试论预应力连续梁桥的悬臂浇筑施工质量控制

　　摘要：近几年，随着我国桥梁事业的不断发展，连续梁桥的施工方法得到了较大的改善和发展，施工监控得到广泛的重视和提高。论文在总结预应力连续梁桥悬臂施工法，以阿联酋阿瓦达大桥为工程背景，对多跨大联预应力混凝土连续梁悬臂浇筑的施工工艺和监控进行较为全面的分析研究。
　　关键词：预应力连续梁桥，悬臂浇筑施工，质量控制
　　
　　桥梁的施工技术是桥梁技术的重要组成部分，而且往往是大桥建设的关键技术。桥梁的施工方法，除要考虑施工技术设备和现场环境条件等因素外，还与桥梁结构特点密切相关。不同的施工方法，在各阶段施工过程中的内力是不同的，有时结构设计往往由施工内力所控制，所以施工方法、施工内力与变形的研究应当成为桥梁建设所关注的焦点，在大桥建设过程中予以充分的重视。悬臂施工法不需大量施工支架和临时设备，不影响桥下通航、通车，施工不受季节，河道水位的影响，并能在大跨径桥上采用，因此得到广泛的使用。悬臂浇筑的施工方法是大跨连续梁桥的主要施工方法。
　　
　　1预应力连续梁桥悬臂施工法概述
　　悬臂施工法是在已建成的桥墩上，沿桥梁跨径方向对称逐段施工的方法。它不仅在施工期间不影响桥下通航或行车，同时密切配合设计和施工的要求，充分利用了预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，提高了桥梁的跨越能力。悬臂施工法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉预应力筋，移动机具、模板继续施工。预应力混凝土连续梁桥采用悬臂施工的方法需在施工中进行体系转换，即在悬臂施工时，结构的受力状态呈T形刚构，悬臂梁，待施工合拢后形成连续梁。因此，在桥梁设计中要充分考虑施工过程的应力状态；要考虑由于体系转换及其他因素引起结构的次内力。为使施工受力与运营状态结构的受力尽量吻合，通常用悬臂施工的连续梁桥选取变截面梁。预应力混凝土连续梁桥在悬臂施工时，由于墩梁铰接而不能承受弯矩，因此，施工时要采取措施临时将墩、梁固结。待悬臂施工至少一端合拢后恢复原结构状态，这是连续梁采用悬臂施工法的一个特点。悬臂浇筑是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝上，待混凝土达到一定强度后张拉预应力束，移动机具模板(挂篮)继续悬臂施工。悬臂拼装是用吊机将预制块件在桥墩两侧对称起吊、安装就位后，张拉预应力束，使悬臂不断接长，直至合拢。
　　2工程概况
　　某大桥为一座多跨长联预应力混凝土连续梁桥，主桥连续梁部分跨径采用58m+6x100m+58m，单箱单室箱形截面。箱梁中线处根部梁高6.0m,跨中梁高2.8m，箱梁顶板全宽16m，厚度为0.28m，设有2%的双向横坡。底板宽度为8m，厚度为0.70-0.23m。悬臂长4m，厚度由端部0.1Scm变到根部0.6m。腹板厚度分别为0.7m,0.60及0.40m，在29-35号桥墩墩顶处设1.2m厚的横隔板，在28，36号墩梁端处设1.0m厚的横隔板，在中跨合拢段处设0.4m厚的横隔板。全长9.502公里。沉水大桥主桥桥长：2266米；桥跨布置：12×20m+18m(先张法简支空心板)+15×50m(预应力混凝土简支T梁)+58m+6×100m+58m(预应力混凝土悬浇连续梁)+5×50(预应力混凝土简支T梁)+13×20m(先张法简支空心板)；桥头接线：长2.22km，按二级公路标准设计，设计速度80km/h，路基宽12m。
　　3连续梁桥的悬臂浇筑施工质量控制
　　3.1主梁0,1号梁段施工
　　每个T构的0#块采用支架现浇。用I36型钢直接铺设在墩顶，作为0#块底模的承重构件，上面铺设I12型钢和86钢板组成整套底模。I36型钢下面垫设调整块以调整底模的标高，并方便底模的拆除。0#块侧模采用整体式钢模，每侧的侧模由两块组成，每个分块侧模吊重不大于5t，方便安装和拆除。
　　(1)托架设置：在墩身适当位置预埋钢板，焊接预先加工好的托架析片，其上先横向后纵向铺设I36工字钢，两层工字钢间设木楔作为模板标高调整用。(2)模板安装：模板采用型钢骨架。(3)钢筋、预应力安装：在底模、外侧模安装验收完成后，即进行钢筋、预应力的安装。在这阶段，尤其要注意预应力安装质量，做到座标准确，平直弯顺，固定措施要牢固可靠，并注意检查管道及接头，杜绝漏浆堵塞管道的问题。(4)砼施工：0,1号梁段结构复杂，腹板较高，预埋件、钢筋、各向预应力钢束及其孔道、锚具密集交错，砼数量较大，决定分两次浇筑：首次浇注底板与腹板砼(包括横隔板)，第二次浇注完成余下的全部砼。(5)预应力张拉：当混凝土现场同期养护试件达到设计强度的80%以上，就可以开始张拉作业。张拉时应按预应力张拉吨位选择适当的配套张拉设备，并按规定的张拉程序完成张拉作业。张拉设备要进行校验，千斤顶在使用超过6个月或200次后，或在使用过程中出现不正常现象，均应重新校定校准，压力表精度不应低于1.5级。张拉程序：三向预应力张拉顺序为先纵向预应力再横向预应力后竖向预应力。每束预应力张拉程序为：开始10%设计吨位(初应力值，作延伸量的标记)1.0控制张拉力，测延伸量持荷5min锚固。
　　3.2挂篮拼装、试压
　　对已有挂篮进行详细检查，发现问题并在车间解决。0,1号梁段施工完成后，即可进行挂篮的拼装。用汽车吊将所需挂篮组件吊至已张拉的0,1号梁段上进行拼装。挂篮的拼装：1)摆设枕木、吊装轨道；2)吊安主钢架；3)吊安前后横析架；4)拉杆及斜撑安装；S)安装C型梁；6)工作平台拼装；7)底模架设；8)箱梁侧模架设；9)安装两侧工作平台；10)翼板底模架设；11)内顶板轨道架设。考虑挂篮安装空间先安装侧端挂篮，将挂篮滑移到位后，再安装另一端挂篮。挂篮拼装完成后，要组织相关人员进行全面细致地检查，合格后即可进行试压工作。试压采用水箱模拟实际施工最不利工况进行，整个试压过程分阶段进行，每阶段安排专人对挂篮进行仔细观察，并进行详细记录。在挂篮试压符合要求后，才允许投入使用。
　　3.3主梁2～15号梁段悬浇施工
　　挂篮拼装试压完成后，即可开始2号梁段施工。完成2号梁段后，分体前移挂篮进行3～15号梁段施工。
　　(1)线型控制：由大桥测量组组织对施工梁段中线和标高测量。工程技术部设置线型控制专项小组根据上述测量成果整理，会同设计、监理应用计算机分析并修正砼的收缩、徐变、龄期和弹性模量差异，并结合设计预拱度值作合理调整确定下一梁段的立模标高，作为现场模板控制的依据。
　　(2)钢筋和预应力束安装：钢筋班按设计文件将钢筋加工成符合要求的半成品，运输至墩位，根据钡筋种类进行现场焊接、绑扎成型。同时安装好波纹管和锚垫板的连接，注意架立筋支撑间距和波纹管接头的处理。
　　(3)砼入模与浇注：砼入模浇注按照底板、腹板、顶板的顺序循环浇筑，待腹板倒角以下砼浇筑完成并适当压模后，再浇筑腹板砼。浇注顶板时，应按先两翼后中间的顺序浇筑。砼振捣采用直径50毫米的插入式振捣器进行振捣，钢筋密集区可换用直径30毫米插入式振捣器进行重点振捣。施工过程中严格控制硷自行落料高度，防止离析。
　　(4)悬浇施工注意事项：
　　①挂篮吊杆精轧螺纹钢为主要承重结构。由于本身材质特性，精轧螺纹钢碰电焊后，其抗拉强度降低很多，故对挂篮的吊杆要注意保护好。②后锚点是防止挂篮倾覆的主要设施，其下端是与竖向预应力筋连接的，连接螺帽要安装好，并且一根主纵梁的后锚点要不少于3根。③挂篮的施工预拱度要根据设计理论挠度参考挂篮试压时的挠度而定。④砼浇筑前由专人检查挂篮后锚点、主析、吊杆的受力状况，并记录备案。⑤浇筑砼时，应自前开始向后浇筑，在浇筑的梁段根部与前一浇筑段接合。
　　3.4边跨现浇段施工
　　边跨现浇段采用搭设钢管桩落地支架现浇。主桥两侧边跨各7m现浇段，采用落地支架施工。由临时墩立钢管桩和钢析架组成落地支架。先成临时桩，直径为150cm钢管桩，用贝雷架作为纵析架。25T汽车吊或浮吊拼装贝雷析架，再在其上铺设型钢并调整。安装箱梁底模和侧模，预压消除沉降和非弹性变形。绑扎钢筋，安装预应力管道，分层浇筑箱梁混凝土。待强后根据施工程序张拉。
　　3.5合拢段施工工艺
　　篮的改型：将挂篮移至合拢段位置，挂篮前底横梁用cp32精轧螺纹钢吊在箱梁上，成为合拢段吊架，以两端简支的方式完成合拢段施工。②水箱配重：利用水箱对称配重，置换合拢段硷的重量。③刚性连接：对各合拢口标高分时段进行连续多天联测，确认满足要求后并在一天中最低温时锁定合拢段刚性连接。④前期束预应力张拉：按设计要求张拉顶板、底板各4束合拢段预应力钢束(张拉至设计吨位的50%，余下50%在合拢段砼达到设计张拉强度后张拉)。⑤模板、钢筋及预应力安装：吊紧固定合拢段吊架，安装箱梁外侧模，分步骤安装好普通钢筋及预应力管道，并相应安装好箱梁腹板、顶板及横隔板内模。⑥砼浇筑：合拢段砼浇筑选择在一天中的最低温度时间进行，目的在于使砼在早期凝结过程中处于升温的受压状态，不使砼出现不利的拉应力。浇注砼同步放出水箱中的水，使合拢段在不变荷载下完成砼的浇筑，并进行跟踪检测，使标高变化控制在5~以内。⑦砼的养护：为避免日照引起砼温升加剧，造成合拢段砼产生收缩裂纹，
　　4结语
　　总之，预应力混凝上连续梁桥在我国发展迅速，跨径也越来越大，桥梁悬臂挂篮施工及桥梁监控也受到了越来越广泛的关注。论文首先介绍了预应力连续梁桥悬臂浇筑施工工艺在连续梁桥施工中的应用，结果表明：主梁结构受力状况良好，且没有出现拉应力，符合设计要求，可以在类似工程中推广使用。
　　参考文献：
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