1.6m左右，每块轨道底板上焊接四块长形钢板伸入拱背预留槽内防止轨道下滑，并用预埋于拱背的锚固螺栓固定。轨道安装完成后，安装挂钩及顶推千斤顶，定位行走滑轮，接着安装底篮剩余部分横梁，然后安装好工作平台、工作通道及侧向模板，最后利用千斤顶进行底模标高的调整。在腹板钢筋绑扎完成后，再安装腹板内侧模板和顶模板，绑扎顶板钢筋。
2.3 挂篮加载
挂篮正式工作前，应进行预拼。预载方案为：在1#节段拼装好挂篮，待挂篮拼装好后在拱座前直接用塔吊提升沙袋至底模上进行堆载，以检验加工件的尺寸精度是否符合设计要求。预拼完成后，应对挂篮主承重系统按设计荷载的0.6倍、1.0倍和1.2倍分别进行静力加载试验，测试各部杆件应变～应力，观测挂钩支承点、40Cr拉杆受力、后支座的局部受力情况及连接螺栓等，并测试三角桁架前支点及前横梁等的挠度(三角桁架前支点设计挠度控制在2cm以内)；应力通过静态电阻应变仪观测，挠度用高精度水平仪或百分表观测，并与理论值进行比较，为施工设置立模预抬高值提供参考。
2.4 挂篮前移
挂篮的行走机构包括轨道、滑船、顶推盒、千斤顶以及主桁结构上的行走滚轮组成。1）轨道：行走轨道放置在拱箱的顶面，将剪力键插入预留槽口抵抗挂篮行走产生下滑力；2）滑船：滑船和主桁的挂钩固结，放置在轨道的滑槽内，可以沿着轨道向前滑动；
2.5 挂篮的止推
1）在挂篮移动过程中，挂篮的止推是通过顶推盒、千斤顶传递给轨道的剪力键，由剪力键来抵抗挂篮的向下推力；
2）在挂篮的浇筑过程中，在箱底板上预留槽口，通过安装在挂篮主桁上的抗剪臂来抵抗（在挂篮移动时，抗剪臂提起收入拱箱内）。
2.62#～13#节段施工
待第1#节段施工完毕后，在此节段上开始进行挂篮的拼装。挂篮拼装完成后，开始进行2#～13#节段的施工。其施工步骤为：前移挂篮至指定位置调整底模标高并安装底模钢筋安装（并安装扣索预埋管道）侧模、内模安装顶板钢筋安装混凝土浇筑安装临时扣索达到7天龄期并达到90%设计强度后进行扣索张拉前移挂篮进入下一节段施工。底模为大块钢板，铺设在支架上，用垫块使底模形成弧形。内、外侧模待安装后，用立杆对拉固定。顶板用钢管脚手架搭设支架，支撑顶模板。
2.7 合拢段施工
主拱圈合拢即体系转换是控制全桥受力状况和线形的关键工序，因此主拱圈的合拢顺序、温度和工艺都必须严格控制。其合拢的具体施工程序为：
1）完成两岸各挂篮现浇节段施工。
2）拆除挂篮，同时进行至少24小时的温度～变形观测，选择温度稳定的合拢时段。
3）根据需要进行温度修正。
4）安装合拢段施工吊架及模板、绑扎钢筋，选择在设计温度范围内且温度稳定的时段焊接锁定劲性骨架，在设计要求的标准时段(22时至次日7时)浇筑合拢段混凝土，并在标准时段内混凝土达到初凝，确保无强度或低强度的混凝土在升温时段不会开裂。
5）待合拢段砼达到100%设计强度并该部分砼龄期大于96小时后，按设计分级逐渐松扣，将扣索力转换成拱圈内力，完成拱圈施工作业。
3 混凝土施工
3.1 混凝土的浇注
浇注混凝土前和浇注中，应对挂篮、模板、钢筋和锚固端钢板和预埋钢管进行检查，确保其无破损且位置和尺寸正确、定位牢固。模板内的杂物，积水和钢筋上的污垢应清洗干净，模板若有缝隙，应堵塞严密，模板内面应涂刷脱模剂。控制混凝土的配合比、均匀性和坍落度，窜筒、振捣等设备符合规定。
混凝土从拌合站拌出至入模时间控制在30分钟以内，入模坍落度控制在14～18cm，初凝时间大于8小时，入模温度在12～30度，确保高强度等级混凝土的整体质量和早期强度。混凝土进行斜向分层浇注，每层厚度控制在30cm 左右，在下层混凝土初凝前浇注上层混凝土；接缝、预埋件、钢筋密集处加强振捣。混凝土浇注两半跨节段数差应不大于一个节段，时间不长于15天，对于拱圈全截面还应对称于拱圈中线进行浇注；为了防止新旧混凝土接触处由于混凝土初凝而受振开裂，混凝土浇注时应从悬臂端向已浇筑块件方向进行；两拱圈节段节缝处，按施工缝要求进行处理。
3.2 混凝土的养生
混凝土的养生质量直接影响到混凝土的强度和混凝土的表观质量。混凝土灌注完，混凝土表面用土工布覆盖，并洒水养护。待同等条件养护的混凝土试件其抗压强度达到梁部混凝土设计强度的90%，还需洒水继续养护5d，保持混凝土表面湿润，同时进行底面和侧面的养生。
3.3 混凝土的表面和接缝修整
混凝土表面要进行一次性修整，并涂水泥浆；对施工临时预埋件的表面亦采取同样的方法处理，防止锈水污染混凝土表面；对于分段梁端混凝土的接缝要凿毛。
参考文献:
[1]徐君兰. 大跨度桥梁施工控制[M ] . 北京: 人民交通出版社,2000.
[2]汪剑,方志.大跨预应力混凝土连续梁桥施工控制研究[J].湖南大学学报, 2003,30(3).
[3] 刘晓苹, 周 良, 黄锦源, 顾 强. 预应力混凝土宽节段箱梁预制拼装变形控制[J].城市道桥与防洪,2004,(4).
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。