大跨径桥梁上部结构悬臂浇筑法施工技术

2020-01-11曹红亮

黑龙江交通科技 2020年1期

曹红亮

(长沙市公路桥梁建设有限责任公司，湖南长沙 410000)

1 工程概况

以某城市建设的桥梁工程项目为例。该桥梁工程采用连续梁的桥跨结构形式，桥梁总长度超过900 m，在与桥梁具体结构特点以及施工要求等进行充分考量下，施工人员最终在该大跨径桥梁上部结构中采用悬臂浇筑法施工技术。所谓的悬臂施工法指的就是从桥墩顶两侧对称或不对称分段形成梁体节段直至完成整个桥梁施工。按照混凝土施工形式，可以将其细分成两种不同的施工方法，分别为悬臂浇筑与悬臂拼装施工法。其中悬臂浇筑指的就是在梁端悬臂接长位置处使用挂篮，在桥位处进行梁段混凝土现浇，当其初步凝固且强度值与规定要求相符后，张拉预应力筋并将挂篮前移，随后进行下一梁段施工。在该大跨径桥梁建设工程项目中，选择在连续梁悬臂浇筑段运用菱形挂篮施工的方式，边跨与中跨合拢段则分别采用挂篮搭配托架的浇筑法以及悬空吊架法。0#块施工中则统一运用托架法。

2 悬臂浇筑法施工技术在大跨径桥梁上部结构中的应用

2.1 连续梁T构段施工

该大跨径桥梁工程项目分别由两段连续梁共同组成，其中前一段连续梁施工中选择使用挂篮分段悬臂浇筑法，即施工人员需要严格依照施工图纸要求，将临时支座灌注于主墩位置上，并在完成托架安装后在其上进行0#梁段的灌注施工。此后按照对称灌注的方式按照梁段号从小到大依次进行梁段灌注，由此构成两个连续梁T构段。此时需要施工人员将托架安装在两边桥墩墩顶及周边位置处，并直接在托架上进行边跨12#梁段现浇，在将边跨合拢后借助挂篮对11#梁段合拢边跨进行浇筑。最后运用中跨挂篮对中跨11#梁段进行浇筑并将中跨及时合拢，即可将安装在主墩位置处的临时支座与支架拆除。另一端连续梁的施工方法基本相同，施工人员同样需要先将临时支座灌注在主墩上并完成托架的安装，而后直接在其上进行0#梁段灌注，此时按序对称灌注梁段构成相应T构后进行中跨合拢。此后施工人员则需要将托架安设在两边墩墩顶位置处并进行边跨8#梁段的浇筑，随之借助挂篮对7#梁段进行浇筑并将边跨合拢之后，将临时支座与支架全部拆除，即可构成一个完整的连续梁体系。

2.2 连续梁的梁体施工

(1)挂篮施工

在运用悬臂浇筑法开展连续梁梁体施工时，施工人员首先需要按要求规范进行挂篮施工。在此过程中，需要施工人员使用塔吊设备将施工现场中的各个挂篮结构构件，吊至已经完成浇注施工的梁段顶面后直接进行现场拼装。随后通过严格依照国家相关标准要求对挂篮进行静载试验，确保挂篮具有较高的承载能力与抗形变能力。此时工作人员将与梁段相同的荷载施加在挂篮上，对其进行预压可以将挂篮产生的非弹性变形有效消除。一般情况下，挂篮加载试验分为4级，连续梁节段重量最大值M，如果其取值为自身的1.2倍，对应的加载重量即为1.2 m，分级加载顺序为：

0%→50%(0.5M)→75%(0.75M)→100%(M)→120%(1.2M)

加载配重堆码多集中于对应着梁体腹板的底模处，在保障堆码整齐的基础上使用直径为10 mm的钢丝绳牢固绑扎配重块，以避免出现配重脱落的问题。当各梁段完成混凝土浇筑且张拉预应力筋后，需要沿着行走轨道前移挂篮至下一梁段位置处，继续开展后续施工工作直至所有梁段悬臂浇筑施工均已完成。此时需要施工人员按照先拆除箱内拱顶支架，而后使用卷扬机对侧模系统进行整体吊放，在将底模系统拆除后最后拆除主桁架的顺序，彻底拆除挂篮结构即可。

(2)悬臂浇筑

在该大跨径桥梁上部结构中悬臂浇筑梁段施工长度在3～5 m之间，当已经完成前一梁段施工后，施工人员将各个吊点接触放松使得模板与梁体相互脱离。此时通过将梁上后锚点一并解除，转换锚固并在滑道位置处进行行走小车托力转换，利用手拉葫芦对主桁进行拖拉使得挂篮前移至指定位置后。需要施工人员先进行主桁梁上锚固转换，再运用专业的测量设备对各关键参数包括中线、高程值等进行精准测定，搭配使用千斤顶对标高进行合理调整后即可进行全面锚固。此后需要施工人员严格依照具体施工图纸要求以及相关技术规程规定，在确定钢筋与孔道位置后对其进行规范安装，并依次完成混凝土灌注与养护等施工工序，在确保混凝土的强度值与弹性模量均与规定要求相符后，进行预应力张拉。

(3)封锚施工

在进行混凝土封锚施工时，通过结合该大跨径桥梁工程的实际情况，施工人员最终选择使用强度等级较高的收缩补偿混凝土，将其作为该桥梁工程的封锚混凝土。在尚未浇筑封锚混凝土时，需要施工人员先对梁体断面混凝土进行凿毛处理，并及时将残留其上的灰尘、碎石等彻底清理干净。在锚头位置处均匀刷涂一层液态阻锈剂，以有效提高其抗锈蚀能力，延长锚头使用寿命，同时使得封锚混凝土和梁体混凝土可以实现有机结合。施工人员通过采用专业锚具安装孔，借助两端分别带狗和带螺纹的钢筋，将梁体、封锚钢筋以及锚垫板进行相互连接，使之成为一个完整整体。在封锚之后施工人员则需要将选用的防水材料均匀刷涂在混凝土表面，以进一步提高其抗腐蚀、抗锈蚀性能。

2.3 桥梁边跨段的施工

在桥梁边跨段的悬臂浇筑施工过程中，施工人员首先将托架规范安装在两个边墩旁边，并将底模安装在托架上后。根据梁段施工时的荷载重量最大值的1.2倍，预压托架以达到消除非弹性变形的目的。在运用专业的检测仪器对其弹性形变值进行精准测定后，综合分析标高并以此为依据对模板高程进行优化调整。此时施工人员在将临时支座安装在墩顶位置处并做好固定处理后，需要根据施工图纸在指定位置处对底模与外模支立平台进行铺设，在完成底模与外模的安装并结合实际情况对底模高度进行相应调整后。需要将钢筋牢固绑扎安装在底、腹板位置处，同时制作安装预应力定位钢筋。随后施工人员需要依次完成底模纵向和竖向的预应力管道与预应力钢筋、内模与翼缘模板、顶板预应力管道的安装。在牢固绑扎好顶板钢筋，确保各相关预埋件安装到位后，即可进行混凝土现浇，在对混凝土进行科学养护并使其强度至少达到95%时，张拉预应力束并进行压浆，最后开展合拢段施工即可。

2.4 桥梁合拢段的施工

(1)边跨合拢段

在边跨合拢段施工中，施工人员首先需要利用塔吊设备将所有边跨合拢段施工所需的材料设备等，全部吊至墩顶位置处。在浇注完悬臂梁段混凝土后，前移悬臂挂篮，在做好相应施工前期准备工作后开展挂篮施工。其中外模与底模、内模分别使用的是挂篮模板与组合钢模。在加设平衡重的过程中，施工人员选择采用向预备在悬臂端的配重水箱中加入适量水的方式，根据具体施工平衡设计，确定近远端的所加平衡重吨位。随后要求施工人员将临时支座解除并对一侧墩顶永久支座进行锁定，即需要进入到安装普通钢筋以及预应力管道的环节。在此过程中，施工人员需要先在地面统一对普通钢筋进行加工成型，而后将其运送至合拢段进行绑扎安装，在绑扎时需要预留出安装劲性骨架的位置，待其锁定后再继续进行补充绑扎。而在尚未安装底板束管道时，则需要施工人员对全部底板束进行逐一试穿，以有效排除底板束中存在的质量问题。通过将钢绞线芯模彻底穿过合拢段底板束，使得在合拢段完成混凝土浇筑后底板束管道仍然能够保持畅通。

在进行合拢段混凝土浇筑时，要求施工人员依照新浇筑混凝土重量，将平衡重分级卸去，以实现平衡施工的目的。在施工当日气温最低的时间短进行混凝土浇筑，将浇筑速度控制在10 m3/h，浇筑时间控制在3～4 h。当混凝土强度值已经达到设计要求后，依次对边跨顶板预应力束与底板第一批预应力束进行张拉，而后将所有临时预应力束以及其他模板、支架等进行拆除，在完成管道压降后即可进行合拢锁定。

在尚未进行合拢时需要施工人员临时连接悬臂端和跨边高度相同的现浇段，并对其进行临时固定，以有效保障合拢段混凝土施工质量。合拢锁定中的锁定对象主要为焊接劲性骨架以及对临时预应力束进行张拉。所采用的支撑劲性骨架利用一个连接槽钢牢固连接两个预埋槽钢，同时使用联结钢板牢固焊接连接槽钢和预埋槽钢，由此构成一个完整的支撑劲性骨架。当施工人员顶紧劲性钢架后即可张拉临时预应力束，在无需压浆的情况下在完成所有合拢施工后拆除临时束即可。

(2)中跨合拢段

在中跨合拢段的悬臂浇筑施工中，施工人员在依次完成相应施工准备工作，包括确保悬臂梁段浇筑完毕，左右侧悬臂挂篮分别进行前移与后移等，依照前文所述的边跨合拢段施工方法，规范安装普通钢筋和预应力管道。随后在合拢锁定中，要求在尚未合拢时，临时连接合拢段的两个共轭悬臂段，并对其进行临时固定。T构悬臂端需依照平衡要求设置好平衡重，同时施工人员也需根据具体施工现场情况以及施工要求，及时调整其他合拢段处的平衡重。

施工人员在当天气温最低时进行混凝土浇筑，并逐级将水箱配重卸除后，即可将连续梁墩顶临时锁定一并解除。将设置在该连续梁墩位置处的临时支座锚固钢筋彻底切断，以有效完成体系转换。在完成中跨合拢之后对中跨预应力束进行张拉，随后对边跨底板第二批预应力束进行张拉即可。待所有合拢段施工结束，将临时预应力束全部拆除并对其管道进行压浆即可。