谈现浇悬灌工艺在通建大桥施工中的应用

2012-11-05胡德晶

山西建筑 2012年9期

胡德晶

(中铁三局集团第五工程有限公司，山西晋中 030600)

1 工程概况

玉蒙铁路通建大桥(DK79+465)位于建水县境内，跨越通建高速公路，全长255.25 m，其主跨采用一联(40+64+40)m预应力混凝土连续梁跨越通建高速公路。连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面梁，梁体全长145.2 m。梁体按全预应力设计，纵向、竖向设预应力。

2 挂篮及模板体系的确定

通过研究图纸及进行荷载计算，确定本桥连续梁采用轻型三角挂篮悬灌施工。三角挂篮构造主要由主梁系、外模系、内模系、底模系等组成，每个挂篮总重不超过30 t，小于设计允许值。

主梁系:由前、后横梁，主梁，塔柱等组成。

外模系:由外模，外滑梁，托架滚轮及吊杆组成。外模采用分体式，支撑在两个外滑梁上，通过拉筋与两块内模相连。外滑梁一端则通过锚杆吊于前横梁上，另一端通过锚杆吊在桥面预留孔洞上。

内模系:由6片内桁架，内滑梁及内滑梁滚轮等组成。采用组合钢模拼装而成，通过拉筋与外模相连形成整体。顶板底模则作用于内桁架上，内桁架支撑在内滑梁上。内滑梁前端通过锚杆吊在前横梁上，后端吊在桥面预留孔洞上。

底模系:由前托梁，后托梁，纵梁及吊架等组成。模板由定制钢模按设计尺寸制作而成。后托梁通过两个锚杆锚固在已成梁段底板上，外侧通过两个锚杆吊在后横梁上，前托梁通过三根锚杆吊在前横梁上。

本挂篮全部斜拉锚杆及吊装锚杆均采用Φ25高强精轧螺纹钢筋。

3 梁体悬灌施工方法及工艺

连续梁施工步骤为:先在墩顶灌注临时支座和焊接托架，在托架上灌注0号段及边跨10号段，再通过挂篮行走对称向两侧顺序灌注1号～7号梁段，形成两个独立T构，然后合龙中跨，形成一个Π形，最后再施工8号梁段及边跨合龙段，形成连续梁。

3.1 墩顶0号段施工

1)预埋托架及托架预压。在进行墩身和墩帽施工时，预埋4根Ⅰ40工字钢和4块20 mm钢板。进入0号段施工前将4根Ⅰ40工字钢与墩身预埋钢板用电焊连接，形成托架;焊接完成后，对托架进行预压，经计算托架一端预压重量为27.3 t，通过预压后对预压前后标高进行对比，标高无明显变化(3号墩0号段大里程侧为2 mm，小里程侧为1 mm)，托架符合承重要求。

2)安装0号段梁体底模，并根据设计院提供的标高预抬值调整底模标高和梁体中线放样，符合要求后开始拼装侧模、绑扎钢筋、安装波纹管、拼装内模，完成后再次对梁体标高和中线进行复测。

3)浇筑0号段梁体混凝土。浇筑过程中严格控制混凝土的和易性、坍落度以及振捣质量。

4)张拉和压浆。由于0号段为第一次张拉，张拉前对张拉设备进行了标定，各项技术数据进行了仔细的检查核对，符合要求后方允许张拉。张拉时以控制张拉应力为主，以伸长量作为复核。张拉程序采用10%控制应力、20%控制应力、100%控制应力(持荷5 min)，在张拉过程中，密切观察各张拉设备的工作状态，并将张拉伸长量与设计伸长量进行对比，符合要求后进入下根钢绞线张拉。

5)拆除0号段模板支架，拼装1号段挂篮并进行挂篮静载试压。在两侧挂篮底板上各预压梁段最大重量52 t，通过预压后对预压前后挂篮端头标高进行对比，玉溪侧沉降3 mm，蒙自侧沉降5 mm，挂篮无明显变形，各锚杆受力均正常，挂篮满足施工要求。

3.2 跨中1号～7号段施工

1)行走挂篮和挂篮就位。行走挂篮时采用千斤顶顶起主梁，用导链向前慢慢移动挂篮滑道，落实主梁，用千斤顶将主梁沿着滑道方向向前移动，如此反复，直至移动到所需位置为止。挂篮行走作业时必须始终保持2根以上锚杆与梁体连接;行走前必须将挂篮上所有松散物全部清除，防止坠落。挂篮行走完成后，由技术室对挂篮标高和轴线位置进行就位，模板安装允许误差:梁段长:±5 mm;梁段宽:±10 mm;梁段高:±10 mm;顶板厚:±5 mm;腹板厚:+5 mm，-0 mm;底板厚:±5 mm;腹板垂直度:3%;底板底标高:±5 mm。2)挂篮就位完成后，开始绑扎梁体钢筋、波纹管、竖向预应力筋、拼装内模，完成后再次对梁体标高及中线进行复核。3)梁体混凝土浇灌。浇筑过程中严格控制混凝土的和易性、坍落度以及振捣质量。4)张拉预应力钢绞线及压浆。

3.3 合龙段施工

3.3.1 中跨合龙施工

当3号、4号两墩7'号梁段对称施工完成后，开始施工中跨合龙段，即8'号梁段。

1)在完成合龙段梁体的挂篮安装后，测量合龙段梁体中线及两侧端头标高。当两侧高差不满足合龙要求时，须在标高稍高侧的7'号梁段端头给予适当配重，配重重量根据两侧高差大小确定，但是不能超过11.5 t(即合龙段梁体的一半重量)。

2)在进行跨中合龙段支架模板及钢筋安装施工时，采用现有挂篮构件拼装合龙段梁体的侧模、顶模及底模。在安装梁体钢筋过程中，将全桥纵向钢绞线预先穿束，穿束完成后，将中跨合龙段波纹管包覆于钢束外侧，波纹管切口处必须密封严密，管体定位筋适当加密，防止混凝土浇筑过程中造成波纹管位移和挤压。模板加固支撑牢靠后，选取N17，N18纵向预应力筋各2根作为锁定束，并上下交替张拉到设计应力的20%以锁定合龙支架。同时安装焊接Ⅰ40工字钢，先焊接标高较高的一端，在浇筑混凝土前半小时完成另一端的焊接，即完成合龙段的锁定(注意:在锁定之前必须完成合龙段的配重)。

3)在浇筑混凝土之前必须对7'号段的端头混凝土表面凿毛干净，并用清水冲洗、润滑。锁定完成后，开始浇筑合龙梁段混凝土，浇筑时间必须选在一天最低气温段内。混凝土浇筑过程中，严禁任何碰撞梁体的行为，以保证与原梁体混凝土紧密结合，防止混凝土出现裂缝。并在浇筑过程中，边浇筑混凝土边逐渐减小7'号梁段端头配重。混凝土浇筑完成并待混凝土终凝(约2 h)后，必须派专人定时为梁体混凝土洒水养护，每30 min洒水一次且保证混凝土表面湿润，保证不因混凝土收缩使梁体产生裂缝。

4)待合龙段混凝土达到90%强度并不小于5 d龄期后，补充张拉N17，N18纵向预应力钢束到设计应力值，再张拉N19，N20纵向预应力钢束。张拉完成后，拆除中跨侧的4个临时支座，然后拆除合龙段施工时的临时构件。

5)张拉该处段块的所有竖向预应力筋。

3.3.2 边跨合龙施工

1)中跨合龙完成后，开始悬灌梁体的8号块施工，要求两侧8号块同时施工。拼装8号块挂篮和模板、绑扎钢筋等，待经监理、技术检查合格后，开始浇筑8号块混凝土。在浇筑过程中，为平衡边跨8号块梁段的重量，须在中跨两侧7'号梁段端头各配置重量为40 t的实体。在增加与减少配重过程中，必须循序逐步进行，不得一次性到位，防止梁体受力突变。

2)边跨合龙施工，采用挂篮部分构件拼装合龙段支架，并在支架上拼装梁段模板、绑扎钢筋等施工;加固、安装作业完成后，选取N24，N25各2根纵向预应力钢束为锁定束，上下交替线拉至设计应力的20%以锁定合龙支架;支架锁定后，将4根锁定用Ⅰ40工字钢与梁体预埋钢板焊接牢靠。开始浇筑合龙梁段混凝土，浇筑时间必须选在一天最低气温段内。混凝土浇筑过程中，严禁任何碰撞梁体的行为，以保证与原梁体混凝土紧密结合，防止混凝土出现裂缝。混凝土浇筑完成并待混凝土终凝(约2 h)后，必须派专人定时为梁体混凝土洒水养护，每30 min洒水一次且保持混凝土表面湿润，保证不因混凝土收缩使梁体产生裂缝。

3)待合龙段混凝土达到90%强度并不小于5 d龄期后，补充张拉N24，N25纵向预应力钢束至设计应力，拆除边跨侧的4个临时支座，然后拆除合龙施工时临时构件。

4)张拉并锚固中跨底板束N21，N22，N23，边跨底板束 N26，N27，N28，N29，顶板束 N16。

5)张拉剩余段所有竖向预应力筋。

6)撤除中跨处所有配重。

4 梁体体系转换及配重示意图

1)第一步:测量两侧7'号梁段端头标高。若两侧标高不符合设计及规范要求，则在标高较高一侧配重W1，W1根据高差大小确定且 W1＜11.5 t。

若符合要求则直接进入第二步。

2)第二步:待纵向预应力钢束张拉完成后，拆除中跨侧临时支座，由此全联完成“TT”向∏结构体系转换(见图1)。

3)第三步:浇筑8号梁段混凝土前，为平衡中跨合龙段8号梁段重量，须在两侧7'号梁段端头配重W3=8号梁段重量=40 t，在浇筑合龙梁段混凝土过程中，逐渐增加配重，直至达到40 t为止。

4)第四步:浇筑两侧边跨合龙梁段混凝土，待梁段预应力钢束及预应力张拉完成后，撤除中跨7'号梁段配重W3。至此整个梁体施工完毕。

5 轻型三角挂篮优缺点总结

三角挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上，将受力主桁架改为三角形组合梁结构，其总体方案如图1所示。由于其斜拉杆的作用，大大降低了主梁弯矩，因此使得该型挂篮结构简单、杆系少、受力明确。同时，该挂篮台以较方便设置中横梁，以采取一次走行到位方式。三角式挂篮各杆件之间通常用铰销连接，工作系数一般在0.3～0.6之间，具有重量轻的优点。

当然该型挂篮亦有不足:主桁架纵梁通常是受压构件，如果纵梁过长，会使得长细比过大，水平分力(压力)大，容易导致压弯失稳，因此悬灌重量和节段长度受限制，一般不宜大于4 m。