浅谈悬臂施工法

卓春波,马元春

(1.黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司;2.黑龙江省广通公路工程有限公司)

1 悬臂施工法特点

(1)在跨间不需要搭设支架。在施工过程中,施工机具和人员的重量全部由墩台和已建的梁段承受,随着施工的进展,悬臂逐渐延伸,机具设备也逐步移置于梁端,始终无需用支架自下对梁作支撑。

(2)能减少施工设备,简化施工工序。应用悬臂施工法易于做到施工时的受力与桥梁建成后的受力尽量一致。

(3)多孔结构可同时施工,加快施工速度。

(4)悬臂施工法充分利用预应力混凝土悬臂结构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,使桥梁的跨越能力提高。

(5)悬臂施工可节省施工费用,降低工程造价。

2 悬臂拼装施工

2.1 块件预制

(1)预制方法

箱梁块件通常采用长线浇筑或短线浇筑的预制方法。桁架梁段则采用卧式预制方法。

(2)定位器和孔道形成器

设置定位器的目的是使预制梁块在拼装时能准确而迅速地安装就位。有的定位器不仅能起到固定位置的作用,而且能承受剪力。这种定位装置称抗剪楔或防滑楔。

块件预制时除注意预埋定位器装置外,尚须注意按正确位置预埋孔道形成器和吊点装置(吊环或竖向预应力粗钢筋)等。

2.2 块件运输

(1)场内运输

当存梁场或预制台座布置在岸边,又有大型悬臂浮吊时,可用它直接从存梁场或预制台座将块件吊放到运梁驳船上浮运。

当预制底座垂直于河岸时,存梁场往往设于底座轴线的延长线上。此时,块件的出坑和运输一般由预制场上的龙门吊机担任,块件上船也可用预制场的龙门吊机。

预制底座平行于河岸时,场内运输应另备运梁平车进行。栈桥上也必须另设起重吊机,供运块件上船。

块件的运输,当预制场与栈桥距离较远时,应首先考虑采用平车运输。起运前要将块件安放平稳。底面坡度不同的块件要使用不同厚度的楔形木来调整。块件用带有花篮螺丝的缆索保险。

当采用无转向架的运梁平车时,运输轨道不能设平曲线,纵坡一般应为平坡。当地形条件限制时,最大纵坡也不得大于 1%,下坡运行时,平车后部要用纲丝绳牵引保险,不得溜放。

块件的起吊应该配有起重扁担。每块箱梁四个吊点,使用两个横扁担用两个吊钩起吊。如用一个主钩以人字千斤起吊时,还必须配一根纵向扁担以平衡水平分力。

(2)块件装船

块件装船在专用码头上进行。码头的主要设施是施工栈桥和块件装船吊机。栈桥的长度应保证在最低施工水位时驳船能进港起运。栈桥的高度要考虑在最高施工水位时栈桥主梁不应被水淹。栈桥宽度要考虑到运梁驳船两侧与栈桥之间需有不少于 0.5m的安全距离。栈桥起重机的起重能力和主要尺寸(净高和跨度)应与预制场上的相同。

(3)浮运

浮运船只应根据块件重量和高度来选择。可采用铁驳船、坚固的木趸船、水泥驳船或用浮箱装配。

为了保证浮运安全,应设法降低浮运重心。开口舱面的船应尽量将块件置于船舱底板。必须置放在甲板面上时,要在舱内压重。

块件的支垫应按底面坡度用碎石子堆成满铺支垫或加设三角形垫木,以保证块件安放平稳。块件一般较大,还需以缆索将块件系紧固定。

2.3 悬臂拼装

(1)悬臂拼装方法

预制块件的悬臂拼装可根据现场布置和设备条件采用不同的方法来实现。当靠岸边的桥跨不高且可在陆地或便桥上施工时,可采用自行式吊车、门式吊车来拼装。对于河中桥孔,也可采用水上浮吊进行安装。如果桥墩很高、或水流湍急而不便在陆上、水上施工时,就可利用各种吊机进行高空悬拼施工。

(2)接缝处理及拼装程序

梁段拼装过程中的接缝有湿接缝、干接缝和胶接缝等几种。不同的施工阶段和不同的部位,将采用不同的接缝形式。

(3)穿束及张拉

①穿束

T型刚构桥纵向预应力钢筋的布置有两个特点:较多集中于顶板部位;钢束布置对称于桥墩。因此,拼装每一对对称于桥墩块件用的预应力钢丝束须按锚固这一对块件的长度下料。

②张拉

钢丝束张拉前要首先确定合理的张拉次序,以保证箱梁在张拉过程中每批张拉合力都接近于该断面钢丝束总拉力重心处。

2.4 预应力悬臂桁架梁的悬拼

(1)纵向分块和拼装方案。

(2)横向组拼方式

在桥的横断面方向上,也有不同的组成方式。有由两片以上平行的桁架片节段用横向联结系联成整体后再拼装的,也有各片节段挨次平行地拼装然后用横向联结系构件联成整体的,也有在拼装的过程中将上、下弦分别横向联成整体的板而腹杆采用较细的构件,如澳大利亚的利普桥。

预应力悬臂桁架梁利用布置在上弦构件的预应力筋(束)悬拼。预应力筋(束)一般为明槽筋(束)。构件之间的接缝或接头除根部第一节间与墩顶间采用湿接缝定位外,其他一般为胶接缝。需调整悬拼挠度时也可设湿接缝。调整挠度处理方法与箱梁T构同。

预应力桁架T构悬拼用的吊机设备种类也与预应力箱梁T构悬拼时相同。

2.5 合拢段施工

(1)采用平衡重。

(2)采用两悬臂端部分批交替架梁,以尽量减少墩柱所受的不平衡力矩。

用悬臂施工法建造的连续刚构桥、连续梁桥和悬臂桁架拱,则需在跨中将悬臂端刚性连接、整体合拢。这时合拢段的施工常采用现浇和拼装两种方法。现浇合拢般预留1.5～2m,在主梁标高调整后,现场浇筑混凝土合拢,再张拉预应力索筋,将梁连成整体。节段拼装合拢对预制和拼装的精度要求较高,但工序简单,施工速度快。