淺談預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂灌筑法施工技術(shù)

1、    淺談預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂灌筑法施工技術(shù)            作者：李學(xué)平時間：2010-3-19 11:06:00                     論文關(guān)鍵詞橋梁懸臂灌筑施工技術(shù)論文摘要首先簡要介紹懸臂灌筑法,然后對0

2、#段施工、掛籃施工、梁段懸灌施工和合攏施工進(jìn)行詳細(xì)的論述,對同類型橋梁的施工具有較強(qiáng)的借鑒和參考價(jià)值。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是近年來鐵路、公路廣泛采用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式,它以受力合理、橋形美觀、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛的歡迎,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法很多,有支架現(xiàn)澆法、懸臂澆筑法、懸臂拼裝法、頂推法、移動模架法、大型浮吊施工法和旋轉(zhuǎn)施工法等,其中懸臂澆筑法在較大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋中應(yīng)用最多,因此,研究大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂澆筑法有重要的意義。 一、懸臂灌筑法 懸臂灌筑法又稱掛籃法。在墩柱兩側(cè)常采用托架支撐,灌筑一定長度的梁段,稱為起步長度。以此節(jié)段為起點(diǎn),通過掛籃的前移

3、,對稱平衡地向兩側(cè)逐段灌筑混凝土,并施加預(yù)應(yīng)力,如此循環(huán)作業(yè),每澆筑完一段(38m),待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線,然后向前移動掛籃,進(jìn)行下一段施工。懸臂灌筑施工時梁體一般分四大部分澆筑,主要程序如下:1.在墩頂托架上澆筑0#段,并實(shí)施墩梁臨時固結(jié)系統(tǒng)。2.在0號段上安裝懸臂掛藍(lán),向兩側(cè)依次對稱地分段澆筑主梁至合龍前段。3.在臨時支架或梁端與邊墩間的臨時托架上支模澆筑現(xiàn)澆梁段。4.主梁合攏段可澆筑。 二、0#段施工技術(shù) 在各梁段中,0#段的縱向預(yù)應(yīng)力束根數(shù)最多,普通鋼筋密布,管道縱橫,構(gòu)造復(fù)雜,施工難度極大,是梁段施工的關(guān)鍵。 (一)施工流程 預(yù)埋牛腿及鋼立柱支立焊接立柱頂及牛腿

4、頂調(diào)平、放線加設(shè)分配梁安裝底模及外側(cè)模安裝底板及腹板鋼筋和豎向筋安裝小部分側(cè)模及倒角模板澆注底板鹼及養(yǎng)生安裝頂板鋼筋及縱、橫向設(shè)管道澆注頂板鹼養(yǎng)生張拉及壓漿轉(zhuǎn)入下道工序。 (二)施工要點(diǎn) 1.墩身施工完成后,在矩形空心墩墩壁之間底托采用20mm厚的鋼板,鋼板橫向間距1.0m,在鋼板上安裝橫擔(dān)工字鋼后,縱向鋪設(shè)工字鋼,間距0.5m,在工字鋼上安裝木排架,在木排架上鋪設(shè)0#段底模。 2.支架拼裝好以后,采用砂袋法或水箱加水進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓荷載按0#段混凝土重量及其它相關(guān)施工荷載總重量的1.25倍考慮。 3.0#段施工時,根據(jù)安裝掛籃需求,預(yù)留好各種預(yù)留孔道及預(yù)埋筋,以便掛籃拼裝時能準(zhǔn)確就位。 4.0

5、#段鋼筋及管道密集,鋼束管道位置采用定位鋼筋網(wǎng)片固定,定位鋼筋網(wǎng)片牢固地焊在鋼筋骨架上,定位鋼筋網(wǎng)片間距為0.5m,并且定位鋼筋網(wǎng)片所焊的鋼筋骨架與水平鋼筋采用點(diǎn)焊,防止管道位置移動。當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道位置與骨架鋼筋發(fā)生沖突時,保持管道位置不變,適當(dāng)移動普通鋼筋位置。    5.0#段管道密集,混凝土澆筑后采用高壓水管沖洗管道。豎向預(yù)應(yīng)力壓漿孔設(shè)在箱梁腹板內(nèi)側(cè)面,在豎向波紋管上開孔設(shè)置注漿孔,并用密封膠帶密封。 6.0#段腹板混凝土澆筑時,在內(nèi)模處留設(shè)混凝土側(cè)窗及搗固孔,以減少混凝土自由傾落高度,防止混凝土離析和對管道的過度沖擊,并避免搗固棒與管道猛烈碰撞,澆

6、筑至預(yù)留孔位置后,封閉并加固側(cè)窗,繼續(xù)向上施工。 三、掛籃施工 掛籃是大跨徑箱梁懸臂澆筑法施工的主要設(shè)備,在施工中受深水、高墩、峽谷及氣候等影響小,可以充分利用有限的空間,多次重復(fù)使用,易于掌握施工工藝和保證施工質(zhì)量,在施工中對節(jié)段的施工誤差可以不斷地進(jìn)行調(diào)整,從而保證懸灌施工的精度。 (一)施工流程 在0#段安裝掛籃,作主錨和底錨主梁打支撐作掛籃靜載試驗(yàn)調(diào)整模板澆筑l#段混凝土縱向預(yù)應(yīng)力穿束張拉前吊帶、底錨桿卸載脫模板鋪設(shè)軌道梁落下主梁支撐走行吊帶吊起前后托梁解除主錨檢查走行輪、反扣輪和液壓牽引系統(tǒng),清理掛籃前行障礙,做好前移準(zhǔn)備啟動油缸,T構(gòu)兩端兩個掛籃對稱前移,掛籃走行到位先作主錨和底錨

7、打起主梁支撐調(diào)模就位,綁扎鋼筋、管道,澆筑混凝土進(jìn)入下一循環(huán)。 (二)施工要點(diǎn) 1.掛籃的安裝標(biāo)高要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行安裝; 2.預(yù)埋孔要準(zhǔn)確設(shè)置,不得使聯(lián)桿受彎; 3.錨固螺栓要借助千斤頂將其擰緊; 4.中間錨固系統(tǒng)的前端斜聯(lián)桿和斜拉橋纜索內(nèi)的預(yù)應(yīng)力,要每根相等,準(zhǔn)確地按工藝中給定的值或試驗(yàn)后的調(diào)整力進(jìn)行設(shè)置; 5.外側(cè)模板在錨墊板處不要包死; 6.兩側(cè)錨固系統(tǒng)的墊梁前鉤與斜拉橋主梁的接觸面一定要找平,如不平必須進(jìn)行整修; 7.掛籃安裝時一定要使每個調(diào)高楔塊與斜拉橋主梁頂緊,并在主析后支架上用楔子楔緊; 8.新舊混凝土相連處模板一定要用螺栓聯(lián)接,以免掛籃變形較大時漏漿; 9.懸灌混凝土?xí)r,必

8、須從掛籃的前端分層均勻地向掛籃的尾端灌注; 10.掛籃在走行時,一定要平穩(wěn)向前移動,如有偏斜等情況要及時進(jìn)行調(diào)整; 11.掛籃在施工時要經(jīng)常進(jìn)行檢查,如有異常要及時與技術(shù)人員聯(lián)系; 12.錨固系統(tǒng)和牽索系統(tǒng)的螺桿及螺母等要經(jīng)常涂黃油進(jìn)行保養(yǎng),并在拆除時不要碰傷; 13.模板在安裝前要進(jìn)行整修,并涂脫模劑; 14.千斤頂要認(rèn)真保養(yǎng),防止碰傷、雨淋等; 15.牽索系統(tǒng)的吊耳、元寶梁等,主要受力部件要設(shè)專人進(jìn)行看護(hù),發(fā)現(xiàn)有異常及時進(jìn)行處理。 四、梁段懸灌施工 梁段混凝土的懸臂灌注一般用泵送,坍落度一般控制在1418cm,并應(yīng)隨溫度變化及運(yùn)輸和澆注速度做適當(dāng)調(diào)整。 (一)施工流程 掛籃設(shè)計(jì)、加工掛籃安

9、裝、試驗(yàn)進(jìn)入下一懸灌段施工(外模安裝、校正鋼筋綁扎、焊接,預(yù)應(yīng)力管道安裝內(nèi)模、端模安裝混凝土澆筑縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉移動掛籃并定位縱向預(yù)應(yīng)力管道壓漿)豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉及壓漿橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉及壓漿。 (二)施工要點(diǎn) 1.箱梁各節(jié)段混凝土在澆注前,必須嚴(yán)格檢查掛籃中線,掛籃底模標(biāo)高;縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力束管道;鋼筋、錨頭、人行道及其它預(yù)埋件的位置,認(rèn)真核對無誤后方可灌注混凝土。為了保證箱梁的設(shè)計(jì)線形,應(yīng)制定線形控制方案,確定各階段的立模標(biāo)高。 2.若能全斷面一次灌注最好,否則應(yīng)按以下順序灌注。 (1)二次灌注:第一次由底板至腹板下承托;第二次為剩余部分。 (2)三次灌注第一次由底板至腹板下承托;第二次

10、由腹板下承托至腹板上承托預(yù)應(yīng)力管道密集處以上,第三次由腹板上承托至頂板。    3.混凝土的灌注宜先從掛籃前端開始,以使掛籃的微小變形大部分實(shí)現(xiàn),從而避免新、舊混凝土間產(chǎn)生裂縫。 4.各節(jié)段預(yù)應(yīng)力束管道在混凝土灌注前,宜在波紋管內(nèi)插入硬塑管作襯填,以防管道被壓癟;管道的定位筋應(yīng)用短鋼筋做成井字形,并與箱梁鋼筋網(wǎng)架妥為固定,定位筋間距保持0.5-0.8m左右,以防混凝土振搗過程中波紋管道上浮,引起預(yù)應(yīng)力張拉時產(chǎn)生沿管道法向的分力,釀成事故。 5.箱梁混凝土灌注完畢后,立即用通孔器檢查管道,處理因萬一漏漿等情況出現(xiàn)的堵管現(xiàn)象。 6.施工時應(yīng)在掛籃上設(shè)風(fēng)雨蓬,

11、避免混凝土因日曬雨淋而影響質(zhì)量。 五、合攏施工 合攏段施工時通常由兩個掛籃向一個掛籃過渡,所以先拆除一個掛籃,用另一個掛籃走行跨過合攏段子至另一端懸臂施工梁段上,形成合攏段施工支架。合攏段長度一般采用1.5-2.0m,宜在低溫合攏。應(yīng)采用臨時鎖定措施,張拉部分預(yù)應(yīng)力筋,澆筑合攏段混凝土,待合攏段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,張拉其余預(yù)應(yīng)力筋,最后再拆除鎖定裝裝置。合攏段施工是體系轉(zhuǎn)換的過程,通過合攏段的施工,使橋梁完成體系的轉(zhuǎn)換。首先進(jìn)行邊跨合攏,最后進(jìn)行中跨合攏;邊跨合攏采用吊架施工,待現(xiàn)澆段施工結(jié)束后,混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即可進(jìn)行邊跨合攏段的施工;跨合攏段的勁性骨架待邊跨混凝土澆筑后,邊跨掛籃

12、拆除后才能合攏。(一)邊跨合攏 邊跨合龍段在懸臂端和支架現(xiàn)澆段之間。支架現(xiàn)澆段是相對穩(wěn)定的,而懸臂端在溫度變化、日照、風(fēng)力等影響下,會發(fā)生軸向伸縮、豎向撓曲及水平向偏移變形。在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉之前,尤其是混凝土澆筑早期,這些變形可能導(dǎo)致合龍段混凝土開裂,施工工藝應(yīng)保證合龍段適應(yīng)這些變形,避免裂縫的出現(xiàn)。 為了保證合龍段混凝土澆筑并達(dá)到強(qiáng)度期間懸臂端和支架現(xiàn)澆段之間的相對位置不發(fā)生變化,抵抗溫度升高使得懸臂縱向伸長產(chǎn)生的壓應(yīng)力等的作用,合龍前要焊接頂?shù)装鍎傂灾窝b置及剪力撐裝置;還要張拉臨時預(yù)應(yīng)力鋼筋以抵消兩端因溫度降低而縮短所產(chǎn)生的拉應(yīng)力,這樣通過設(shè)置承受壓力及拉力的裝置使合龍段混凝土得到保護(hù)。

13、 合龍段位置設(shè)于支架現(xiàn)澆段和懸臂端之間的掛籃上,支設(shè)模板時與兩端澆筑成型的混凝土加緊,保證接口的平整滑順。 (二)中跨合攏 中跨合龍段是兩個中間墩懸臂澆筑梁段的合龍,由于兩邊均為懸臂段,溫度等外界因素的影響會更加顯著。合攏前將一側(cè)掛籃后退,合攏位置另一側(cè)掛籃前進(jìn),利用掛籃合攏。 中跨合攏的具體措施與邊跨合攏段基本相同。 (三)施工流程 掛籃前移就位頂、底板剛性支撐安裝剪力撐安裝焊接穿臨時束撐緊剛性支撐張拉臨時束混凝土澆注混凝土的養(yǎng)護(hù)達(dá)強(qiáng)度的80%拆除體外支撐張拉永久鋼束拆模及其它。 (四)施工要點(diǎn) 1.合攏段混凝土澆筑時間應(yīng)選在日氣溫較低,溫度變化幅度較小時鎖定并灌注合攏段混凝土。 2.全橋必

14、須同時均衡對稱合攏。 3.合攏處剛性支撐的設(shè)計(jì)和臨時束的張拉力必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求實(shí)施。剛性支撐鎖定時間根據(jù)連續(xù)觀測結(jié)果確定,要求在梁體相對變形最小和溫度變化幅度最小的時間區(qū)間內(nèi),對稱、均衡、同步鎖定。 4.合攏施工時,不宜引起該段施工的附加應(yīng)力,因此,在澆筑過程中需要調(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)整懸臂端合攏施工荷載,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等級,并要求早強(qiáng),最好采用微膨脹混凝土,并需做特殊配比設(shè)計(jì)。 6.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,一般為先頂板后底板再腹板,先長束后短束,并對稱實(shí)施張拉。 7.在合攏以前應(yīng)對箱梁頂面標(biāo)高及軸線進(jìn)行聯(lián)測,并連續(xù)觀測氣溫變化及梁體相對標(biāo)高的變化和軸線偏移量,觀測合攏段在溫度影響下的梁體長度變化,以確定合攏時間,并為選擇合攏臨時鎖定方式提供依據(jù)。 8.合攏段混凝土灌注完成后養(yǎng)生期間,要做好合攏段的降溫工作。常用的降溫措施有:梁頂面灑水降溫,梁側(cè)噴水降溫,箱梁內(nèi)灑水及通風(fēng)降溫。 9.