試論預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工質(zhì)量控制

 試論預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工質(zhì)量控制

　　摘要：近幾年，隨著我國橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展，連續(xù)梁橋的施工方法得到了較大的改善和發(fā)展，施工監(jiān)控得到廣泛的重視和提高。論文在總結(jié)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂施工法，以阿聯(lián)酋阿瓦達(dá)大橋為工程背景，對多跨大聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑的施工工藝和監(jiān)控進(jìn)行較為全面的分析研究。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，懸臂澆筑施工，質(zhì)量控制　

　　橋梁的施工技術(shù)是橋梁技術(shù)的重要組成部分，而且往往是大橋建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。橋梁的施工方法，除要考慮施工技術(shù)設(shè)備和現(xiàn)場環(huán)境條件等因素外，還與橋梁結(jié)構(gòu)特點密切相關(guān)。不同的施工方法，在各階段施工過程中的內(nèi)力是不同的，有時結(jié)構(gòu)設(shè)計往往由施工內(nèi)力所控制，所以施工方法、施工內(nèi)力與變形的研究應(yīng)當(dāng)成為橋梁建設(shè)所關(guān)注的焦點，在大橋建設(shè)過程中予以充分的重視。懸臂施工法不需大量施工支架和臨時設(shè)備，不影響橋下通航、通車，施工不受季節(jié)，河道水位的影響，并能在大跨徑橋上采用，因此得到廣泛的使用。懸臂澆筑的施工方法是大跨連續(xù)梁橋的主要施工方法�！　�

　　1預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂施工法概述

　　懸臂施工法是在已建成的橋墩上，沿橋梁跨徑方向?qū)ΨQ逐段施工的方法。它不僅在施工期間不影響橋下通航或行車，同時密切配合設(shè)計和施工的要求，充分利用了預(yù)應(yīng)力混凝土承受負(fù)彎矩能力強的特點，將跨中正彎矩轉(zhuǎn)移為支點負(fù)彎矩，提高了橋梁的跨越能力。懸臂施工法是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動機具、模板繼續(xù)施工。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工的方法需在施工中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，即在懸臂施工時，結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)呈T形剛構(gòu)，懸臂梁，待施工合攏后形成連續(xù)梁。因此，在橋梁設(shè)計中要充分考慮施工過程的應(yīng)力狀態(tài)；要考慮由于體系轉(zhuǎn)換及其他因素引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力。為使施工受力與運營狀態(tài)結(jié)構(gòu)的受力盡量吻合，通常用懸臂施工的連續(xù)梁橋選取變截面梁。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在懸臂施工時，由于墩梁鉸接而不能承受彎矩，因此，施工時要采取措施臨時將墩、梁固結(jié)。待懸臂施工至少一端合攏后恢復(fù)原結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這是連續(xù)梁采用懸臂施工法的一個特點。懸臂澆筑是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝上，待混凝土達(dá)到一定強度后張拉預(yù)應(yīng)力束，移動機具模板(掛籃)繼續(xù)懸臂施工。懸臂拼裝是用吊機將預(yù)制塊件在橋墩兩側(cè)對稱起吊、安裝就位后，張拉預(yù)應(yīng)力束，使懸臂不斷接長，直至合攏。

　　2工程概況

　　某大橋為一座多跨長聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，主橋連續(xù)梁部分跨徑采用58m+6x100m+58m，單箱單室箱形截面。箱梁中線處根部梁高6.0m,跨中梁高2.8m，箱梁頂板全寬16m，厚度為0.28m，設(shè)有2%的雙向橫坡。底板寬度為8m，厚度為0.70-0.23m。懸臂長4m，厚度由端部0.1Scm變到根部0.6m。腹板厚度分別為0.7m,0.60及0.40m，在29-35號橋墩墩頂處設(shè)1.2m厚的橫隔板，在28，36號墩梁端處設(shè)1.0m厚的橫隔板，在中跨合攏段處設(shè)0.4m厚的橫隔板。全長9.502公里。沉水大橋主橋橋長：2266米；橋跨布置：12×20m+18m(先張法簡支空心板)+15×50m(預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁)+58m+6×100m+58m(預(yù)應(yīng)力混凝土懸澆連續(xù)梁)+5×50(預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁)+13×20m(先張法簡支空心板)；橋頭接線：長2.22km，按二級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計速度80km/h，路基寬12m。

　　3連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工質(zhì)量控制

　　3.1主梁0,1號梁段施工

　　每個T構(gòu)的0#塊采用支架現(xiàn)澆。用I36型鋼直接鋪設(shè)在墩頂，作為0#塊底模的承重構(gòu)件，上面鋪設(shè)I12型鋼和86鋼板組成整套底模。I36型鋼下面墊設(shè)調(diào)整塊以調(diào)整底模的標(biāo)高，并方便底模的拆除。0#塊側(cè)模采用整體式鋼模，每側(cè)的側(cè)模由兩塊組成，每個分塊側(cè)模吊重不大于5t，方便安裝和拆除。

　　(1)托架設(shè)置：在墩身適當(dāng)位置預(yù)埋鋼板，焊接預(yù)先加工好的托架析片，其上先橫向后縱向鋪設(shè)I36工字鋼，兩層工字鋼間設(shè)木楔作為模板標(biāo)高調(diào)整用。(2)模板安裝：模板采用型鋼骨架。(3)鋼筋、預(yù)應(yīng)力安裝：在底模、外側(cè)模安裝驗收完成后，即進(jìn)行鋼筋、預(yù)應(yīng)力的安裝。在這階段，尤其要注意預(yù)應(yīng)力安裝質(zhì)量，做到座標(biāo)準(zhǔn)確，平直彎順，固定措施要牢固可靠，并注意檢查管道及接頭，杜絕漏漿堵塞管道的問題。(4)砼施工：0,1號梁段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，腹板較高，預(yù)埋件、鋼筋、各向預(yù)應(yīng)力鋼束及其孔道、錨具密集交錯，砼數(shù)量較大，決定分兩次澆筑：首次澆注底板與腹板砼(包括橫隔板)，第二次澆注完成余下的全部砼。(5)預(yù)應(yīng)力張拉：當(dāng)混凝土現(xiàn)場同期養(yǎng)護(hù)試件達(dá)到設(shè)計強度的80%以上，就可以開始張拉作業(yè)。張拉時應(yīng)按預(yù)應(yīng)力張拉噸位選擇適當(dāng)?shù)呐涮讖埨�設(shè)備，并按規(guī)定的張拉程序完成張拉作業(yè)。張拉設(shè)備要進(jìn)行校驗，千斤頂在使用超過6個月或200次后，或在使用過程中出現(xiàn)不正�，F(xiàn)象，均應(yīng)重新校定校準(zhǔn)，壓力表精度不應(yīng)低于1.5級。張拉程序：三向預(yù)應(yīng)力張拉順序為先縱向預(yù)應(yīng)力再橫向預(yù)應(yīng)力后豎向預(yù)應(yīng)力。每束預(yù)應(yīng)力張拉程序為：開始10%設(shè)計噸位(初應(yīng)力值，作延伸量的標(biāo)記)1.0控制張拉力，測延伸量持荷5min錨固。

　　3.2掛籃拼裝、試壓

　　對已有掛籃進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問題并在車間解決。0,1號梁段施工完成后，即可進(jìn)行掛籃的拼裝。用汽車吊將所需掛籃組件吊至已張拉的0,1號梁段上進(jìn)行拼裝。掛籃的拼裝：1)擺設(shè)枕木、吊裝軌道；2)吊安主鋼架；3)吊安前后橫析架；4)拉桿及斜撐安裝；S)安裝C型梁；6)工作平臺拼裝；7)底模架設(shè)；8)箱梁側(cè)模架設(shè)；9)安裝兩側(cè)工作平臺；10)翼板底模架設(shè)；11)內(nèi)頂板軌道架設(shè)�？紤]掛籃安裝空間先安裝側(cè)端掛籃，將掛籃滑移到位后，再安裝另一端掛籃。掛籃拼裝完成后，要組織相關(guān)人員進(jìn)行全面細(xì)致地檢查，合格后即可進(jìn)行試壓工作。試壓采用水箱模擬實際施工最不利工況進(jìn)行，整個試壓過程分階段進(jìn)行，每階段安排專人對掛籃進(jìn)行仔細(xì)觀察，并進(jìn)行詳細(xì)記錄。在掛籃試壓符合要求后，才允許投入使用。

　　3.3主梁2～15號梁段懸澆施工

　　掛籃拼裝試壓完成后，即可開始2號梁段施工。完成2號梁段后，分體前移掛籃進(jìn)行3～15號梁段施工。

　　(1)線型控制：由大橋測量組組織對施工梁段中線和標(biāo)高測量。工程技術(shù)部設(shè)置線型控制專項小組根據(jù)上述測量成果整理，會同設(shè)計、監(jiān)理應(yīng)用計算機分析并修正砼的收縮、徐變、齡期和彈性模量差異，并結(jié)合設(shè)計預(yù)拱度值作合理調(diào)整確定下一梁段的立模標(biāo)高，作為現(xiàn)場模板控制的依據(jù)。

　　(2)鋼筋和預(yù)應(yīng)力束安裝：鋼筋班按設(shè)計文件將鋼筋加工成符合要求的半成品，運輸至墩位，根據(jù)鋇筋種類進(jìn)行現(xiàn)場焊接、綁扎成型。同時安裝好波紋管和錨墊板的連接，注意架立筋支撐間距和波紋管接頭的處理。

　　(3)砼入模與澆注：砼入模澆注按照底板、腹板、頂板的順序循環(huán)澆筑，待腹板倒角以下砼澆筑完成并適當(dāng)壓模后，再澆筑腹板砼。澆注頂板時，應(yīng)按先兩翼后中間的順序澆筑。砼振搗采用直徑50毫米的插入式振搗器進(jìn)行振搗，鋼筋密集區(qū)可換用直徑30毫米插入式振搗器進(jìn)行重點振搗。施工過程中嚴(yán)格控制鹼自行落料高度，防止離析。

　　(4)懸澆施工注意事項：

　�、賿旎@吊桿精軋螺紋鋼為主要承重結(jié)構(gòu)。由于本身材質(zhì)特性，精軋螺紋鋼碰電焊后，其抗拉強度降低很多，故對掛籃的吊桿要注意保護(hù)好。②后錨點是防止掛籃傾覆的主要設(shè)施，其下端是與豎向預(yù)應(yīng)力筋連接的，連接螺帽要安裝好，并且一根主縱梁的后錨點要不少于3根。③掛籃的施工預(yù)拱度要根據(jù)設(shè)計理論撓度參考掛籃試壓時的撓度而定。④砼澆筑前由專人檢查掛籃后錨點、主析、吊桿的受力狀況，并記錄備案。⑤澆筑砼時，應(yīng)自前開始向后澆筑，在澆筑的梁段根部與前一澆筑段接合。

　　3.4邊跨現(xiàn)澆段施工

　　邊跨現(xiàn)澆段采用搭設(shè)鋼管樁落地支架現(xiàn)澆。主橋兩側(cè)邊跨各7m現(xiàn)澆段，采用落地支架施工。由臨時墩立鋼管樁和鋼析架組成落地支架。先成臨時樁，直徑為150cm鋼管樁，用貝雷架作為縱析架。25T汽車吊或浮吊拼裝貝雷析架，再在其上鋪設(shè)型鋼并調(diào)整。安裝箱梁底模和側(cè)模，預(yù)壓消除沉降和非彈性變形。綁扎鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道，分層澆筑箱梁混凝土。待強后根據(jù)施工程序張拉。

　　3.5合攏段施工工藝

　　籃的改型：將掛籃移至合攏段位置，掛籃前底橫梁用cp32精軋螺紋鋼吊在箱梁上，成為合攏段吊架，以兩端簡支的方式完成合攏段施工。②水箱配重：利用水箱對稱配重，置換合攏段鹼的重量。③剛性連接：對各合攏口標(biāo)高分時段進(jìn)行連續(xù)多天聯(lián)測，確認(rèn)滿足要求后并在一天中最低溫時鎖定合攏段剛性連接。④前期束預(yù)應(yīng)力張拉：按設(shè)計要求張拉頂板、底板各4束合攏段預(yù)應(yīng)力鋼束(張拉至設(shè)計噸位的50%，余下50%在合攏段砼達(dá)到設(shè)計張拉強度后張拉)。⑤模板、鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝：吊緊固定合攏段吊架，安裝箱梁外側(cè)模，分步驟安裝好普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道，并相應(yīng)安裝好箱梁腹板、頂板及橫隔板內(nèi)模。⑥砼澆筑：合攏段砼澆筑選擇在一天中的最低溫度時間進(jìn)行，目的在于使砼在早期凝結(jié)過程中處于升溫的受壓狀態(tài)，不使砼出現(xiàn)不利的拉應(yīng)力。澆注砼同步放出水箱中的水，使合攏段在不變荷載下完成砼的澆筑，并進(jìn)行跟蹤檢測，使標(biāo)高變化控制在5~以內(nèi)。⑦砼的養(yǎng)護(hù)：為避免日照引起砼溫升加劇，造成合攏段砼產(chǎn)生收縮裂紋，

　　4結(jié)語

　　總之，預(yù)應(yīng)力混凝上連續(xù)梁橋在我國發(fā)展迅速，跨徑也越來越大，橋梁懸臂掛籃施工及橋梁監(jiān)控也受到了越來越廣泛的關(guān)注。論文首先介紹了預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工工藝在連續(xù)梁橋施工中的應(yīng)用，結(jié)果表明：主梁結(jié)構(gòu)受力狀況良好，且沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，符合設(shè)計要求，可以在類似工程中推廣使用。

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