特大桥连续梁悬臂灌注施工探讨

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

摘要：叙述了特大桥特点以及悬臂段施工的内容，并从多方面叙述了关键技术及相应措施。
关键词：特大桥；连续梁；悬臂
0 引言
特大桥连续梁悬臂段施工首先进行挂篮拼装及试验，按照结构简单、拆装方便、安全可 靠、自重轻和变形小的原则，挂篮设计采用无平衡重桁架式结构，由军用梁、走道系统、后锚固系统、后吊带系统、前吊带系统、底模及侧模组成。分析预测立模预拱度，调整加固模板及挂篮各节点，绑扎钢筋，安装预应力管道，进行混凝土灌注和预应力张拉，然后孔道压浆。在混凝土灌注过程中，采用秒表计时的方法控制“T”构两悬臂端的混凝土浇筑速度差在2 m3以内。纵向预应力张拉完成后即可前移挂篮，进入下一节段悬浇施工【1】。
1 悬臂段施工
1.1 挂篮结构
挂篮是箱梁悬臂浇注的最主要施工机具，箱梁节段的模板安装、钢筋绑扎、预应力管道安装、混凝土浇筑、预施应力操作、压注灰浆等所有工作均在挂篮上进行，当一个梁段的施工程序完成后，挂篮即移向下一个梁段的承重结构。该桥梁悬浇施工采用“滑动式斜拉挂篮”，其设计达到了自重轻、结构简单、受力明确合理、承载力大、运行操作方便、坚固稳定、变形小、便于锚固及解体的目的，该挂篮的主要结构由主梁行走系统、拉带系统、锚固及限位系统、底模平台系统、模板系统组成【2】。
1.2 挂篮试压
为了保证挂篮结构的可靠性和清除非弹性变形，保证箱梁施工的安全质量，在使用挂篮前，应在结构某段进行实际混凝土重量1-3倍的静载模拟试压，并根据试压结果，推算各箱梁前段的抬高量。
1.2.1 计算原则：立足于试压实测数据，考虑主要影响因素，对部分数据进行合理修正，采用线性插值法进行合理推算。
1.2.2 考虑因素：斜拉带伸长(受力大小、角度、长度)、主横梁变形 (受力大小、角度、长度)、主梁前移影响值；主梁下垫物 压实。
1.2.3 试压方法：在挂篮两侧各设置8根直径15至24钢绞线，钢绞线下端用锚盘与自重系统联结，上端与YCD200T千斤顶联结，然后开动油泵进行加载，加载与卸载反复进2～4次， 直至消除非弹性变形为止。
1.2.4 推算结果：根据斜拉带应力相等，反算f“各梁段相当加压重量，推算结果。在以后浇筑混凝土时，按照箱梁设计高程与弹性曲线图进行施工标高的调整，可起到指导施工的作用。
2 合拢段施工
合拢段采用由挂篮改制而成的吊架施工。在灌注合拢段前，将T构两端的机械设备移至墩顶，并在跨中悬臂端放置水箱配重，用来平衡“T”构两端力矩。合拢前用千斤顶施加水平顶力，锁定劲性骨架，临时张拉预应力束，对于五孔悬臂梁则需进行临时支座与永久支座的转换。合拢段宜采用早强、微膨胀混凝土，浇筑混凝土选择一天中温度最低时段进行。
3 关键技术及相应对策
3.1 线形控制
如何做到合拢段前两端竖向挠度的偏差和主梁轴线的横向偏差不超过容许范围、满足设计桥面线形，技术难度较大。对此采取了施工一量测一分析一预告一施工的循环过程来进行控制。利用桥梁软件进行仿真计算分析、识别和调整，对下一未浇筑梁段的立模标高作出预测。
测定的内容有：节段的挠度变化值、应力与温度变化值、挂篮自身的弹性变形及下一节段的恒载。
挠度观测点对称布置在每个施工块段前端5m处的腹板正上方。在施工过程中，对每一截面进行立模、混凝土浇筑前后、预应力张拉前后的标高观测，以便掌握各点的挠度及箱梁曲线的变换历程。为了减小温度对挠度观测的影响，观测时间定在早7点之前和晚6点之后。应力及温度观测点布置在梁前端1.5 rn的顶板和底板，内埋8只EM-4型振弦式传感器，并分别在距承台顶及梁底1 rn的桥墩表面布置了测点，每个截面布置4只4000型振弦式传感器，用来监测桥墩在连续悬臂梁灌注期间的稳定性和梁段施工时的不平衡影响。通过建立模型仿真计算分析预测，有效解决了线形的控制。
3.2 挂篮移位走行
悬浇施工中，挂篮走行移位是一关键。如走行过程中挂篮的位移量或两挂篮距墩中心的距离差值过大将造成T构两端的受力不平衡，使预测的立模标高与实际参数出入较大，直接影响到梁体线形的控制，同时存在着挂篮的稳定和既有公路、铁路 的安全问题。对此应采取如下措施：
①道梁上作位移量准确标记，来控制挂篮的同步走行。
②在外滑梁尾部焊接限位角钢和走行反向设倒链辅助控制来防止挂篮脱落和以箱梁底板预留的后吊带孔与底板后托梁吊带孔对齐限定，解决了挂篮走行的限位 。
③利用梁体本身的竖向精轧螺纹钢与走道梁连接固定。
④挂篮在既有行车线上走行时，在满足界限和设计荷载的条件下，采取挂篮底板满铺竹胶板及花纹钢板、四周挂设细目钢丝防护网封闭挂篮。
3.3 体系转换
悬臂梁施工中结构体系转换至关重要，合拢段施工又是重中之重。若体系转换不当，会使整个梁体的受力发生变化，造成梁体应力集中，直接导致线形不圆顺，甚至梁体破坏。三孔刚构连续梁的体系转换过程是2个“T”构向双悬臂的转换，边跨合拢完成后，转换成刚构连续。五孔连续梁的体系转换过程是由“T”构转向单悬臂，最后合拢中跨，完成连续梁的体系转换。在体系转化过程中，如何确保体系在转换过程中结构内力的调整分配满足设计要求、消除混凝土收缩徐变次内力、合拢段悬臂端的变形协调、如何解决五跨连续梁墩梁临时固结和锁定的技术问题，成为体系转换的关键因素【3】。根据以上施工难题，应采取以下措施：
①合拢次边跨及中跨时，焊接劲性骨架，再利用永久的4束预应力束临时张拉，以抵抗温差产生的收缩徐变，保证合拢前后结构变形协调。劲性骨架采用56号工字钢并排焊接而成。
②三孔刚构连续梁跨 中合拢段悬臂端 的顶板 和底板预埋承力板 ，用液压千斤顶施加水平顶力760 kN，水平顶开量46 mm。
③中跨合拢段浇筑混凝土前，在两悬臂端配置与混凝土重量相当的水箱作为压重，浇筑过程中放水卸载，使合拢段始终处于稳定状态。
④五孔连续梁墩梁固结的措施为：在永久支座四周设置由混凝土与硫磺砂浆制作的临时支座来承受梁体在体系转换前的压力，并在墩内预埋精轧螺纹钢与梁体连接，以承受悬臂施工产生的拉应力。合拢段施工时在完成劲性骨架安装后拆除临时固结，切断螺纹钢，转换到永久支座上，并临时锁定墩顶支座。张拉预应力束，完成体系转换。临时锁定的结构为分别在0号块梁底和墩顶上预埋钢板。用型钢施焊连接，将梁体与墩身临时锁定。   
4 结语
预应力悬臂连续梁是施工中的一个难点，预应力张拉的好坏直接影响到梁体的正常使用和使用寿命，预应力的张拉应根据实际情况，合理确定施工方案，通过建立仿真模型计算分析预测，解决线形控制。合理解决悬臂体系的转化等在预应力悬臂梁中是至关重要的。
参考文献：
【1】林凤国.洲河大桥连续梁悬臂灌注施工技术[J].铁道标准设计，2000年12月第20卷第12期.
【2】王立中；李亮；樊云龙.十堰堵河特大桥悬臂浇筑施工监控[J].路基工程，2008年第2期.
【3】仗剑峰；鲍德安.变截面连续梁悬臂浇筑法施工技术[J].中国市政工程，2005年第5期.