特大橋連續(xù)梁懸臂灌注施工探討
2017-10-30
引言
懸臂澆筑法是一種廣泛應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法，它是以已經(jīng)完成的墩頂段（通常稱(chēng)“0號(hào)塊”）為起點(diǎn)，通過(guò)懸吊的掛籃從立模、澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，逐段對(duì)稱(chēng)地向兩側(cè)跨中合攏，形成整橋。
1. 懸臂澆筑法施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的特點(diǎn)
?。?）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有利于懸臂施工。施工時(shí)的預(yù)應(yīng)力筋張拉既是施工時(shí)的臨時(shí)需要，又是成橋后的結(jié)構(gòu)受力筋；
（2）作為無(wú)支架施工，有利于通航河流建橋、有利于深山峽谷之間建橋、有利于城市立交建橋，不妨礙橋下凈空，不影響橋下交通；
?。?）有利于節(jié)省施工費(fèi)用，降低工程造價(jià)。因?yàn)閽旎@結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，逐段澆筑混凝土無(wú)需大型吊裝設(shè)備；
?。?）有利于施工作業(yè)，加快施工進(jìn)度。每個(gè)節(jié)段施工（包括立模、鋼筋綁扎、管道定位、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力張拉、管道壓漿等）均在掛籃內(nèi)進(jìn)行，掛籃可設(shè)頂棚和養(yǎng)生設(shè)備，施工較少受環(huán)境影響，可以保證施工的連續(xù)性，同時(shí)每墩至少有兩個(gè)工作面平行作業(yè)，幾個(gè)墩可同時(shí)施工，各作業(yè)面互不干擾，施工速度較快，施工進(jìn)度有保證。
2. 懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工
2.1掛籃
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工掛籃國(guó)內(nèi)早期大多采用平行桁架式掛籃，隨著建橋工程的發(fā)展，掛籃形式出現(xiàn)多樣化，掛籃結(jié)構(gòu)越來(lái)越輕型；受力越來(lái)越合理；施工越來(lái)越方便；使用也越來(lái)越廣泛。平弦無(wú)平衡重掛籃由于主桁上部的前后上橫桁吊掛底模平臺(tái)抗傾覆，故可取消壓重，具有一定優(yōu)點(diǎn)。三角形組合梁式掛籃雖然較平行桁架式掛籃輕，但仍需一定量的壓重，因此掛籃總重與梁段重之比的指標(biāo)也不低。這種掛籃還可適應(yīng)彎箱梁橋懸臂澆筑施工。
2.2支架與模板
懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋一般采用掛籃懸臂澆筑和在支架上現(xiàn)澆梁端節(jié)段相結(jié)合的施工方法。支架的拼裝與拆除，必須嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和設(shè)計(jì)的規(guī)定，并應(yīng)按照支架設(shè)計(jì)圖，安全地進(jìn)行施工作業(yè)。對(duì)支架的拼裝與拆除應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
?。?）當(dāng)部分模板與支架要先期拆除時(shí)，必須考慮荷載重分布對(duì)支架影響。
（2）邊跨合攏時(shí)在支架與梁底之間產(chǎn)生較大摩阻力，要求在澆筑混凝土前應(yīng)確保支架與梁底之間能相對(duì)滑動(dòng)。目的使邊跨合攏時(shí)現(xiàn)澆段能隨懸臂澆筑段自由伸縮，避免在混凝土內(nèi)產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力。尤其在支架剛度比較大時(shí)，支架不能隨梁體共同變形，則在梁體混凝土內(nèi)將受到很大拉力。
（3）當(dāng)施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，若支座不滑動(dòng)，或者梁不能在支架上滑行，或者支架對(duì)梁的滑動(dòng)有阻力約束梁的伸縮，就不可能將規(guī)定的張拉力施加給梁上。
（4）在施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，還要注意支架的反彈高度，若支架的彈性升高很大，不僅支架很難拆除，而且梁體還要受到支架產(chǎn)生的向上的力的作用，在施加預(yù)應(yīng)力的同時(shí)，有時(shí)要采取支架下降的措施。
模板使用必須能使混凝土構(gòu)件尺寸準(zhǔn)確，澆筑成型的表面光滑，便于周轉(zhuǎn)，并且是作業(yè)安全的材料。使用的模板有木模板、膠合板和金屬模板等。
2.3混凝土澆筑
懸臂澆筑施工一般分為4大部分：0號(hào)段為墩頂梁段（一般為5-10m），對(duì)稱(chēng)懸澆段（可分為若干段，一般每段3-5m），邊孔支架現(xiàn)澆段（一般為2-3個(gè)懸澆分段長(zhǎng)）和合攏段（一般為1-3m）。
邊孔支架現(xiàn)澆段，支架可在墩旁邊搭設(shè)臨時(shí)支承平臺(tái)，采用滿(mǎn)堂支架或采用萬(wàn)能桿件、貝雷架等拼裝，在其上進(jìn)行分段澆筑?，F(xiàn)澆段的澆筑順序是靠近邊墩的先澆，逐段向合攏段靠攏，以便逐漸調(diào)整現(xiàn)澆段各梁段標(biāo)高，使合攏口現(xiàn)澆段與懸臂端高差不致過(guò)大。墩頂段的0號(hào)塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，混凝土澆筑施工尤須注意。無(wú)論是采用托架或臨時(shí)支架現(xiàn)澆0號(hào)塊混凝土，由于支架和托架的彈性、桿件連接處有縫隙、地基有沉降等因素，可能使支架和托架下沉，引起混凝土梁段出現(xiàn)裂縫。因此，在混凝土澆筑以前，應(yīng)對(duì)托架或支架進(jìn)行試壓。試壓方法可反復(fù)采用水箱灌水多次加壓，或用千斤頂張拉加壓的錨繩等，以消除非彈性變形。測(cè)出彈性變形值，為外側(cè)模預(yù)留高度提供參數(shù)，并檢驗(yàn)托架是否安全。0號(hào)塊混凝土澆筑視其結(jié)構(gòu)型式及高度，一般分二層澆筑或三層澆筑。施工縫留在底板梗肋以上或腹板承托以下20cm處。底板及腹板混凝土均采用串筒入模分層澆筑。待0號(hào)塊混凝土達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉，其順序一般是先橫向，再縱向，后豎向；縱向索對(duì)稱(chēng)中線張拉；先腹板后頂板，先下后上，先長(zhǎng)索后短索；張拉后及時(shí)壓漿，以免力筋松弛造成預(yù)應(yīng)力損失。
2.4合攏段施工要點(diǎn)
（1）在合攏前應(yīng)對(duì)箱梁頂面標(biāo)高及軸線進(jìn)行聯(lián)測(cè)，并連續(xù)觀測(cè)氣溫變化及梁體相對(duì)標(biāo)高的變化和軸線偏移量，觀測(cè)合攏段在溫度影響下的梁體長(zhǎng)度變化。連續(xù)觀測(cè)時(shí)間不少于48h，觀測(cè)間隔根據(jù)溫度變化和梁體構(gòu)造而定，一般可間隔3h觀測(cè)一次。
（2）全橋必須同時(shí)均衡對(duì)稱(chēng)合攏。必須清除T構(gòu)件上不必要的施工荷載；T構(gòu)件上的施工荷載應(yīng)處于相對(duì)平衡狀態(tài)，合攏時(shí)也必須對(duì)稱(chēng)同步進(jìn)行，避免在合攏段端部造成相對(duì)變形，產(chǎn)生剪力差變位，影響產(chǎn)生次應(yīng)力和合攏精度。
?。?）合攏口剛性支撐的設(shè)計(jì)和臨時(shí)束的張拉力必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求實(shí)施。
?。?）合攏施工時(shí)，不宜引起該段施工的附加應(yīng)力，因此，在澆筑過(guò)程中需要調(diào)整兩懸臂端合攏施工荷載，使其變形相等，避免合攏段產(chǎn)生豎向應(yīng)力。調(diào)整懸臂合攏施工荷載，可設(shè)置水箱，注水調(diào)整。
（5）合攏段混凝土宜比梁體提高一個(gè)等級(jí)，并要求早強(qiáng)，最好采用微脹混凝土，應(yīng)做特殊配合比設(shè)計(jì)。
（6）合攏段混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)選在日氣溫較低，溫度變化幅度小的時(shí)間區(qū)內(nèi)進(jìn)行。澆筑完成后，時(shí)值氣溫開(kāi)始上升為宜。注意混凝土在澆筑時(shí)振搗和澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)，以防產(chǎn)生早期裂縫。
?。?）當(dāng)合攏段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，應(yīng)解除另一端的支座臨時(shí)固結(jié)約束，完成體系轉(zhuǎn)換。解除臨時(shí)固結(jié)約束后，應(yīng)注意觀察永久支座的下沉量，并做好記錄，以校核轉(zhuǎn)換效果。
（8）連續(xù)預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)按照設(shè)計(jì)的規(guī)定，一般先頂板后底板再腹板，先長(zhǎng)束后短束，并對(duì)稱(chēng)實(shí)施張拉。
2.5結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換及支座反力調(diào)整
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用懸臂澆筑施工時(shí)，梁的結(jié)構(gòu)形式要由靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為超靜定結(jié)構(gòu)。由于梁體在施工過(guò)程中及連續(xù)后所產(chǎn)生的內(nèi)力是不平衡的，以及施工荷載和體系轉(zhuǎn)換對(duì)梁體受力影響亦比較大，因此，有時(shí)有必要對(duì)支座進(jìn)行反力調(diào)整。以桂林漓江橋?yàn)槔R時(shí)支座設(shè)置在托架上，每墩4個(gè)，采用2500kN盆式橡膠支座作為懸臂澆筑中的平衡支點(diǎn)。因此，在懸臂澆筑中受力很大，為防止其受力不勻使箱梁產(chǎn)生較大的彎曲和扭轉(zhuǎn)，在0號(hào)塊張拉和壓漿完畢，對(duì)支座進(jìn)行反力調(diào)整。
2.6預(yù)應(yīng)力張拉和孔道灌漿
施加預(yù)應(yīng)力的方式很多，包括一端張拉、兩端張拉、對(duì)稱(chēng)張拉、超張拉、分批張拉、分階段張拉、分段張拉和補(bǔ)償張拉等。豎向孔道壓漿一直存在效果不理想的問(wèn)題，包括進(jìn)漿不通、壓漿不飽滿(mǎn)、壓漿起不到粘結(jié)、握裹作用等。為此應(yīng)盡量改進(jìn)壓漿工藝的方案，如：確保豎向壓漿管道暢通無(wú)阻，并在張拉端設(shè)置持壓裝置。在兩頭錨墊板上焊接一節(jié)長(zhǎng)6cm的鋼管，以增強(qiáng)錨墊板的承壓剛度，將豎向筋的波紋管固定在鋼管內(nèi)，并用膠布密封。在固定端管旁焊一節(jié)小鋼管，將壓漿塑料管插入，并使進(jìn)漿管牢固。上面錨墊板上斜鉆一孔，與管內(nèi)相通，作為排漿口排漿孔，并插一根小塑料管引出來(lái)，塑料管長(zhǎng)80cm作為持壓長(zhǎng)度，張拉錨固后，用高標(biāo)號(hào)混凝土密封張拉端。
參考文獻(xiàn)：
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