公路橋梁連續(xù)梁懸臂的施工控制

趙劍

【摘要】隨著城市交通快速發(fā)展，公路橋梁施工工藝的也在不斷創(chuàng)新，懸臂施工法已經(jīng)作為一個(gè)比較成熟的辦法，施工技術(shù)也得到了不斷地完善，在現(xiàn)澆技術(shù)方面都取得了很大的發(fā)展。而懸臂施工法也有許多問(wèn)題值得注意，這就需要在實(shí)際施工中針對(duì)具體項(xiàng)目合理安排和相應(yīng)調(diào)整，盡量避免問(wèn)題的出現(xiàn)，確保施工質(zhì)量，降低工程造價(jià)。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；連續(xù)梁；施工

前言

隨著城市橋梁的建設(shè)不斷地發(fā)展，橋梁已經(jīng)是城市交通的重要渠道。雖然現(xiàn)在橋梁施工有很多方法，但是大跨度橋梁施工用的比較多的就是懸臂澆筑法。懸臂施工方法有很多優(yōu)勢(shì)，懸臂施工不需要占用很大的預(yù)制場(chǎng)地；逐段澆筑，易于調(diào)整和控制梁段的位置，且整體性好；不需要大型機(jī)械設(shè)備；主要作業(yè)在沒(méi)有頂棚、養(yǎng)生設(shè)備等的掛籃內(nèi)進(jìn)行，可以做到施工不受氣候條件影響；不需搭設(shè)支架，適于水上施工；各段施工屬嚴(yán)密的重復(fù)作業(yè)，需要施工人員少，技術(shù)熟練快，工作效率高等。只要在施工中嚴(yán)格技術(shù)控制，并對(duì)橋梁的線型、質(zhì)量進(jìn)行重點(diǎn)把關(guān)，橋梁施工質(zhì)量就能符合設(shè)計(jì)要求。

一、懸臂施工概述

懸臂施工是在已建橋墩頂部，沿橋梁跨徑方向，對(duì)稱逐段施工的方法，所以也稱為分段施工法。每延伸一段，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后施加預(yù)應(yīng)力與已成部分形成整體。懸臂對(duì)稱施工根據(jù)施工方法的不同可分為懸臂把混凝土等材料到模子里制成預(yù)定形體和懸臂拼接組裝兩類。懸臂把混凝土等材料到模子里制成預(yù)定形體是在橋墩兩側(cè)對(duì)稱把混凝土等材料到模子里制成預(yù)定形體，等待混凝土堅(jiān)固之后拉伸預(yù)應(yīng)力筋，這要用到掛藍(lán)，完成一段之后再進(jìn)行下一段。懸臂拼接組裝是在橋梁墩的兩邊對(duì)稱吊起安裝預(yù)制塊，通過(guò)拉伸預(yù)制塊來(lái)實(shí)現(xiàn)懸臂增長(zhǎng)，主要機(jī)器是吊機(jī)。

二、適用范圍和特點(diǎn)

懸臂澆筑法適用于高墩、大跨徑的連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)，孔下不受通航、通行的限制，其特點(diǎn)是無(wú)須建立落地支架，無(wú)須大型起重及運(yùn)輸機(jī)具，主要施工設(shè)備是掛籃。掛籃是懸澆施工的主要設(shè)備，可在已經(jīng)張拉錨固并與墩身連成整體的梁體上移動(dòng)，每段綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、縱向預(yù)應(yīng)力張拉都在掛籃內(nèi)進(jìn)行。完成本段施工后，掛籃對(duì)稱向前各移動(dòng)一節(jié)段。

三、工程概況

該橋梁工程的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁為現(xiàn)澆混凝土連續(xù)梁，（40+64+40）m連續(xù)梁位于R=800m的圓曲線和緩和曲線上，連續(xù)箱梁按曲線梁設(shè)計(jì)，橋墩按線路曲線的法向布置。箱梁采用單箱單室截面，頂板寬7.5m，底板寬3.9m（中墩墩頂處底板加寬至4.8m）。中墩墩頂處箱梁梁高5.2m，跨中及現(xiàn)澆段梁高2.8m。梁底曲線按二次拋物線變化。墩頂0#梁段長(zhǎng)8m，一個(gè)“T構(gòu)”的懸臂分為7對(duì)梁段，其劃分從根部至跨中為：2*3.5m，5*4.0m。懸臂澆筑梁段最大控制重量約為1150KN，中跨合攏段和邊跨合攏段長(zhǎng)度均為2.0m，兩個(gè)邊跨現(xiàn)澆段各長(zhǎng)7.75m。箱梁頂板厚為40cm，箱梁底板厚為

38 ～ 75cm，腹板厚度45 ～ 75cm，變化規(guī)律詳見(jiàn)相關(guān)圖紙。箱梁主墩墩頂、邊墩墩頂及中跨跨中處設(shè)置橫隔墻，墻厚分別為：2.0m、1.5m、0.6m，每道橫隔墻上均設(shè)過(guò)人洞。

四、施工工藝流程

1. 0#梁段施工

根據(jù)箱梁截面的情況確定混凝土是一次澆筑還是分次澆筑，一次澆筑時(shí)，應(yīng)在頂板中部留一窗口，使混凝土由窗口進(jìn)入箱內(nèi)，分布到底模上。當(dāng)箱梁較高時(shí)，應(yīng)用減速漏斗向下傳送混凝土，采用二次澆筑時(shí)，先安裝底模、側(cè)模及底板、側(cè)板的普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋，待澆筑第一次混凝土后，再安裝內(nèi)模及頂板普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋。由于0#塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，預(yù)埋件、鋼筋、各向預(yù)應(yīng)力鋼束及其孔道、錨具密集交錯(cuò)，梁面有橫坡度，根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)形式及高度，混凝土分兩次澆筑，施工程序?yàn)椋?#梁段的施工順序?yàn)椋和屑馨惭b→安裝支座（施工臨時(shí)錨固支座）→安裝底?！A(yù)壓→分片吊裝0#段外模、安裝底板和腹板鋼筋→安裝腹板預(yù)應(yīng)力波紋管及豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋→安裝內(nèi)模板→綁扎頂板鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力筋→安裝縱向預(yù)應(yīng)力管道→

搭設(shè)混凝土灌注工作平臺(tái)→灌注混凝土→混凝土養(yǎng)生→拆?！A(yù)應(yīng)力筋張拉及孔道壓漿→底模拆除。

2. 支架布置

支架施工滿足以下要求：支架有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求；有簡(jiǎn)便可行的脫模措施；預(yù)壓重量大于澆筑混凝土的重量；支架地基承載力必須滿足要求，基礎(chǔ)可采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼管樁基礎(chǔ)或鉆孔樁基礎(chǔ)；根據(jù)混凝土及支架產(chǎn)生的彈性和非彈性變形，設(shè)置預(yù)留量；支架底有完好的排水系統(tǒng)。

2.1 0#梁段的支架布置：主要由外側(cè)鋼管支架和內(nèi)側(cè)焊接在主墩、臨時(shí)支墩的剛性牛腿組成。鋼管根部焊接在承臺(tái)頂部的預(yù)埋件上，并采用剪刀撐進(jìn)行整體加固。

2.2 設(shè)置墩頂梁段與橋墩臨時(shí)固結(jié)裝置（臨時(shí)支座）。臨時(shí)固結(jié)目的：保證連續(xù)梁施工過(guò)程中永久支座不承受荷載的壓力；抵消在連續(xù)梁澆筑過(guò)程中兩側(cè)的不平衡重，保證合龍前連續(xù)梁T構(gòu)的整體安全；確保連續(xù)梁在溫度徐變及預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)自由變形。對(duì)于連續(xù)箱梁，梁與墩未固結(jié)在一起，施工時(shí)，兩側(cè)懸澆施工難以保持絕對(duì)平衡，必須在施工中采取臨時(shí)固結(jié)措施，使梁具有抗彎能力。臨時(shí)固結(jié)一般采用在支座兩側(cè)臨時(shí)加預(yù)應(yīng)力筋，梁和墩頂之間澆筑臨時(shí)混凝土墊塊。將梁固結(jié)在橋墩上，使梁具有一定的抗彎能力。在條件成熟時(shí)，再采用靜態(tài)破碎方法，解除固結(jié)。

對(duì)準(zhǔn)支座中心線與墊石中心線，用專用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座底面調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高。用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座，并將支座底面調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高，在支座底面與支承墊石之間應(yīng)留有20 ～ 30mm空隙，安裝灌注用的模板。仔細(xì)檢查支座中心位置及標(biāo)高后，用無(wú)收縮高強(qiáng)度灌注材料灌漿。

2.3 為保證支架結(jié)構(gòu)的安全，采用大型有限元程序?qū)χЪ芙Y(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，完成支架的檢算。

2.4 支架的預(yù)壓。試驗(yàn)方法就是模擬該孔混凝土梁的現(xiàn)澆過(guò)程，進(jìn)行實(shí)際加載，以驗(yàn)證并得出其承載能力。因?yàn)槠浜奢d是順序逐加的，且觀測(cè)時(shí)間（或卸載時(shí)間）長(zhǎng)達(dá)24h，所以當(dāng)完成120%荷載加載時(shí)，4h之后需要觀測(cè)一次，12h之后需要觀測(cè)一次。

3安裝模板

3.1 掛籃模板作為0#梁梁段的外模板，外模采用定型鋼模板，模板加工完成后，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該橋采用的模板縱向按三段進(jìn)行劃分，在施工場(chǎng)地內(nèi)拼裝成

4.4m+5m+4.4m的整體形式，后在箱梁澆筑過(guò)程中周轉(zhuǎn)使用。

3.2 鋼筋綁扎以及預(yù)應(yīng)力管道的安裝。每個(gè)0#梁段非預(yù)應(yīng)力鋼筋，在地面進(jìn)行加工，并由塔吊吊裝至模板頂部的施工操作平臺(tái)，人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)綁扎。搭設(shè)腳手架并按程序綁扎鋼筋，縱向預(yù)應(yīng)力管道用定位置網(wǎng)片進(jìn)行固定。

定位網(wǎng)片安裝與鋼筋綁扎順序：加工鋼筋吊裝骨架→制作鋼筋堆放平臺(tái)→墩頂測(cè)量放線→吊裝鋼筋→順序綁扎底板鋼筋→綁橫隔板鋼筋→綁扎腹板鋼筋→安裝豎向波紋管和預(yù)應(yīng)力

筋、安裝縱向波紋管→立內(nèi)模板→綁扎頂板底層鋼筋→安裝縱向、橫向波紋管→綁扎頂板頂層鋼筋。

4掛籃施工

4.1 掛籃拼裝和預(yù)壓

掛籃加工完成后0#塊作為起步梁段，在0#塊按走行及錨固系統(tǒng)、主構(gòu)架、前上橫梁、底模架的順序進(jìn)行拼裝，拼裝時(shí)要做好中線及標(biāo)高的控制。拼裝完成后先用千斤頂進(jìn)行模擬加載，檢查和測(cè)量掛籃的制作質(zhì)量和在荷載作用下的變形，重點(diǎn)是主桁梁的變形。掛籃預(yù)壓采用吊車提升砂袋的方法進(jìn)行，預(yù)壓質(zhì)量為梁段的1.2倍。通過(guò)觀測(cè)確認(rèn)掛籃合格后進(jìn)行綁扎鋼筋、立模、澆筑。

4.2 掛籃懸臂施工

（1）掛籃懸臂施工順序。掛籃就位→調(diào)整底模、外側(cè)模標(biāo)高→綁扎底板、腹板鋼筋→安裝縱向預(yù)應(yīng)力管道→支立內(nèi)部模板、堵頭模板→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→穿鋼絞線→張拉→壓漿→移掛籃

（2）施工注意事項(xiàng)。每梁段底腹板鋼筋的安裝按照施工順序由下而上對(duì)稱安裝；頂板鋼筋的安裝注意頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線的線型控制，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置安裝，各種定位鋼筋安裝牢固，防止鋼筋變形；安裝波紋管時(shí)，必須先對(duì)鋼筋骨架進(jìn)行固定，防止因變形而影響波紋管正確安裝，然后按照計(jì)算的鋼絞線坐標(biāo)，以0#塊中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以0#塊縱向?yàn)閄軸，橫向?yàn)閅軸，豎向?yàn)閆軸，確定出波紋管的位置；波紋管接頭處、錨墊板與波紋管連接處要采用膠帶紙密封防止漏漿現(xiàn)象；頂板波紋管的高度一定要滿足設(shè)計(jì)要求；混凝土澆筑嚴(yán)格按先底板、后腹板、再頂板的順序；頂板從翼板與腹板相交處向翼板邊緣、頂板中部澆筑減少施工接縫；所有懸臂灌注梁段要求一次灌注成型；懸臂段施工無(wú)論進(jìn)行任何流程施工都必須堅(jiān)持對(duì)稱平衡作業(yè)，以保持懸臂端的穩(wěn)定性。

5合攏段施工

合攏段施工是懸臂施工的重點(diǎn)，合攏必須按照懸臂橋先中跨后邊跨的合攏順序施工。合攏中必須注意以下問(wèn)題：

（1）合攏時(shí)的溫度。溫度的選擇會(huì)直接影響到成橋后箱梁內(nèi)力的大小，按設(shè)計(jì)要求合攏段鎖定宜選在日照溫差小的陰天或溫度變化幅度較平穩(wěn)的時(shí)間段進(jìn)行，能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)溫度觀測(cè)確定為溫差變化最小的午夜1h合攏鎖定，這樣可以使混凝土在強(qiáng)度增長(zhǎng)時(shí)剛好處于氣溫回升時(shí)。

（2）混凝土配合比設(shè)計(jì)。為保證合攏后能及早進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，合攏段混凝土的配合比設(shè)計(jì)要比普通段高一個(gè)等級(jí)，并摻入微膨脹劑，加強(qiáng)振搗以免新老混凝土的連接處產(chǎn)生裂縫。

（3）合攏狀態(tài)時(shí)的施工荷載。合攏時(shí)施工荷載應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，要將除加壓物體外的施工機(jī)具等全部清除或移至0#塊頂部，以保證應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計(jì)相符。要計(jì)算應(yīng)力及撓度，比較中跨合攏段兩側(cè)2個(gè)梁段的頂面高程，要控制高差△≤15mm方可繼續(xù)進(jìn)行下步施工。

（4）墩身變形觀測(cè)。利用全站儀和導(dǎo)線控制點(diǎn)定期復(fù)核各墩0#段中心點(diǎn)的位置，并與原設(shè)中心點(diǎn)進(jìn)行比較偏移位置即墩身變形量。施工過(guò)程中，注意觀測(cè)溫度變化對(duì)墩身變形的影響。

五、結(jié)語(yǔ)

路橋的懸臂施工要經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的施工過(guò)程以及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換過(guò)程，各施工階段的結(jié)構(gòu)受力都將伴隨著結(jié)構(gòu)體系、約束條件和荷載作用的變化而不斷變化。所以相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)具體情況制定科學(xué)的施工方案，科學(xué)的進(jìn)行懸臂體系的轉(zhuǎn)化等工作。懸臂施工方法有很多優(yōu)勢(shì)，相信以后還會(huì)有更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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