某特大桥悬灌连续梁施工技术

2015-12-06宋长富安徽省海通建设集团有限公司安徽合肥230088

安徽建筑 2015年4期

宋长富（安徽省海通建设集团有限公司，安徽合肥 230088）

1 工程概况

某特大桥全长1324.49m，桥梁上部部分采用2（64+112+64）m、2（40+64+40）m两处预应力混凝土连续梁和后张法预应力T型简支梁结构。设计行车车速120km/h。2（64+112+64）m预应力混凝土连续箱梁是该桥的重点控制段。该段箱梁位于15号～18号墩间直线段,全长241.6m。箱梁结构为单箱单室变高度，直腹板箱形截面；左幅桥面宽11.50m，右幅桥面宽11.20m；其中112m跨连续梁0#块箱室高8.8m；除0#块外分左、右各13段分别浇筑而成。纵断面箱底曲线段为二次抛物线型。64m跨连续梁0#块箱室高5.2m；除0#块外分左、右各10段分别浇筑而成。纵断面箱底曲线段为二次抛物线型。悬臂灌注箱梁跨中横断面如图1所示。

图1 悬臂灌注箱梁跨中断面图（单位：cm）

2 悬灌连续梁施工方法

2.1 设计计算

包括A0段斜支撑托架计算、挂篮计算、支架模板计算等。

2.2 施工工艺流程

全桥箱梁共分为5段浇筑：A0为墩顶梁段，A1-13及B1-13为由AO段向两侧对称分段浇筑部分，D1为主梁跨中的合拢段，A14-15段是跨中配重后的施工段。

施工顺序：主墩施工，安装临时斜支撑，搭设A0托架→AO施工→安装挂篮，A1及B1段施工→挂篮移位→循环A2-13及B2-13段施工→挂篮在循环施工中，安装中跨临时刚性连接构件→现浇跨中D1，跨中安装配重水箱→挂篮继续向两端移动→施工A14-15段→张拉所有剩余预应力索，拆除主墩临时支座，进行桥面施工。

悬臂浇筑分段示意图见图2所示。

图2 悬臂浇筑分段示意图

2.3 施工过程

2.3.1 A0梁段施工

因箱梁与墩身铰接，故A0施工时，将A0段与桥墩固结。制作安装钢托架，以便支立0#块外侧模桁架。按照托架模板装配图进行0#块底模安装，托架采用型钢焊接，承受荷载后弹性变形和非弹性变形很小，因此不再进行预压处理。所有受力杆件采用Q235材质的型钢，各力学指标能够满足施工要求。0#钢托架见图3所示。

2.3.2 支座安装与拆除

正式支座：现浇箱梁主墩顶支座采用GTQZ球型橡胶支座，安装前先复核垫石位置、标高，符合要求后方可进行支座安装。

图3 0#钢托架示意图

临时支座：在每个墩顶设置4个临时支座，结构为C50混凝土。

临时固结支座拆除：边跨现浇直线段浇筑后，完成张拉所有预应力钢筋及压浆，随后解除墩顶临时固结支座。

A0梁段施工顺序：桁架安装→模板安装→非预应力钢筋→波纹管安装→锚垫板安装→混凝土浇注→混凝土养生。

2.3.3 挂篮的设计与安装

采用8套菱形挂篮进行悬灌箱梁施工，在设计中，严格控制挂篮重量，通过计算优化，每套挂篮及附属设备总重为75t,控制在设计规定的重量80t以内。

菱形挂篮是由主桁架、行走及锚固系统、吊带系统、底平台系统及模板系统等组成。

挂篮安装：挂篮在加工现场试拼检验合格后，将各部件运至施工现场进行拼装；然后通过加载预压挂篮，尽量消除产生的非弹性变形；在悬臂浇筑施工时，应及时考虑挂篮的弹性变形量对梁段施工预拱度的影响。

底平台拼装：主桁架系统安装完毕，检查锚固、连接，按设计要求到位后进行底平台系统安装。在托架钢管立柱上焊接悬臂梁，将底篮前、后横梁吊放到悬臂梁上，用倒链临时固定横梁与悬臂梁；然后将底模吊放到前、后横梁上，连接前横梁吊杆与主桁架横梁吊杆，后横梁与1号段底板预留孔下穿的后吊杆连接，并锚固于l号梁段底板；解除临时倒链，最后安装底平台前端及后端工作平台。

2.3.4 挂篮预压

挂篮安装完后，为验证其系统强度、刚度和稳定性，消除非弹性变形，在桥位进行预压试验。针对挂篮前端挠度及主桁架变形原因，测得构件和力与位移的关系，作为施工时底模板立模和调整标高的依据。依据现场情况，采用重力法砂袋加载，加载重量为A1(B1)段箱梁混凝土重量与挂篮所有构件重量（除主桁架）之和的1.2倍，按设计的60%、90%及120%进行三级加载，由测量结果确定悬灌段预留拱度值。

2.3.5 挂篮移位

挂篮移位步骤：脱开底模、侧模和内模；解松内、外滑道及前、后横梁内、外吊杆，分离侧模、底模及内模与箱梁混凝土，将悬吊稳固在滑道上；接长前端轨道并将走行轨与梁体用腹板内预埋的竖向精轧螺纹钢锚杆锚固；为保证安全，用钢丝绳与竖向精轧螺纹钢临时连接挂篮尾部；解除挂篮主桁架后支点锚固，安装水平顶推千斤顶，对称顶推挂篮前移，随挂篮前移缓慢放松尾部钢丝绳，将底模、侧模、主桁架系统和内模滑梁同时向前移至下一梁段位置。挂篮行走中，为确保结构稳定，及时在顶板和底板预留孔处安装滑道吊点扣架。采取画线吊垂球或经纬仪定线的方式，匀速同步平移，随时掌握挂篮中线与箱梁轴线在行走过程中的偏差，并及时用千斤顶纠正；挂篮就位后，用预埋的锚杆锁定挂篮主桁架后支点，防止挂篮向前滑移。

2.3.6 线形控制

箱梁位于直线段，梁底高程R=264.569 m圆曲线布设。为确保合拢的精度和线形的美观，梁体线形控制分为各节段的标高控制、中线控制、断面尺寸控制。

标高控制：连续箱梁在悬灌时，由于结构自重、预应力施工、施工荷载、挂篮自身结构的变形、气温影响等原因，使悬臂端产生下挠。可以通过合理设置模板的预抬高量(预留拱度值)消除这些影响，使得梁底曲线符合设计曲线要求。目前采用悬灌段预留2.5cm拱度值，效果较好，每段施工后与设计标高的偏差基本控制在5mm以内。

中线控制：利用导线点计算各节块端截面中心点坐标，采用全站仪现场测放。

断面尺寸控制：适当缩小底模和完工节段的搭接长度，利用腹板通气孔，在待浇段适当增加横向对拉杆，保证各节段间接缝的平顺和牢固。混凝土浇筑前应严格复核模板尺寸，确保梁体断面结构的准确。

2.3.7 悬灌施工注意事项

①使用混凝土泵从节段悬臂前端向后端进行一次灌筑，一个墩上的2个悬臂梁块同时对称灌筑，不平衡重不得大于8t。

②在梁段各节段混凝土灌筑前，应认真核对、严格检查如下要素：挂篮中线；底模标高；纵、横、竖三向预应力束孔道；钢筋、锚头、人行道及其他预埋件的位置。

③为减少接缝、保证混凝土浇筑质量，每个梁段采用混凝土一次灌筑成形，浇筑顺序为底板→腹板→顶板。混凝土浇筑从挂篮前端开始，以使挂篮的微小沉降变化大部分完成，避免新、旧混凝土间产生裂缝。

④各节段预应力束孔道灌筑前，在波纹管内插入硬塑料管作衬垫，防止压瘪孔道。

⑤在挂篮上设置雨棚或采取遮盖措施，及时养护混凝土，避免日晒雨淋，保证施工设施，提高作业效率，保证施工质量。

⑥梁段灌筑完毕，立即用通孔器检查孔道，及时处理因漏浆等情况出现的堵管现象。

2.3.8 拆除挂篮结构

箱梁悬臂浇筑梁段施工完成后，对挂篮结构进行拆除。首先在最后浇筑梁段的位置按拼装时的相反顺序拆除挂篮的底篮和模板系统，然后将挂篮主桁架后退到墩顶位置，按拼装时的相反顺序拆除挂篮主桁杆件。挂篮的拆除在T构的两悬臂端对称进行，使T构平衡受力，保证施工安全。

2.3.9 合拢段

合拢中跨D1段，结构由双悬臂状态变成两端悬臂状态。在顶板及底板相应位置预埋地脚螺栓。合拢段支架平台搭设完毕后，进行合拢段临时刚性连接，即安装纵向工字钢连接件。要求钢材的钢号为16Mnq，工字钢的长度可根据合拢段实测长度作适当的调整，螺母与工字钢栓接处须设置楔形垫圈，缀板与工字钢焊缝高度大于6mm。之后进行合拢段施工。中跨D1段合拢采用单个挂篮吊架施工。