悬臂桥梁施工工艺在桥梁施工中的应用

2016-12-29中铁十一局集团第四工程有限公司

大陆桥视野 2016年6期

关键词：浇筑悬臂预应力

黄勇/中铁十一局集团第四工程有限公司

悬臂桥梁施工工艺在桥梁施工中的应用

黄勇/中铁十一局集团第四工程有限公司

【摘要】随着桥梁设计样式的创新，悬臂桥梁的应用越来越多，悬臂桥梁的施工工艺也在不断的完善和创新。本文首先说明了悬臂桥梁施工工艺特点，然后结合具体工程案例详细阐述了悬臂桥梁施工工艺在桥梁施工中的应用。

【关键词】悬臂；桥梁；浇筑；合龙段；预应力

一、悬臂桥梁施工工艺特点

所谓悬臂桥梁施工工艺其重点在“悬臂”上，主要适应在跨度较大的预应力混凝土悬臂桥梁、连续钢结构桥等结构上。突出的施工特征就是不需要建立落地支架，不需要大型的起重设备辅助施工，不需要大型的运输设备参与，也不要事先施工支架或者其他临时设备，主要的施工设备就是行走挂蓝。悬臂施工方法从发明到现在，只不过短短的四五十年，之所以能够被广泛地应用，正是因为其具有许多独特的优点:

（1）悬臂浇筑可以减少吊装等程序，一次成型，简化了桥梁施工程序；（2）悬臂施工比较适用于大跨径桥梁，受地形影响小；（3）由于实现机械化和循环重复作业，容易实现连接及中跨合拢；（4）可以适用于多种桥梁类型，如刚架桥、梁式桥、斜拉桥、拱桥等；（5）悬臂浇筑机械化程度高，减少劳动力投入量；（6）淘汰了满堂支架的施工方法，给桥下以较宽敞的净空。

二、悬臂桥梁施工工艺在桥梁施工中的应用

1.工程概况。某桥梁工程横跨在一个V型沟谷上，沟底宽度大概有40m，地势较为复杂，施工难度较大。桥梁结构上部是一个变截面为（46+80+46）m的连续箱梁，箱梁底部梁高为4.5m，高跨比为1:18.04；跨中梁高为1.7m，高跨比为1:45.2，箱梁顶部板厚度为25cm，底部半主要根据两次抛物线的变化情况而定。只在箱梁墩顶的0号块块设置两个横隔板，厚度为50cm，在边跨设置两个横隔板，厚度为80cm，同时应用的是双向型的预应力施工体系。

2.悬臂 0 号块施工工艺。悬臂0号块作为整个桥梁梁体的重要基础，对悬臂桥梁施工质量起着至关重要的作用。悬臂0#块由于具有高度高、重量大等特点，主要设置于桥墩柱顶部，因此不需要进行挂篮施工。0号块浇筑阶段主要分为两部分，而第一部分主要在腹板高度1.5m以下部分进行浇筑。在0号块竖向设置精轧型的螺纹钢，横向设置有精轧型的螺纹钢，而纵向设置有预应力型的钢绞线，同时其顶板纵向也设置有预应力型的钢绞线。为了防止0号块出现偏差，在浇筑前对其对应管道坐标进行了核对和确认。

3.悬臂浇筑施工工艺。悬臂浇筑的主要施工设备挂篮，需利用挂篮进行孔道预留、钢筋绑扎、混凝土浇筑施工和钢绞线张拉等工作。为确保工作安全顺利的进行因，保护人员生命财产安全，务必设计安全有效的防护计划。每幅桥有28块，只对2～8号块进行悬臂浇筑。贝雷片是该大桥挂篮的主桁，每片尺寸为1.5m⋆3m，重量260kg。上下横梁由工字钢焊接而成，内外模分别为组合模板和定型模板。0号块完成张拉施工后，组装且预压挂篮。1号块是悬臂浇筑的第一个阶段，其重要性是不言而喻的，所以需严格控制挂篮位置和标高，以确保全桥质量。若混凝土穿线变形或者挂篮在荷载作用下的变形量变化时，要格外注意控制挂篮标高。若1号块悬臂浇筑完成且达到混凝土等强后，张拉纵向钢绞线，完成张拉后移动挂篮，进行下一号块悬臂浇筑工作。

4.现浇段与合拢段施工工艺。由于该桥梁工程过渡段墩位高度为33m，因此在利用支架来完成现浇段的施工难度较大，所以，可将挂篮作为吊架，并利用挂篮主桁支点设置与过渡段的墩顶上。5号块悬臂桥梁施工与其现浇段同步进行，并在8号块悬臂桥梁施工完成后，对悬臂桥梁边跨进行及时合拢。该桥梁合拢段施工主要分为两个部分，即边跨合拢与中跨合拢。

（1）边跨合拢施工工艺。在悬臂部位设置相应的配置，以保证其混凝土结构稳定性，同时对现浇段影响因素进行有效的控制，尽可能避免在高温情况下施工，当浇筑混凝土实际强度达到设计强度80%以上时，可对其进行预应力的张拉，当张拉完成后，即可将支架及固定装置拆除。通常情况下现浇段部分主要以定型钢模作为其外模，以木模作为其内模，但是由于该桥梁箱梁局部高度不足，内模底板浇筑作业无法进行，所以必须在箱梁内模的前方顶板处设置一个开口进行浇筑，当混凝土浇筑结束后，可将开口封闭。

（2）中跨合拢施工工艺。当边跨混凝土浇筑结束后，该桥梁工程悬臂体系以基本形成，因此，中跨合拢施工主要是在两个悬臂体系间进行混凝土浇筑工作。在浇筑过程中，需对混凝土存在的收缩变化情况进行严密的控制，并避免混凝土收缩裂缝的产生。当合拢段混凝土浇筑完成后，混凝土强度应在设计强度80%以上，并对其钢筋束进行张拉。

三、桥梁施工质量控制

1.原材料控制。施工所用砂子、碎石、水泥及外加剂等应选用同一产地，水泥的选用应采用硅酸盐水泥而应避免采用矿渣、火山灰及粉煤灰水泥。同种规格以保证混凝土强度及弹性模量的稳定性，并应对其按规定频率进行检查试验，并分别堆放、集中管理；粗骨料级配良好是保证混凝土强度的关键。因此，其不仅应保证满足强度等技术指标同时为保证拌和物输送时不发生堵塞及满足桥梁钢筋密集的特点而应控制粗骨料的最大粒经和级配。

2.配合比设计。悬臂桥梁施工混凝土的配合比设计应尽量满足缩短节段灌注周期要求以保证混凝土早期强度、弹性模量较快同步增长，因此应在保证水泥用量的前提下尽量降低水灰比，并应考虑到实验室试配时选用的为完全干燥的骨料，而现场拌和时所用骨料含有一定量水分的现状，因此在现场使用时应注意换算过程；为保证拌和物良好的可泵性，在保证早期强度、弹性模量的前提下可采取掺加定量的高效减水剂以满足其和易性和坍落度要求；其坍落度的确定应考虑输送管道弯道多、接头多、压力损失大的特点，并应考虑向上泵送时尽量控制坍落度以避免过大的倒流压力。

3.预留孔道施工。悬臂桥梁施工中连续梁孔道常用波纹管形成，因此其位置的准确度将直接影响预应力钢筋的方向和位置，因此在波纹管放置过程中应设置牢固、接头平顺严密。首先应保证定位钢筋网、钢筋骨架和模板固定牢固，并可在波纹管内设置管道钢筋以增加其强度，在波纹管连接部位应设30～50cm的搭接长度，并将其两端封闭严密以防渗水、漏浆和脱节，混凝土浇筑时应避免将拌和物直接对着波纹管倾倒以免造成波纹管位移和塌陷，振捣过程中应避免振捣器直接接触波纹管和管道密集区域。

4.预应力施工。现浇段混凝上梁强度达到设计张拉强度时应按照纵向、横向、竖向的顺序进行预应力张拉，横断面的张拉顺序应先底腹板、后顶板，先下部后上部，并应左右对称进行；施工中应定期标定千斤顶、油表、油泵等张拉部位，张拉过程应严格按照初张拉、超张拉、持荷等环节进行，并应严格遵从设计张拉吨位和程序，张拉过程应采取双控，以张拉吨位为主，伸长值校核为辅，并应经常检查锚具、钢丝质量等的使用程度防止断丝、滑丝。