特大橋連續(xù)梁懸臂灌注施工探討
2017-10-30
引言
懸臂澆筑法是一種廣泛應用的預應力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法，它是以已經(jīng)完成的墩頂段（通常稱“0號塊”）為起點，通過懸吊的掛籃從立模、澆筑混凝土、張拉預應力鋼筋，逐段對稱地向兩側(cè)跨中合攏，形成整橋。
1. 懸臂澆筑法施工預應力混凝土連續(xù)梁橋的特點
（1）預應力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有利于懸臂施工。施工時的預應力筋張拉既是施工時的臨時需要，又是成橋后的結(jié)構(gòu)受力筋；
（2）作為無支架施工，有利于通航河流建橋、有利于深山峽谷之間建橋、有利于城市立交建橋，不妨礙橋下凈空，不影響橋下交通；
（3）有利于節(jié)省施工費用，降低工程造價。因為掛籃結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，逐段澆筑混凝土無需大型吊裝設(shè)備；
?。?）有利于施工作業(yè)，加快施工進度。每個節(jié)段施工（包括立模、鋼筋綁扎、管道定位、混凝土澆注、預應力張拉、管道壓漿等）均在掛籃內(nèi)進行，掛籃可設(shè)頂棚和養(yǎng)生設(shè)備，施工較少受環(huán)境影響，可以保證施工的連續(xù)性，同時每墩至少有兩個工作面平行作業(yè)，幾個墩可同時施工，各作業(yè)面互不干擾，施工速度較快，施工進度有保證。
2. 懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)梁橋施工
2.1掛籃
預應力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工掛籃國內(nèi)早期大多采用平行桁架式掛籃，隨著建橋工程的發(fā)展，掛籃形式出現(xiàn)多樣化，掛籃結(jié)構(gòu)越來越輕型；受力越來越合理；施工越來越方便；使用也越來越廣泛。平弦無平衡重掛籃由于主桁上部的前后上橫桁吊掛底模平臺抗傾覆，故可取消壓重，具有一定優(yōu)點。三角形組合梁式掛籃雖然較平行桁架式掛籃輕，但仍需一定量的壓重，因此掛籃總重與梁段重之比的指標也不低。這種掛籃還可適應彎箱梁橋懸臂澆筑施工。
2.2支架與模板
懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)箱梁橋一般采用掛籃懸臂澆筑和在支架上現(xiàn)澆梁端節(jié)段相結(jié)合的施工方法。支架的拼裝與拆除，必須嚴格遵守施工規(guī)范和設(shè)計的規(guī)定，并應按照支架設(shè)計圖，安全地進行施工作業(yè)。對支架的拼裝與拆除應注意以下幾點：
?。?）當部分模板與支架要先期拆除時，必須考慮荷載重分布對支架影響。
?。?）邊跨合攏時在支架與梁底之間產(chǎn)生較大摩阻力，要求在澆筑混凝土前應確保支架與梁底之間能相對滑動。目的使邊跨合攏時現(xiàn)澆段能隨懸臂澆筑段自由伸縮，避免在混凝土內(nèi)產(chǎn)生過大的拉應力。尤其在支架剛度比較大時，支架不能隨梁體共同變形，則在梁體混凝土內(nèi)將受到很大拉力。
?。?）當施加預應力時，若支座不滑動，或者梁不能在支架上滑行，或者支架對梁的滑動有阻力約束梁的伸縮，就不可能將規(guī)定的張拉力施加給梁上。
（4）在施加預應力時，還要注意支架的反彈高度，若支架的彈性升高很大，不僅支架很難拆除，而且梁體還要受到支架產(chǎn)生的向上的力的作用，在施加預應力的同時，有時要采取支架下降的措施。
模板使用必須能使混凝土構(gòu)件尺寸準確，澆筑成型的表面光滑，便于周轉(zhuǎn)，并且是作業(yè)安全的材料。使用的模板有木模板、膠合板和金屬模板等。
2.3混凝土澆筑
懸臂澆筑施工一般分為4大部分：0號段為墩頂梁段（一般為5-10m），對稱懸澆段（可分為若干段，一般每段3-5m），邊孔支架現(xiàn)澆段（一般為2-3個懸澆分段長）和合攏段（一般為1-3m）。
邊孔支架現(xiàn)澆段，支架可在墩旁邊搭設(shè)臨時支承平臺，采用滿堂支架或采用萬能桿件、貝雷架等拼裝，在其上進行分段澆筑?，F(xiàn)澆段的澆筑順序是靠近邊墩的先澆，逐段向合攏段靠攏，以便逐漸調(diào)整現(xiàn)澆段各梁段標高，使合攏口現(xiàn)澆段與懸臂端高差不致過大。墩頂段的0號塊結(jié)構(gòu)復雜，混凝土澆筑施工尤須注意。無論是采用托架或臨時支架現(xiàn)澆0號塊混凝土，由于支架和托架的彈性、桿件連接處有縫隙、地基有沉降等因素，可能使支架和托架下沉，引起混凝土梁段出現(xiàn)裂縫。因此，在混凝土澆筑以前，應對托架或支架進行試壓。試壓方法可反復采用水箱灌水多次加壓，或用千斤頂張拉加壓的錨繩等，以消除非彈性變形。測出彈性變形值，為外側(cè)模預留高度提供參數(shù)，并檢驗托架是否安全。0號塊混凝土澆筑視其結(jié)構(gòu)型式及高度，一般分二層澆筑或三層澆筑。施工縫留在底板梗肋以上或腹板承托以下20cm處。底板及腹板混凝土均采用串筒入模分層澆筑。待0號塊混凝土達到規(guī)定的設(shè)計強度后，即進行預應力筋張拉，其順序一般是先橫向，再縱向，后豎向；縱向索對稱中線張拉；先腹板后頂板，先下后上，先長索后短索；張拉后及時壓漿，以免力筋松弛造成預應力損失。
2.4合攏段施工要點
?。?）在合攏前應對箱梁頂面標高及軸線進行聯(lián)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。連續(xù)觀測時間不少于48h，觀測間隔根據(jù)溫度變化和梁體構(gòu)造而定，一般可間隔3h觀測一次。
?。?）全橋必須同時均衡對稱合攏。必須清除T構(gòu)件上不必要的施工荷載；T構(gòu)件上的施工荷載應處于相對平衡狀態(tài)，合攏時也必須對稱同步進行，避免在合攏段端部造成相對變形，產(chǎn)生剪力差變位，影響產(chǎn)生次應力和合攏精度。
?。?）合攏口剛性支撐的設(shè)計和臨時束的張拉力必須嚴格按設(shè)計要求實施。
?。?）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(diào)整兩懸臂端合攏施工荷載，使其變形相等，避免合攏段產(chǎn)生豎向應力。調(diào)整懸臂合攏施工荷載，可設(shè)置水箱，注水調(diào)整。
?。?）合攏段混凝土宜比梁體提高一個等級，并要求早強，最好采用微脹混凝土，應做特殊配合比設(shè)計。
（6）合攏段混凝土澆筑時間應選在日氣溫較低，溫度變化幅度小的時間區(qū)內(nèi)進行。澆筑完成后，時值氣溫開始上升為宜。注意混凝土在澆筑時振搗和澆筑完成后的養(yǎng)護，以防產(chǎn)生早期裂縫。
?。?）當合攏段混凝土達到設(shè)計要求的強度后，應解除另一端的支座臨時固結(jié)約束，完成體系轉(zhuǎn)換。解除臨時固結(jié)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(zhuǎn)換效果。
（8）連續(xù)預應力筋的張拉順序應按照設(shè)計的規(guī)定，一般先頂板后底板再腹板，先長束后短束，并對稱實施張拉。
2.5結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換及支座反力調(diào)整
預應力混凝土連續(xù)梁采用懸臂澆筑施工時，梁的結(jié)構(gòu)形式要由靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為超靜定結(jié)構(gòu)。由于梁體在施工過程中及連續(xù)后所產(chǎn)生的內(nèi)力是不平衡的，以及施工荷載和體系轉(zhuǎn)換對梁體受力影響亦比較大，因此，有時有必要對支座進行反力調(diào)整。以桂林漓江橋為例，臨時支座設(shè)置在托架上，每墩4個，采用2500kN盆式橡膠支座作為懸臂澆筑中的平衡支點。因此，在懸臂澆筑中受力很大，為防止其受力不勻使箱梁產(chǎn)生較大的彎曲和扭轉(zhuǎn)，在0號塊張拉和壓漿完畢，對支座進行反力調(diào)整。
2.6預應力張拉和孔道灌漿
施加預應力的方式很多，包括一端張拉、兩端張拉、對稱張拉、超張拉、分批張拉、分階段張拉、分段張拉和補償張拉等。豎向孔道壓漿一直存在效果不理想的問題，包括進漿不通、壓漿不飽滿、壓漿起不到粘結(jié)、握裹作用等。為此應盡量改進壓漿工藝的方案，如：確保豎向壓漿管道暢通無阻，并在張拉端設(shè)置持壓裝置。在兩頭錨墊板上焊接一節(jié)長6cm的鋼管，以增強錨墊板的承壓剛度，將豎向筋的波紋管固定在鋼管內(nèi)，并用膠布密封。在固定端管旁焊一節(jié)小鋼管，將壓漿塑料管插入，并使進漿管牢固。上面錨墊板上斜鉆一孔，與管內(nèi)相通，作為排漿口排漿孔，并插一根小塑料管引出來，塑料管長80cm作為持壓長度，張拉錨固后，用高標號混凝土密封張拉端。
參考文獻：
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[2]張立.某大橋掛籃懸臂澆筑施工關(guān)鍵技術(shù). 中國高新技術(shù)企業(yè)，2010（13）
