最佳化傳統拼裝系統的超寬前支點掛籃施工
隨著交通運輸行業的快速發展，橋樑的結構形式日益豐富，其中懸臂澆築法施工已成為修建大中跨徑橋樑的一種有效的施工手段。前支點掛籃作為懸臂澆築法的主要裝置，在橋樑施工中起著舉足輕重的作用。本文透過對巢湖市亞父路裕溪河大橋前支點掛籃施工工藝的介紹，為後續橋樑施工提供借鑑與參考。
上滑梁代替傳統桁架系統的工藝原理
巢湖市亞父路裕溪河大橋全長974m，引橋長439m，寬36.5m，共計4聯，引橋除第二聯為變高預應力混凝土箱梁外，其餘均為等高現澆預應力混凝土連續梁，採取滿堂支架現澆施工；主橋為（45+80+285+80+45）=535m雙塔雙索麵預應力混凝土斜拉橋，寬44.5m，梁高3m，中跨長285m，共設定20對標準斷面現澆箱梁以及一個2m合龍段，支撐體系採用縱向半漂浮體系，中跨採取前支點掛籃施工，主塔處設定縱向阻尼器；在邊墩、輔助墩墩頂處設定縱向活動支座，單側橫向約束，邊跨長250m，採取滿堂支架現澆施工，主橋為前支點掛籃施工；主塔為魚梭形異形塔柱，西岸塔高78m，東岸塔高74.7m，橋面以上塔高62.5m；主橋東西側邊跨均設1:4人行梯道，寬度4.0m。採取工廠加工拼裝，現場進行吊裝施工。
塔柱兩側邊跨採用滿堂支架現澆，中跨採用前支點牽索掛籃懸澆，中邊跨斜拉索同步施工；邊跨需進行塊段超前施工，以滿足中跨配重及斜拉索索力對超前塊段產生的豎向位移。如圖1所示。
實際施工過程中，要嚴格根據監控單位提供的相關技術引數進行超前塊段施工。
前支點掛籃採用上滑梁代替傳統桁架系統，掛籃行走透過C形掛腿與上滑梁的滑船，由控制總成同時控制4個千斤頂推動前移；上滑梁下安裝4個φ6cmQ345b滾輪，前後同步前進，實現掛籃前移，全部採用液壓驅動，行走安全方便可靠，安裝、操作簡單。其中掛籃上滑梁全部由鋼樑透過高強螺栓連線而成，單個上滑梁透過8根φ4cm精軋螺紋鋼進行前後錨固，以及掛籃整體高程、座標定位調整。主要行走流程為：解除梁面上滑梁後錨約束上滑梁利用軌道移動至下一節段錨固上滑梁解除主桁架後錨約束下方掛籃50cm（下方後C形掛鉤為主要支撐點）掛籃前移到指定位置掛籃提升錨固。
傳統掛籃施工的止推裝置採用凸出式的止推塊，這種型別的止推塊需要在梁底混凝土上預埋型號為φ20cm的實心體鋼棒，專案採用可拆卸週轉使用的Q235鋼板凹槽式止推塊，代替傳統嵌入凸出式止推塊，安裝使用方便，安全係數大，可大幅度節約人工、成本，且能夠很好保證此處梁體外觀。
提前根據設計圖紙預應力管道定位，設計掛籃吊點位置，合理最佳化前支點掛籃吊點佈置區域，較大程度上減少了吊裝孔道與鋼筋、預應力管道交叉干涉；吊裝孔道交替使用，大幅度減少了施工週期。
便捷經濟的施工工藝
邊跨碗扣支架現澆施工
1.地基處理
根據現場實際情況進行地質勘測，針對不同地質情況採取換填碎石、澆築墊層等方式進行地基處理以滿足地基承載力需求，為避免處理好的地基受水浸泡，在基礎頂面設定0.5%排水橫坡，嚴禁在施工場地內形成積水，造成地基不均勻沉降，引起支架失穩，出現安全隱患和事故。
2.支架搭設
用全站儀放出箱梁輪廓線，然後用鋼尺放出底座十字線，並標示清楚，按標示的底座位置先安放底託，然後將旋轉螺絲頂面調整在同一水平面上。注意底座與地基的密貼，嚴禁出現底座懸空現象。從中間開始，根據支架設計布距進行碗扣支架搭設，為了保證頂託橫向穩定性，頂託伸出長度一般控制在30cm以下，頂託插入鋼管時的長度不得小於150mm。根據梁底高程變化決定橫橋向控制高程的斷面間距，順橋向每跨設左、中、右三個控制點，精確調出頂託標高。用鋼管在箱梁支架側翼緣板外側與箱梁兩側操作平臺搭設1.2m高的防護欄杆，並在60cm-80cm處加設一層攔腰桿，欄杆立杆按3m一道設定。防護欄杆採用密目安全網全包裹覆蓋，平臺處設定踢腳板，隨後進行底模安裝。
3.支架預壓
為了保證箱梁在澆築落架後，滿足設計要求，符合施工規範。同時檢驗支架搭設的整體穩定性，驗證支架及支架基礎的實際承載能力，克服混凝土澆築過程中支架的不均勻沉降，避免箱梁混凝土因支架不均勻沉降而出現裂縫。為確保施工期間的結構安全，採用1.2倍荷載進行預壓，使用高精度水準儀進行觀測，收集整體支架變形相關資料，結合設計預拱度進行施工預拱度計算。
4. 鋼筋、模板、預埋件安裝及混凝土澆築
根據圖紙以及相關規範要求進行鋼筋下料、定位綁紮，嚴格控制鋼筋型號、搭接長度、定位間距、保護層厚度，並按照設計要求控制預埋件預埋位置及加固情況，嚴格按照要求分層澆築混凝土。
5. 混凝土養生及張拉壓漿
待混凝土澆築完成後，根據規範要求以及現場情況及時進行混凝土養生工作，達到設計強度時立即進行混凝土張拉壓漿工作，張拉時要根據設計要求嚴格控制張拉順序，依次張拉。
6. 支架拆除
張拉及壓漿工序結束且掛索張拉完成後，在監理工程師、監控單位允許的情況下方可進行支架的拆除，支架拆除塊段及時間節點嚴格按照前支點掛籃施工要求進行，不得任意拆除。碗扣式鋼管支架拆除時，把頂託向下旋，取出竹膠板和方木，然後逐步拆除碗扣支架。
前支點掛籃懸澆施工
1.掛籃拼裝及提升、掛索
掛籃主要構件在地面上拼裝，然後透過掛籃本身自帶的兩根大梁和後支點預埋的16根40精軋螺紋鋼筋緩慢提升掛籃，提升到位後，進行掛籃其他構件的安裝。待牽索掛籃提升到位，採用凸出式新型止推塊進行錨固，利用掛籃自帶施工平臺進行掛籃掛索並預緊（在塔柱上預緊），實現前支點掛籃第一次體系轉換。
掛索之前需進行主樑錨導管精確定位，拉索導管安裝完成後測量人員再進行復核，符合要求後再進行拉索安裝，第一次拉索張拉（索力和高程由監控提供修正值，並由每個節塊監控單位提供監控指令）。
2.鋼筋、模板、預埋件安裝及預壓
掛籃底平臺提升到位後其底模、頂模、側模（附於內、外撐架）隨即到位，後利用模板撐腳、掛籃吊杆進行微調完成預壓，待底模、頂模完全就位後，頂升、平移橫隔牆內側模、梁肋側模使其就位；掛籃錨固預埋件（吊點、後錨點、止推塊）、防撞欄杆預埋鋼筋、監控裝置等，其安裝、定位採用軸線定位法。掛籃預埋件和預留孔的安裝、施工時嚴格控制、保證精度。監控應力感測器安裝時應加以防護，以防施工中受到損傷，影響精度。鋼筋的安裝順序為先橫隔梁，再主縱梁，後頂板，嚴格控制鋼筋型號、搭接長度、定位間距、保護層厚度；主樑模板包括底模、側模、頂模和端模，模板體系包括模板與支撐支架，施工採用與掛籃底平臺整體起落（行走前掛籃需要整體下降50cm）。
3.混凝土養生、體內索張拉及體系轉換
斜拉索穿索依次將防水罩、延伸管套到HDPE管上，安裝臨時抱箍，並穿入首根鋼絞線。將帶法蘭的延伸管套到塔柱端的HDPE外套管上，直至大約1.5m的外套管伸出延伸管；將卡箍固定到外套管上，螺栓眼向上；用尼龍繩把延伸管和卡箍連線好；用夾鉗夾緊鋼絞線，留出包括連線螺栓在內約300mm 的長度；透過中心孔及卸扣把塔吊鋼絲繩和卡箍連線好。
澆築前，應對支架、模板、鋼筋和預埋件等進行檢查，模板內的雜物、積水及鋼筋上的汙物應清理乾淨。對預埋混凝土中的錨具、管道等進行全面檢查驗收，符合要求後方可開始澆築，待混凝土澆築至50%時完成掛籃第二次張拉。待混凝土達到設計強度後，完成掛籃第三次張拉，張拉完畢後進行體系轉換，將錨固於掛籃前端的斜拉索轉換至梁端，讓掛籃直接由後錨點錨固裝置支撐於已澆築的主樑上，再由塔端千斤頂張拉至設計索力。
所有拉索張拉完畢後，由監控對拉索索力進行檢測，若實際索力與設計或監控要求不符，則進行調索。索力調整有兩種情況：索力增加調索和索力降低調索。
索力增加調索利用千斤頂進行，其方式與鋼絞線分級張拉相同。
為避免鋼絞線受夾片夾持部位進入拉索受力段，索力降低調索不能採用對鋼絞線解除安裝重新錨固的方式進行，而利用穿心式千斤頂將拉索解除安裝至規定索力後調節螺母位置的方式進行。
利用穿心式千斤頂進行索力降低調索的方式如下：
在錨板上安裝防松裝置；依次安裝撐腳、千斤頂和工具錨，千斤頂空行程一端距離(此距離應根據拉索索力差進行計算後確定)後，安裝張拉螺母；啟動油泵，千斤頂油缸前行，張拉拉索；待螺母與錨墊板脫離後，停止張拉，將螺母旋出一定距離後千斤頂解除安裝，使螺母重新與錨墊板密貼；千斤頂解除安裝至零，拆除千斤頂。
4.掛籃下放、前移、施工下一標準節段
實現體系轉換後，解除梁面上滑梁後錨約束上滑梁利用軌道移動至下一節段錨固上滑梁解除主桁架後錨約束下放掛籃50cm（下放後C形掛鉤為主要支撐點）掛籃前移到指定位置掛籃提升錨固（掛籃下放時，首先把頂面竹膠板拆除放於掛籃支架上，然後把外側模板和橫縱梁模板採用旋杆脫離混凝土面，再進行下放），迴圈施工，直至完成所有標準段。
合龍段施工
合龍段採用吊架（掛籃改裝）施工，為了保證兩個懸臂端重量一致，透過調整掛籃位置或增加配重的方法平衡兩側，配重量由監控單位根據現場計算。
採用臨時鎖定低溫澆築，合龍前焊接勁性骨架使兩懸臂端臨時連線，保持相對固定以防止合龍段混凝土因早期熱脹冷縮而開裂。同時選擇在一天中氣溫較低、氣溫較穩定時澆築混凝土，避免混凝土處於升溫、微壓狀態下達到終凝，避免受拉開裂。
確保澆築質量的有效措施
模板採用大面積鋼模，除強度應滿足澆築混凝土的各項要求外，為保證其表面平整度，設計時主要以剛度控制。
對模板的拼接縫，力求做到設計合理，加工製作精細，減少或避免漏漿現象發生。
儘量減少對拉螺桿數量，以減少混凝土上的孔洞，並對主樑施工完成後留下的孔洞及時封堵修補。採用與主樑相同標號的水泥漿進行，力求做到與主樑混凝土顏色-致，並安排專人負責。
加強主樑平面位置與標高的測量複核，特別是掛籃錨杆預留孔、預埋件、斜拉索張拉錨墊板的定位必須準確。主樑在掛籃滑移前後、澆築前後、斜拉索張拉前後均需測量標高的變化，以指導下一節段的標高控制。
大橋掛籃懸澆工程施工質量控制包括梁底線形控制、混凝土控制、吊杆預留孔施工控制、懸澆塊接頭縫控制、預應力施工質量控制。
超寬前支點掛籃施工採用上滑梁代替傳統桁架系統，簡化了梁面以上組合式桁架拼裝系統，有效解決傳統組合式桁架佔用空間大、拼裝複雜、自過載荷大、行走控制難度大的問題。同時很大程度上解決了掛籃橫向寬度大、箱梁斷面高、塊段混凝土體積大導致的橫向控制難度大、縱向定位不準確的問題，有效提高了施工進度，節約了施工成本，產生了顯著的經濟社會效益。為後續橋樑施工提供了良好的施工經驗，打下了堅實的基礎。
本文刊載 /《橋樑》雜誌
2020年 第3期 總第95期
作者 / 石懷遠
作者單位 / 安徽省公路橋樑工程有限公司
編輯 / 裴小吟
美編 / 趙雯
責編 / 王碩
審校 / 裴小吟 廖玲