预应力混凝土桥梁工程中悬臂施工技术分析

2021-12-09许敏王晓辉

运输经理世界 2021年15期

关键词：挂篮悬臂桥梁工程

文/许敏、王晓辉

1 前言

在钢构桥梁与大跨度桥梁项目建设中，悬臂施工技术是常用的一种施工方式，该技术具备施工效率高、施工简便等优势。在应用时可以将预应力混凝土的承受负弯矩能力的优势发挥，可以将跨中正弯矩转变为支点负矩，在一定的范围内能提升管桥梁跨越能力。

2 悬臂浇筑技术优势

在工程施工中，悬臂施工技术使用的优势为：

可以减少桥梁施工吊装等多项工序，简化了桥梁工程的施工流程。

悬臂施工工艺不受地形影响，能在大跨进等大型桥梁工程中应用。

机械施工程度高，具备循环施工作业特点，在中跨连接合拢施工时易操作，减少了施工步骤。

无须搭建满堂支架结构，按照桥梁体现的建筑要求，悬臂施工技术有两种施工工艺，即：悬臂浇筑施工方法和悬臂拼接方法。对于悬臂拼接方法而言，主要是通过移动式或固定式的悬吊设备将预制梁吊起，以环氧树胶作为接缝主要材料，在施加预应力后，让梁段各个位置实现结合[1]。

悬臂浇筑技术主要是将移动式挂篮作为设备，将墩柱作为施工中心，采用挂篮逐渐向对称的施工段进行浇筑，当混凝土强度满足设计规范97% 强度要求后，实施预应力束张拉施工，而后移动挂篮，最后进入下一步骤的梁段浇筑。

3 预应力混凝土桥梁悬臂浇筑施工技术要点

3.1 （0 号）梁段施工

施工环节，在安装支座之前，需要在支座位置的垫石上将中线确定，然后按照中心线与需要安装支座型号外形尺寸以及规格进行放样。而后进行安装施工，当活动支架完成安装后，则需在0 号梁段位置上设置临时锁定，一般来说，临时锁定主要采用砂桶或高标号硫磺砂浆制作临时支墩，同时采用精轧螺纹钢后宅的钢绞线在梁体育墩身进行连接，最后对临时锁定的装置施加拉力。

3.2 挂篮施工

3.2.1 悬臂挂篮荷载设计的时候，需要按照悬臂浇筑的分段进行确定，通常情况下，需要考虑梁体的宽度与梁箱的截面形式。当桥梁断面为一个箱时，可以采用挂篮方法施工；若桥梁截面存在多个箱，那么为了提升挂篮施工的灵活性，可以同时采用多个挂篮进行施工。另外，在挂篮荷载设计时，需要按照0.8～1.0KPa 的重量对模板进行计算，将模板的实际承载力计算出来，一般来说模板重量包含了内膜、侧膜、底膜还有端模等数据，当模板尺寸得到确定之后，还需要将相应的指标计算出来，保证模板使用的千斤顶油泵还有混凝土承载力，使各项数据得到确定。此外，在进行挂篮底模架设计的环节过程中，可以使用振动器自动设备作为挂篮底模架震动的主要支撑力，同时在项目开展时，人工荷载计算需要根据2KPa 进行计算，从而保证悬臂挂篮的荷载设计满足实际的要求[2]。

3.2.2 挂篮的制作与吊装。在制作挂篮时，可以在施工现场对挂篮进行制作加工以及拼装，在悬浇施工过程中，主承重架以及模板是非常关键的受力结构，因此在实践的过程中需要引起重视。同时，在进行加工的时候，需要严格的按照施工图纸的要求、规范进行制作，为了能够及时将挂篮施工效率提高，在进行挂篮制作时，需要对锚固精轧螺纹钢吊杆进行试验，保证它的承载性能满足实际的要求。同时，在挂篮焊接时，需要保证挂篮的焊接点的质量，当挂篮制作完成之后，需要采用吊机设备将挂篮调到指定的位置，然后再进行现场施工，从而保证整体工程的项目能够有序开展。

3.2.3 挂篮的预压试验。在项目开展前需要做好主桁架等构件的预压试验。预压试验的主要目的是判断结构的非弹性变形能力，对保证工程开展与施工人员的安全有积极作用。同时，在主桁架等构件的预压试验操作完成后，还需对悬臂挂篮的其他荷载进行试验，并将悬臂挂篮的承载能力计算出来，一般来说，桥梁悬臂挂篮的荷载需要大于最大节段的1～1.5倍。在试验时，需要做好挂篮加载数据记录，从而给后续工程的立模标高等工作开展提供支持[3]。

3.3 悬臂浇筑施工

3.3.1 混凝土配合比的选定

一般来说，施工时采用的材料都是高性能混凝土材料，因此需要对混凝土配合比进行合理的确定，混凝土配比在满足弹性模量、设计强度以及耐久性之后，还需要对混凝土的可泵性易于振捣密实等性能进行研究。此外，在混凝土配合比设计时，要全面做好混凝土含砂率、水灰比、和易性、早起强度等性能指标试验，从而将弹性模量方便、混凝土强度高的施工配合比设计出来。

3.3.2 混凝土的拌和

混凝土拌和时需要做好材料误差的控制，需要把混凝土所使用的泵送剂按照要求进行分袋，按照每盘投放的原则进行。一般来说，预应力混凝土的投料为先投砂料，然后投入水泥、碎石与泵送剂以及水。拌和时每盘拌和的时间需要大于3min，在拌和过程中，需要对混凝土的坍落度检测，查看是否与设计方案一致。

3.3.3 混凝土的运输

采用混凝土泵送车进行混凝土的运输，在混凝土泵送之前，需要使用1∶1 的水泥砂浆对管道进行润滑处理，从而保证混凝土运输到现场后的泵送状态。同时，需要控制好混凝土运输的路线与时间，以减少因时间过长而出现的混凝土结块、离析等问题[4]。

3.3.4 混凝土的浇筑

箱梁混凝土施工步骤为：底板浇筑施工─腹板浇筑施工─顶板浇筑施工。在混凝土浇筑时，采用水平分层的方式进行操作，同时控制好混凝土的厚度（30cm），浇筑需要具备连续性，不可中途停止以免引起混凝土离析问题出现。当混凝土浇筑完毕后，需要采用振捣器进行振捣施工，振捣施工之间每次需要控制在15～30s，不可漏振和过振。在施工时，按照快插慢拔的方式进行，同时需要注意预应力管、锚固等关键位置，不可碰触[5]。

3.3.5 梁体混凝土养护

当梁体完成全部标准后，需要安排专门的负责人进行养护处理，养护时采用土工布覆盖梁体，同时按照情况进行适当的洒水。在强度满足实际要求后，才可进行模板拆卸施工，然后采用喷淋的养护方式进行操作，养护周期大于14d。

3.4 合拢段施工

对于预应力混凝土桥梁工程来说，合拢段的施工方式可以分成两种，即：边跨合拢、中跨合拢施工。

3.4.1 边跨合拢施工

边跨合拢施工时，为了能够将混凝土结构的稳定性提高，需要在悬浇位置上配置相应的稳定装置，同时对浇筑的过程进行控制，减少混凝土裂缝问题出现。此外，当混凝土浇筑完毕后其强度达到设计规范95%以上的强度标准，即可实施张拉施工，张拉完毕后需要拆卸相关固定装置。值得注意的是，当合拢段混凝土浇筑完毕后，在受到气温变化影响下，梁体会出现伸缩变形情况，并且不同的日照温度对梁体的产生的温度也会引起扭曲变形，因此，需要做好合拢段的临时锁定以减少变形情况出现。临时锁定主要是采用双36a 的支撑型钢焊接而成，焊接完成之后，在温度最低点，在混凝土浇筑之处将其焊接到梁内预埋钢板上。

3.4.2 中跨合拢施工

当边跨混凝土浇筑完毕后，桥梁悬臂系统就基本成型了，此时，就可进入中跨合拢的施工，在中跨合拢施工时要对混凝土浇筑的收缩性进行控制，以减少收缩裂缝问题出现。当合拢段混凝土浇筑完成后，等到混凝土强度满足规范95%的强度要求时，则可以进行后续钢筋束张拉施工。