何 李

（1.長沙理工大學(xué)，湖南 長沙 410000；2.中交第一公路工程局有限公司，北京 100024）

掛籃懸臂澆筑法在馬蹄河大橋的施工應(yīng)用

何 李1,2

（1.長沙理工大學(xué)，湖南 長沙 410000；2.中交第一公路工程局有限公司，北京 100024）

拱橋具有優(yōu)美的外形和較強(qiáng)的跨越能力。近些年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在拱橋施工方面，施工工藝不斷在變化提升，其中，掛籃懸臂澆筑法得到了廣泛的應(yīng)用。文章以馬蹄河大橋?yàn)榘咐?，詳?xì)論述掛籃懸臂澆注法的重難點(diǎn)和掛籃處理的施工技術(shù)。

拱橋；掛籃懸臂澆筑法；混凝土

1 工程概況

拱橋在我國已有2500多年的歷史。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高強(qiáng)優(yōu)質(zhì)的材料應(yīng)用、設(shè)計(jì)理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了新的施工工藝和方法的發(fā)展。近些年拱橋的跨徑記錄不斷得到刷新。位于德江縣境內(nèi)的馬蹄河特大橋是沿河至德江高速公路的一座咽喉橋梁，重點(diǎn)控制性工程，用拱橋結(jié)構(gòu)體系。其跨布置為2×30mT梁+180m主跨+2×30m預(yù)制T梁，全橋長327.595m，分左、右幅。主橋?yàn)殇摻罨炷料湫喂皹?，凈跨?80m，凈矢高32m，凈矢跨比1/5.625，拱軸系數(shù)1.756，為等高截面懸鏈線拱，拱圈橫向?qū)?.5m，高3.3m。該大橋在同類采用掛籃懸臂澆筑法施工大橋跨度屬全國第二，在高速公路同類建筑物跨度屬全國第一。

2 施工方案分析

2.1 掛籃懸臂澆筑施工綜述

掛籃懸臂澆筑施工方法是橋梁界近些年新興的施工技術(shù)。此方法澆筑的橋梁具有耐久性好和整體性好等優(yōu)點(diǎn)。在業(yè)界，掛籃懸臂澆筑施工多用于連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)以及斜拉橋等體系。若用于拱橋的施工，由于其施工階段的扣錨索為臨時(shí)錨固，內(nèi)里變化很大，不易控制，所以帶來很多的問題和挑戰(zhàn)。其施工圖見圖1。

圖1 施工2號(hào)節(jié)段圖

由馬蹄河大橋的設(shè)計(jì)方案和施工具體情況可知，每一幅拱圈采用單箱多室截面。整個(gè)拱圈箱梁分為29個(gè)節(jié)段施工，其中在兩岸各設(shè)拱腳現(xiàn)澆段，在拱頂位置處設(shè)一個(gè)吊架澆筑合攏段，拱圈2～14號(hào)節(jié)段用掛籃進(jìn)行澆筑。此外2號(hào)節(jié)段為整個(gè)橋梁最長階段，為7.579m，節(jié)段3重量最大，為221.5t。相比國外，掛籃懸臂澆注拱橋在日本施工較多，國外拱橋懸臂澆筑長度大多在1.5～4.5m，而馬蹄河特大橋節(jié)段最長7.579m，為掛籃設(shè)計(jì)增加了難度。

2.2 掛籃懸臂澆筑重難點(diǎn)

掛籃懸臂澆筑重難點(diǎn)主要有：①拱橋施工時(shí)，需要注意結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工帶來很多的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)；②在施工過程中，其整體結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定，這就要求對(duì)應(yīng)的安全和輔助措施必須相應(yīng)提高進(jìn)而保證其安全性和穩(wěn)定性。拱橋掛籃施工多用索體系作為輔助措施，其相對(duì)于常用的支架而言，風(fēng)險(xiǎn)很大；③掛籃運(yùn)行：施工過程中，拱圈2～14號(hào)節(jié)段長度較大，質(zhì)量較重，其中最長的達(dá)到7.579m，最重的達(dá)到221.5t。掛籃懸臂澆筑在滿足變形要求的同時(shí)還要斜向爬升，整個(gè)過程中不斷的進(jìn)行調(diào)整，這樣才能保證拱圈滿足線形要求，其難度之大可想而知；④在施工時(shí)，錨固索需要用到扣索，但后澆段的澆筑和索的張拉過程中，會(huì)引起先澆段箱梁頂板和地板會(huì)出現(xiàn)反復(fù)不確定的拉壓應(yīng)力。因此施工過程中對(duì)它的控制則起到關(guān)鍵作用，如何保證施工的順利和單箱多室箱梁拱圈不出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象則是施工的重點(diǎn)。

3 關(guān)鍵技術(shù)處理

3.1 掛籃的施工

（1）安裝掛籃。采用掛籃懸臂澆筑馬蹄河大橋時(shí)，應(yīng)將掛籃安裝在第一段現(xiàn)澆支架澆筑的拱圈上——2號(hào)節(jié)段，然后旋轉(zhuǎn)上升四根止退鋼銷，插入預(yù)留在已澆筑拱圈的孔內(nèi)。在橫梁的上面安裝可以調(diào)節(jié)的支撐墊塊，以此作為支座，把掛籃后端支撐在拱箱的地板上。為使掛籃不下滑，應(yīng)固定滑船且安裝錨固掛鉤橫梁。在安裝模板系統(tǒng)、前橫梁斜拉桿和橫梁吊桿過程中，調(diào)整底模標(biāo)高。

（2）移動(dòng)掛籃。在移動(dòng)掛籃時(shí)，以此拆除掛鉤橫梁錨桿、斜拉桿和吊桿，然后適當(dāng)調(diào)節(jié)撐桿使拱箱地板和底模板脫離，再卸下楔形墊塊，使拱箱底板與后反力輪得到充分的接觸。在拆除側(cè)模板過程中，將掛鉤橫梁拆除。以此頂升兩側(cè)滑船并使兩片側(cè)桁架帶動(dòng)底平臺(tái)及模板同時(shí)慢慢向前移動(dòng)?？v向移動(dòng)到達(dá)指定位置后，安裝墊塊并使止退鋼銷慢慢的下降到一定位置。此用意是防止拱箱施工過程中不承受豎向力作用，使其僅承受剪力；安裝掛鉤橫梁、斜拉桿和吊桿，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)頂桿使底模調(diào)整到指定的位置，然后澆筑混凝土，完成一個(gè)小循環(huán)。

（3）拆除掛籃。首先拆除模板、斜拉桿及吊桿；然后依次拆除掛鉤橫梁；拆除后平臺(tái)連接桿件；拆除前部大小橫梁及前中縱梁；拆除后中縱梁、前施工操作平臺(tái)；拆除后橫梁、止退鋼銷及支承墊塊；同時(shí)拆除臨時(shí)穩(wěn)定用倒鏈滑車，并利用運(yùn)輸纜索吊運(yùn)三角形主承重桁架至岸上拆除；最后拆滑道與除滑船。

（4）使用注意事項(xiàng)。①澆筑混凝土的時(shí)候要注意左右對(duì)稱均勻澆筑，防止偏載過大，對(duì)支架造成不利影響，同時(shí)應(yīng)該時(shí)刻注意掛籃的變形情況；②掛籃施工行走時(shí)，應(yīng)該時(shí)刻保持兩側(cè)千斤頂?shù)捻斏俣缺３窒嗤乐箖蓚?cè)不同掛籃走偏卡軌；③止退鋼銷懸臂長度應(yīng)該應(yīng)當(dāng)控制在一定范圍內(nèi)，不超過15cm，最大的不應(yīng)超過18cm，此要求是為了防止鋼銷受彎過大發(fā)生破壞；④在施工過程中應(yīng)該時(shí)刻注意的注意的部位：滑道、滑船以及掛鉤，其中掛鉤應(yīng)該時(shí)刻觀察有無滑槽現(xiàn)象；前后中縱梁、后橫梁以及止退鋼銷、前橫梁。

3.2 澆筑混凝土

在馬蹄河大橋施工的過程中，要澆筑大量的混凝土。由于其體積較大，所以必須要注意到澆筑過程中的降溫工作，具體做法是在拱座的內(nèi)部布設(shè)一定數(shù)量的循環(huán)水管的，利用管道里的循環(huán)水實(shí)現(xiàn)降溫。應(yīng)該注意：鋼筋綁扎過程中，進(jìn)行降溫水管的預(yù)埋，降溫水管采用Ф42，管壁厚3mm的薄壁焊管；降溫水管距拱座頂面為0.75m，管間距為1m；降溫水管采用Ф16螺紋鋼筋定位，如與拱座鋼筋位置沖突，可適當(dāng)調(diào)整位置。用來冷卻的蓄水池使用高水池，以此達(dá)到降溫流水的目的。進(jìn)水口比出水口至少高1～2m，連接方式為水管車絲。冷卻水管順利安裝之后，必須先試用，確保水管不會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。水管的對(duì)接頭處應(yīng)該用高灰進(jìn)行密封處理，確保混凝土不會(huì)滲入水管里。冷卻循環(huán)水正式工作后，應(yīng)該進(jìn)行時(shí)刻觀察，應(yīng)該保證拱座橋臺(tái)內(nèi)外的混凝土的溫度差不大于15℃。

3.3 合攏段施工

在馬蹄河大橋施工中，由于采用掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)，其存在多次的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。合攏段施工即為結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的重要步驟，往往這個(gè)階段決定著橋梁施工的質(zhì)量。在馬蹄河大橋合攏前，應(yīng)臨時(shí)連接梁懸臂端，使梁體處于相對(duì)確定固定的位置，防止合攏后由于混凝土的熱脹冷縮效應(yīng)而出現(xiàn)早期的開裂不易修補(bǔ)現(xiàn)象。在合攏澆筑混凝土的過程中，選擇合適的溫度將成為確定施工質(zhì)量的關(guān)鍵。一般應(yīng)選在一天中溫差較小且溫度較低的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行施工，這樣做使得混凝土在外界溫度升高時(shí)，其梁處于受壓的狀態(tài)下，在冷卻凝固的時(shí)候不容易出現(xiàn)受拉開裂的問題。本工程的合攏段為2.5m，在合攏期間，應(yīng)該拆除掛籃其余部分，僅保留合攏使用的掛籃外側(cè)模。在內(nèi)模和底模的安裝過程中，必須在兩懸臂端上對(duì)稱安裝，然后將在現(xiàn)澆段內(nèi)的所有施工器具和雜物調(diào)離拱圈，最后精確測量現(xiàn)澆段上觀測點(diǎn)高程，避免出現(xiàn)不必要的誤差。

4 結(jié)束語

在地形崎嶇、溝壑縱橫的山丘地帶，箱形拱橋具有非常大的優(yōu)勢。但是在實(shí)際的施工過程中，由于其施工工藝受地形和很多條件的限制，使得該類型的橋梁發(fā)展受到很大的限制，無法實(shí)現(xiàn)更大范圍的發(fā)展。隨著施工工藝的發(fā)展，采用懸臂澆筑法施工大跨度鋼筋混凝土拱橋展現(xiàn)出了很多優(yōu)點(diǎn)，鑒于此點(diǎn)，該施工方法值得推廣。但是國內(nèi)對(duì)這種施工工藝方法研究較少，所以應(yīng)該對(duì)該方法進(jìn)行深入研究，并在取得已有研究成果的基礎(chǔ)上加以采用。綜上所述，由于掛籃懸臂澆筑技術(shù)的成熟，150～220m大跨徑拱橋得以快速的發(fā)展并取得較好的成績，這是我國整個(gè)橋梁建筑行業(yè)在發(fā)展過程中重大的進(jìn)步。

[1]周超.懸臂澆筑施工鋼筋混凝土拱橋設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化與合龍關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長沙理工大學(xué),2013.

[2]馬超.掛籃懸臂澆筑鋼筋混凝土拱橋施工控制研究[D].重慶交通大學(xué),2014.

[3]張德志.懸臂澆筑鋼筋混凝土拱橋施工控制技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué),2012.

U445.466

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2096-2789（2016）12-0067-02