[摘要]首先簡要介紹懸臂灌筑法,然后對0#段施工、掛籃施工、梁段懸灌施工和合攏施工進行詳細的論述,對同類型橋梁的施工具有較強的借鑒和參考價值。

[關鍵詞]橋梁 懸臂灌筑 施工技術

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920099-02

預應力混凝土連續(xù)梁橋是近年來鐵路、公路廣泛采用的一種橋梁結構形式,它以受力合理、橋形美觀、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點受到廣泛的歡迎,預應力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法很多,有支架現澆法、懸臂澆筑法、懸臂拼裝法、頂推法、移動模架法、大型浮吊施工法和旋轉施工法等,其中懸臂澆筑法在較大跨徑的預應力混凝土連續(xù)梁橋中應用最多,因此,研究大跨徑的預應力混凝土連續(xù)梁橋懸臂澆筑法有重要的意義。

一、懸臂灌筑法

懸臂灌筑法又稱掛籃法(見圖1)。在墩柱兩側常采用托架支撐,灌筑一定長度的梁段,稱為起步長度。以此節(jié)段為起點,通過掛籃的前移,對稱平衡地向兩側逐段灌筑混凝土,并施加預應力,如此循環(huán)作業(yè),每澆筑完一段(3～8m),待混凝土達到設計強度后張拉縱向預應力鋼絞線,然后向前移動掛籃,進行下一段施工。

懸臂灌筑施工時梁體一般分四大部分澆筑,主要程序如下:

1.在墩頂托架上澆筑0#段,并實施墩梁臨時固結系統(tǒng)。

2.在0號段上安裝懸臂掛藍,向兩側依次對稱地分段澆筑主梁至合龍前段。

3.在臨時支架或梁端與邊墩間的臨時托架上支模澆筑現澆梁段。

4.主梁合攏段可澆筑。

二、0#段施工技術

在各梁段中,0#段的縱向預應力束根數最多,普通鋼筋密布,管道縱橫,構造復雜,施工難度極大,是梁段施工的關鍵。

(一)施工流程

預埋牛腿及鋼立柱支立焊接→立柱頂及牛腿頂調平、放線→加設分配梁→安裝底模及外側模→安裝底板及腹板鋼筋和豎向筋→安裝小部分側模及倒角模板→澆注底板鹼及養(yǎng)生→安裝頂板鋼筋及縱、橫向設管道→澆注頂板鹼→養(yǎng)生→張拉及壓漿→轉入下道工序。

(二)施工要點

1.墩身施工完成后,在矩形空心墩墩壁之間底托采用20mm厚的鋼板,鋼板橫向間距1.0m,在鋼板上安裝橫擔工字鋼后,縱向鋪設工字鋼,間距0.5m,在工字鋼上安裝木排架,在木排架上鋪設0#段底模。

2.支架拼裝好以后,采用砂袋法或水箱加水進行預壓,預壓荷載按0#段混凝土重量及其它相關施工荷載總重量的1.25倍考慮。

3.0#段施工時,根據安裝掛籃需求,預留好各種預留孔道及預埋筋,以便掛籃拼裝時能準確就位。

4.0#段鋼筋及管道密集,鋼束管道位置采用定位鋼筋網片固定,定位鋼筋網片牢固地焊在鋼筋骨架上,定位鋼筋網片間距為0.5m,并且定位鋼筋網片所焊的鋼筋骨架與水平鋼筋采用點焊,防止管道位置移動。當預應力管道位置與骨架鋼筋發(fā)生沖突時,保持管道位置不變,適當移動普通鋼筋位置。

5.0#段管道密集,混凝土澆筑后采用高壓水管沖洗管道。豎向預應力壓漿孔設在箱梁腹板內側面,在豎向波紋管上開孔設置注漿孔,并用密封膠帶密封。

6.0#段腹板混凝土澆筑時,在內模處留設混凝土側窗及搗固孔,以減少混凝土自由傾落高度,防止混凝土離析和對管道的過度沖擊,并避免搗固棒與管道猛烈碰撞,澆筑至預留孔位置后,封閉并加固側窗,繼續(xù)向上施工。

三、掛籃施工

掛籃是大跨徑箱梁懸臂澆筑法施工的主要設備,在施工中受深水、高墩、峽谷及氣候等影響小,可以充分利用有限的空間,多次重復使用,易于掌握施工工藝和保證施工質量,在施工中對節(jié)段的施工誤差可以不斷地進行調整,從而保證懸灌施工的精度。

(一)施工流程

在0#段安裝掛籃,作主錨和底錨→主梁打支撐→作掛籃靜載試驗→調整模板澆筑l#段混凝土→縱向預應力穿束張拉→前吊帶、底錨桿卸載→脫模板→鋪設軌道梁→落下主梁支撐→走行吊帶吊起前后托梁→解除主錨→檢查走行輪、反扣輪和液壓牽引系統(tǒng),清理掛籃前行障礙,做好前移準備→啟動油缸,T構兩端兩個掛籃對稱前移,掛籃走行到位→先作主錨和底錨→打起主梁支撐→調模就位,綁扎鋼筋、管道,澆筑混凝土→進入下一循環(huán)。

(二)施工要點

1.掛籃的安裝標高要嚴格按設計標高進行安裝;

2.預埋孔要準確設置,不得使聯桿受彎;

3.錨固螺栓要借助千斤頂將其擰緊;

4.中間錨固系統(tǒng)的前端斜聯桿和斜拉橋纜索內的預應力,要每根相等,準確地按工藝中給定的值或試驗后的調整力進行設置;

5.外側模板在錨墊板處不要包死;

6.兩側錨固系統(tǒng)的墊梁前鉤與斜拉橋主梁的接觸面一定要找平,如不平必須進行整修;

7.掛籃安裝時一定要使每個調高楔塊與斜拉橋主梁頂緊,并在主析后支架上用楔子楔緊;

8.新舊混凝土相連處模板一定要用螺栓聯接,以免掛籃變形較大時漏漿;

9.懸灌混凝土時,必須從掛籃的前端分層均勻地向掛籃的尾端灌注;

10.掛籃在走行時,一定要平穩(wěn)向前移動,如有偏斜等情況要及時進行調整;

11.掛籃在施工時要經常進行檢查,如有異常要及時與技術人員聯系;

12.錨固系統(tǒng)和牽索系統(tǒng)的螺桿及螺母等要經常涂黃油進行保養(yǎng),并在拆除時不要碰傷;

13.模板在安裝前要進行整修,并涂脫模劑;

14.千斤頂要認真保養(yǎng),防止碰傷、雨淋等;

15.牽索系統(tǒng)的吊耳、元寶梁等,主要受力部件要設專人進行看護,發(fā)現有異常及時進行處理。

四、梁段懸灌施工

梁段混凝土的懸臂灌注一般用泵送,坍落度一般控制在14～18cm,并應隨溫度變化及運輸和澆注速度做適當調整。

(一)施工流程

掛籃設計、加工→掛籃安裝、試驗→進入下一懸灌段施工(外模安裝、校正→鋼筋綁扎、焊接,預應力管道安裝→內模、端模安裝→混凝土澆筑→縱向預應力筋張拉→移動掛籃并定位→縱向預應力管道壓漿)→豎向預應力筋張拉及壓漿→橫向預應力筋張拉及壓漿。

(二)施工要點

1.箱梁各節(jié)段混凝土在澆注前,必須嚴格檢查掛籃中線,掛籃底模標高;縱、橫、豎三向預應力束管道;鋼筋、錨頭、人行道及其它預埋件的位置,認真核對無誤后方可灌注混凝土。為了保證箱梁的設計線形,應制定線形控制方案,確定各階段的立模標高。

2.若能全斷面一次灌注最好,否則應按以下順序灌注。

(1)二次灌注:第一次由底板至腹板下承托;第二次為剩余部分。

(2)三次灌注第一次由底板至腹板下承托;第二次由腹板下承托至腹板上承托預應力管道密集處以上,第三次由腹板上承托至頂板。

3.混凝土的灌注宜先從掛籃前端開始,以使掛籃的微小變形大部分實現,從而避免新、舊混凝土間產生裂縫。

4.各節(jié)段預應力束管道在混凝土灌注前,宜在波紋管內插入硬塑管作襯填,以防管道被壓癟;管道的定位筋應用短鋼筋做成井字形,并與箱梁鋼筋網架妥為固定,定位筋間距保持0.5-0.8m左右,以防混凝土振搗過程中波紋管道上浮,引起預應力張拉時產生沿管道法向的分力,釀成事故。

5.箱梁混凝土灌注完畢后,立即用通孔器檢查管道,處理因萬一漏漿等情況出現的堵管現象。

6.施工時應在掛籃上設風雨蓬,避免混凝土因日曬雨淋而影響質量。

五、合攏施工

合攏段施工時(見圖2)通常由兩個掛籃向一個掛籃過渡,所以先拆除一個掛籃,用另一個掛籃走行跨過合攏段子至另一端懸臂施工梁段上,形成合攏段施工支架。合攏段長度一般采用1.5-2.0m,宜在低溫合攏。應采用臨時鎖定措施,張拉部分預應力筋,澆筑合攏段混凝土,待合攏段混凝土達到設計強度后,張拉其余預應力筋,最后再拆除鎖定裝裝置。

合攏段施工是體系轉換的過程,通過合攏段的施工,使橋梁完成體系的轉換。首先進行邊跨合攏,最后進行中跨合攏;邊跨合攏采用吊架施工,待現澆段施工結束后,混凝土強度達到設計強度后即可進行邊跨合攏段的施工;跨合攏段的勁性骨架待邊跨混凝土澆筑后,邊跨掛籃拆除后才能合攏。

(一)邊跨合攏

邊跨合龍段在懸臂端和支架現澆段之間。支架現澆段是相對穩(wěn)定的,而懸臂端在溫度變化、日照、風力等影響下,會發(fā)生軸向伸縮、豎向撓曲及水平向偏移變形。在預應力鋼筋張拉之前,尤其是混凝土澆筑早期,這些變形可能導致合龍段混凝土開裂,施工工藝應保證合龍段適應這些變形,避免裂縫的出現。

為了保證合龍段混凝土澆筑并達到強度期間懸臂端和支架現澆段之間的相對位置不發(fā)生變化,抵抗溫度升高使得懸臂縱向伸長產生的壓應力等的作用,合龍前要焊接頂底板剛性支撐裝置及剪力撐裝置;還要張拉臨時預應力鋼筋以抵消兩端因溫度降低而縮短所產生的拉應力,這樣通過設置承受壓力及拉力的裝置使合龍段混凝土得到保護。

合龍段位置設于支架現澆段和懸臂端之間的掛籃上,支設模板時與兩端澆筑成型的混凝土加緊,保證接口的平整滑順。

(二)中跨合攏

中跨合龍段是兩個中間墩懸臂澆筑梁段的合龍,由于兩邊均為懸臂段,溫度等外界因素的影響會更加顯著。合攏前將一側掛籃后退,合攏位置另一側掛籃前進,利用掛籃合攏。

中跨合攏的具體措施與邊跨合攏段基本相同。

(三)施工流程

掛籃前移就位→頂、底板剛性支撐安裝→剪力撐安裝焊接→穿臨時束→撐緊剛性支撐→張拉臨時束→混凝土澆注→混凝土的養(yǎng)護達強度的80%→拆除體外支撐→張拉永久鋼束→拆模及其它。

(四)施工要點

1.合攏段混凝土澆筑時間應選在日氣溫較低,溫度變化幅度較小時鎖定并灌注合攏段混凝土。

2.全橋必須同時均衡對稱合攏。

3.合攏處剛性支撐的設計和臨時束的張拉力必須嚴格按設計要求實施。剛性支撐鎖定時間根據連續(xù)觀測結果確定,要求在梁體相對變形最小和溫度變化幅度最小的時間區(qū)間內,對稱、均衡、同步鎖定。

4.合攏施工時,不宜引起該段施工的附加應力,因此,在澆筑過程中需要調整兩懸臂端合攏施工荷載,使其變形相等,避免合攏段產生豎向應力。調整懸臂端合攏施工荷載,可設置水箱,注水調整。

5.合攏段混凝土宜比梁體提高一個等級,并要求早強,最好采用微膨脹混凝土,并需做特殊配比設計。

6.連續(xù)預應力筋的張拉順序應按照設計的規(guī)定,一般為先頂板后底板再腹板,先長束后短束,并對稱實施張拉。

7.在合攏以前應對箱梁頂面標高及軸線進行聯測,并連續(xù)觀測氣溫變化及梁體相對標高的變化和軸線偏移量,觀測合攏段在溫度影響下的梁體長度變化,以確定合攏時間,并為選擇合攏臨時鎖定方式提供依據。

8.合攏段混凝土灌注完成后養(yǎng)生期間,要做好合攏段的降溫工作。常用的降溫措施有:梁頂面灑水降溫,梁側噴水降溫,箱梁內灑水及通風降溫。

9.當合攏段混凝土達到設計要求的強度后,應解除另一端的支座臨時固結約束,完成體系轉換。解除臨時固結約束后,應注意觀察永久支座的下沉量,并做好記錄,以校核轉換效果。

參考文獻:

[1]張繼堯、王昌將編,懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)梁橋(梁橋類)/中國現代公路橋梁技術叢書,人民交通出版社,2004年03月.

[2]雷俊卿主編,橋梁懸臂施工與設計,人民交通出版社,2000年05月.

[3]閆志剛主編,鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支梁橋結構設計,機械工業(yè)出版社,2009年01月.

作者簡介:

李學平(1971-),男,漢族,山西省臨縣人,中級職稱,研究方向:橋梁工程。