浅谈预应力混凝土连续刚构悬臂浇筑施工技术

2017-04-09李春阳

四川水泥 2017年9期

关键词：内模托架吊杆

李春阳

(天津城建总诚基础设施建设投资有限公司，天津市 300000)

浅谈预应力混凝土连续刚构悬臂浇筑施工技术

李春阳

(天津城建总诚基础设施建设投资有限公司，天津市 300000)

本文以某工程为实例，介绍了预应力混凝土连续刚构悬臂浇筑的施工工艺，分别从 0#块施工、挂篮施工、合拢段施工等关键工序介绍其技术要点。

0#块；挂篮；合拢段；技术；质量

1 概述

内江城市过境高速公路沱江特大桥主桥为90m+160m+90m预应力混凝土连续刚构，主桥上部结构为三跨变截面连续箱梁，梁高按1.5次抛物线变化，箱梁根部梁高11m，跨中及边跨合拢段梁高为3.5m。箱梁横桥向底板保持水平，顶板横坡由腹板高度的变化形成。

2 0＃块施工技术要点

2.1 托架设计

0#段箱梁的截面内力最大且受力复杂，具有断面高、砼体积大、钢筋及预应力管道密集等特点，是施工的关键工序，采用托架法进行现浇施工。

薄壁墩上预埋牛腿是支承荷载的基础，采用双拼工字钢，固定于墩顶位置，每侧顺桥向正面布置 5片，腹板及翼缘板下根据荷载分配布设横梁。翼缘模板支架采用钢桁架并设置剪刀撑。托架作为承重构件，必须具有足够的强度、刚度和安全性，加工、吊装、组拼完成经验收合格后方可进行下一步工序施工。

2.2 托架安装、拆除

托架安装顺序为：安装托架；安装平台步行板、栏杆、安全网；安装底模；绑扎横隔板进入洞顶以下部位的底板、腹板、横隔板钢筋；安装外模；绑扎腹板和横隔板剩余钢筋；布设预应力管道；安装内模；绑扎顶板钢筋；固定端模。拆除顺序与安装相反。

2.3 质量保证措施

安装托架时要将托架顶杆调整到同一水平面上，以便安装并保证托架均匀受力，确保安全。安装过程中要严格检查支架，特别注意顺桥向的支架顶面标高是否符合设计标高，不符合要求的要及时改正。

3 悬臂浇筑施工技术要点

3.1 挂篮设计

主梁设计单侧悬浇共计22个块件，高度11m-3.5m渐变，长度为3m或3.7m，最大悬浇块件重量218.5t，最大悬臂长度75m，梁体为双幅变高度直腹板单箱体结构，采用三角型挂篮悬臂浇筑施工，挂篮主要由主桁系统、底模系统、内模系统、外模系统、走行系统、吊杆及锚杆等组成。三角型主桁为挂篮主要承载结构，桁杆型钢采用钢销轴连接组拼而成。主桁前上横梁安置吊杆及施工操作平台。底篮为底部承载平台，由前托梁、后托梁、固定纵梁架、固定纵梁、活动底模组成。模板系统包括底篮、外模、内模、端模和工作平台等随主桁行走一次到位。悬吊系统主要由顶横梁、钢吊杆和千斤顶等组成。钢吊杆上端稳固于分配梁，下端悬挂底篮与内外模，通过千斤顶调节底篮与内外模板的高度。行走系统主要由液压缸、行走小车、内模行走滚轮、滑轨等组成，通过主桁架前支点下方滑船由液压缸顶推在滑轨上移动，内模工字钢滑梁由挂篮主桁架通过内模行走滚轮牵引同步移动。锚固系统包括主桁架的锚固、轨道的锚固及模板系统的锚固三部分，主桁架尾部通过箱梁预留孔位用吊杆进行锚固，通过千斤顶调整锚固力及悬臂端的挠度，轨道利用竖向预应力筋锚固，模板系统前端由吊杆支承后端利用吊筋锚固于已浇梁段。

3.2 挂篮施工工艺

3.2.1 挂篮拼装

根据起吊设备的起重能力对挂篮部位进行预拼组装，保证拼装过程中的强度

和稳定性。拼装顺序为：铺设轨道，复测轨距、水平位置及高程；吊装主桁架，联成整体；安装前上横梁、吊杆分配梁及吊杆系统；吊装后横梁、纵梁、底模板；安装外模、内模滑梁、模板及支架；调整挂篮位置。

3.2.2 挂篮预压

施工前对挂篮进行预压，以确定承载力、刚度及稳定性，消除非弹性变形。对挂篮进行完全模拟施工状态下的荷载加载试验，观测实际变形值，以修正挂篮悬浇过程中各块件的立模标高。

预压方式采用反力梁法，承台顶面预埋钢绞线采用连接器与张拉钢绞线相连接，在底篮分配梁上采用千斤顶进行张拉。根据箱梁腹板及箱室部位荷载分布对不同部位采用不同的张拉力，超载系数1.2。预压按照荷载总量60%、80%、100%逐级加载，并观测变形值。张拉过程注意两侧挂篮对称进行并保证各部位的千斤顶同步。加载全部完成后，持荷一天进行变形观测。卸载按加载反程序进行，遵照对称的原则逐步、分级卸除压重荷载。

3.2.3 挂篮移动

混凝土浇注及预应力张拉完毕后进行挂篮前移：拆除锚固吊杆及模板等约束；铺设前移轨道；挂篮行走就位；锚固并安装侧模、内模后吊杆；调整梁架、模板位置及标高；梁段施工；下一个挂篮移动循环。

3.2.4 挂篮拆除

悬臂浇注施工完成后拆除挂篮，拆除顺序如下：边跨合拢前，将挂篮外侧模板及底模利用卷扬机进行下放至沱江中间运输船上，船只接收后移至码头将挂篮解体拆除。挂篮主桁架、轨道钢枕及其它构件退至塔吊处进行拆除解体。

3.3 挂篮施工质量要求

拼装前必须确定挂篮拼装方案并组织详细的施工技术交底和安全作业交底；0#节段混凝土强度达到设计强度的100%，并张拉完成，吊杆预留孔齐全，孔位准确；轨道范围清理平整，标高符合设计要求，轴线测设准确；挂篮拼装要严格按照设计图要求进行；施工过程必须检查所有螺栓是否拧紧，开口销有无遗漏，保证连接的可靠性。

4 、合拢段施工技术要点

4.1 合拢段施工准备

根据箱梁重量设计并制作能够容纳边跨现浇段及中跨合拢段吊架一半重量水的体积水箱；研究本地区往年天气气温变化情况，并根据近期气温变化规律测量记录，找出最佳的施工时间；测量箱梁顶板、底板之间的高差，轴线偏位等，若高差偏差较大，可增加配重调整线型。

4.2 合拢段施工工艺

边跨现浇段为等高粱段，采用钢管撑支架法进行施工。现浇段施工完毕进行合拢段施工，先进行边跨合拢，再进行中跨合拢。

边跨合拢段采用满堂支架法进行施工。通过水箱充水配重将该段梁的重量平均的分配到两侧梁段，需考虑中跨合拢段吊架重量。

中跨合拢段采用悬吊支架法，在浇筑完中跨悬臂段后一侧挂篮继续向前行进，在两侧悬臂梁顶设吊架横梁，采用竖向吊筋通过预留孔洞与挂篮下部支撑梁连接稳固。待吊杆及底、侧模板稳固后拆除挂篮上部受力杆件，以减轻箱梁悬臂端荷载。通过水箱充水配重将该段梁的重量平均的分配到两端。中跨合拢前将两悬臂端的合拢口进行临时连接，复查、调整两悬壁端合拢施加荷载，使其对称相等。

劲性骨架按设计合拢温度及张拉预应力后弹性压缩进行约束锁定后，复测合拢段长度、高程。刚性骨架焊接前需对箱梁采用千斤顶进行顶推，顶推力为3500KN。正式顶推前应进行试顶，得到柱墩实际的抗推刚度，与设计方沟通对顶推力是否进行相应的调整。顶推千斤顶分布于劲性骨架的边缘，顶推时同时进行顶推作业，要求各千斤顶的顶推力均匀一致，确保劲性骨架合拢后的有效推顶力。

3.3 合拢段施工质量要求

悬臂浇筑过程中，按照监控要求布设测点，加强变形观测，对箱梁标高、线型及轴线等进行控制调整。箱梁合拢即完成体系转换，是控制全桥受力状态和线形的关键工序，因此合拢顺序、合拢温度和合拢工艺都必须严格控制。合拢前应在两悬壁端加平衡量，并在混凝土浇筑过程中随砼的浇注速度逐步撤除，使悬臂挠度保持稳定。在边跨合拢段混凝土强度未达到设计强度的 80%前不得在跨中范围内堆放重物或行走机械。混凝土浇筑等待强度达到95%且解除劲性骨架锁定后，张拉剩余部分的预应力筋，张拉应同步、对称、均匀劲性。