平衡懸臂施工法

1、平衡懸臂施工法懸臂施工法建造懸臂與連續(xù)體系橋梁時(shí)， 不需要在河中搭設(shè)支架， 而直接從 已建墩臺(tái)頂部逐段向跨徑方向延伸施工， 每延伸一段就施加預(yù)應(yīng)力使其與成橋部 分聯(lián)接成整體。一、懸臂施工關(guān)鍵采用懸臂施工法時(shí)，需要特別注意兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題： 1在施工過(guò)程中必須保證墩與梁固結(jié) 用懸臂施工法從橋墩兩側(cè)逐段延伸來(lái)建造預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋時(shí)， 為了承 受施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的不平衡力矩， 保證施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠， 就需要 采取措施使墩頂?shù)牧闾?hào)塊件與橋墩臨時(shí)固結(jié)起來(lái)，待需要解除固結(jié)時(shí)切斷。當(dāng)橋不高， 水又不深而易于搭設(shè)臨時(shí)支架時(shí)采取支架式固結(jié)措施， 在此情況 下，拼裝中的不平衡力矩完全靠梁段的自重來(lái)保持穩(wěn)

2、定； 當(dāng)利用臨時(shí)立柱和預(yù)應(yīng) 力筋來(lái)錨固上下部結(jié)構(gòu)的固結(jié)方法時(shí)， 預(yù)應(yīng)力筋的下端埋固在基礎(chǔ)承臺(tái)內(nèi)， 上端 在箱梁底板上張拉并錨固， 借以使立柱在施工過(guò)程中始終受壓， 以維持穩(wěn)定； 在 橋高水深的情況下， 也可以采用圍建在墩身上部的三角形撐架來(lái)敷設(shè)梁段的臨時(shí) 支承，并可使用砂筒作為懸臂拼裝完畢后轉(zhuǎn)換體系的卸架設(shè)備。 臨時(shí)梁墩固結(jié)要 考慮兩側(cè)對(duì)稱施工時(shí)有一個(gè)梁段超前的不平衡力矩， 應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性， 穩(wěn)定系數(shù) 不小于 1.5。2必須充分考慮施工期體系轉(zhuǎn)換問(wèn)題結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換是指在施工過(guò)程中， 當(dāng)某一施工程序完成后， 橋梁結(jié)構(gòu)的受力 體系發(fā)生了變化， 如簡(jiǎn)支體系變化為懸臂體系或連續(xù)體系等等， 這種變化過(guò)程稱

3、 為體系轉(zhuǎn)換。下面以三孔連續(xù)梁懸臂施工為例來(lái)說(shuō)明其體系轉(zhuǎn)換過(guò)程。在墩梁固結(jié)以后從橋墩向兩側(cè)用對(duì)稱平衡的懸臂施工法建造雙懸臂梁， 此時(shí) 的結(jié)構(gòu)體系如同 T 型剛構(gòu)；在臨時(shí)支架上澆注（或拼裝）不平衡的邊孔邊段，安 裝端支座， 拆除臨時(shí)固結(jié)措施， 使墩上永久支座進(jìn)入工作， 此時(shí)結(jié)構(gòu)屬單懸臂體 系；繼續(xù)澆注（或拼裝）中跨中央段，使體系轉(zhuǎn)換成三跨連續(xù)梁，采用這種體系 轉(zhuǎn)換方式， 只有小部分后加荷載 （橋面鋪裝和人行道） 以及活載才具有連續(xù)梁的 受力效果， 因此梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋大部分按懸臂彎矩圖布置， 體系連續(xù)后再在跨中 區(qū)段張拉承受正彎矩的預(yù)應(yīng)力筋。懸臂施工法不受橋高、 河深等影響， 適應(yīng)性強(qiáng)， 目前不僅

4、適用于懸臂與連續(xù) 梁體系梁橋的施工， 而且還廣泛應(yīng)用于混凝土斜拉橋以及鋼筋混凝土拱橋等施工 中。、懸臂施工分類按照梁體的制作方式， 懸臂施工法又可分為懸臂澆注和懸臂拼裝兩類。 下面 分別介紹這兩種方法。1懸臂澆注法懸臂澆注施工目前主要采用掛籃懸臂澆注施工。 掛籃懸臂澆注施工系利用懸 吊式的活動(dòng)腳手架 （或稱掛籃） 在墩柱兩側(cè)對(duì)稱平衡地澆注梁段混凝土 （每段長(zhǎng) 25m）,每澆注完一對(duì)梁段，待達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力筋并錨固， 然后向前 移動(dòng)掛籃，進(jìn)行下一梁段的施工，直到懸臂端為止。掛籃主要有梁式掛籃、斜拉 式掛籃及組合斜拉式掛籃三種。梁式掛籃結(jié)構(gòu)由底模架、懸吊系統(tǒng)、承重結(jié)構(gòu)、行走系統(tǒng)、平衡重、錨

5、固系 統(tǒng)及工作平臺(tái)等部分組成。 掛籃的承重結(jié)構(gòu)可用萬(wàn)能桿件或貝雷架拼成， 或采取 專門設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，它除了要能承受梁段自重和施工荷載外，還要求具備自重輕、 剛度大、變形小、穩(wěn)定性好、行走方便等特點(diǎn)。斜拉式掛籃也稱輕型掛籃。 隨著橋梁跨徑越來(lái)越大， 為了減輕掛籃自重， 以 達(dá)到減少施工階段增加的鋼絲束， 在梁式掛籃的基礎(chǔ)上研制了斜拉式掛籃。 斜拉 式掛籃承重結(jié)構(gòu)采用縱梁、立柱、前后斜拉桿組成，其桿件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力 明確，承重結(jié)構(gòu)輕巧， 其他構(gòu)造系統(tǒng)與梁式掛籃相似。 我國(guó)重慶長(zhǎng)江大橋施工過(guò) 程中采用的斜拉式掛籃， 其承重結(jié)構(gòu)由箱形截面鋼梁和鋼帶拉桿組成， 行走系統(tǒng) 用四氟乙烯滑板。這種掛籃結(jié)構(gòu)的

6、用鋼量比萬(wàn)能桿件節(jié)省了 1/3，使用也方便， 取得了良好效果。組合斜拉式掛籃。它是在斜拉式掛籃的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的一種新的結(jié)構(gòu)形 式。承重結(jié)構(gòu)包括主梁、主上橫梁、前上橫梁和后上橫梁組成一體，承受和傳遞 斜拉帶及內(nèi)、外滑梁的荷重。懸吊系包括斜拉帶、下后錨帶、內(nèi)外滑梁吊帶。主 梁后部有水平和豎向限位器， 其功能除固定掛籃位置外， 還起傳遞施工荷載的作 用。掛籃行走時(shí)豎向限位器換成壓輪， 以控制掛籃行走時(shí)的穩(wěn)定性。 掛籃自重更 輕，其承重比不大于0.4,其最大變形量不大于 20mm,行走方便，箱梁施工周 期更短。用掛籃澆注墩側(cè)第一對(duì)梁段時(shí)， 由于墩頂位置受限， 往往需要將兩側(cè)掛籃的 承重結(jié)構(gòu)連在一起，

7、 待澆注到一定長(zhǎng)度后再將兩側(cè)承重結(jié)構(gòu)分開。 如果墩頂位置 過(guò)小，開始用掛籃澆注發(fā)生困難時(shí)， 可以設(shè)立局部支架來(lái)澆注墩側(cè)的前幾對(duì)梁段， 然后再安裝掛籃。每澆注一個(gè)箱形梁段的工藝流程為：移掛籃裝底、側(cè)模裝底、肋板鋼筋和預(yù)留管道裝內(nèi)模裝頂板鋼筋、預(yù)留管道澆注混凝土養(yǎng)生穿頂預(yù)應(yīng)力筋、張拉和錨固管道壓漿。懸臂澆注一般采用由快凝水泥配制的強(qiáng)度等級(jí) C40C60混凝土。在自然條 件下，澆注3036h，混凝土強(qiáng)度就可達(dá)到30MP左右（接近標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%）, 這樣就可以加快掛籃的移位。目前每段施工周期約為 710d,視工作量、設(shè)備、 氣溫等條件而異。懸臂澆注法施工的主要優(yōu)點(diǎn)是： 不需要占地很大的預(yù)制場(chǎng)； 逐段

8、澆注、 易于 調(diào)整和控制梁段的位置， 且整天性好； 不需要大型機(jī)械設(shè)備； 主要作業(yè)在設(shè)有頂 棚、養(yǎng)生設(shè)備等的掛籃內(nèi)進(jìn)行， 可以做到施工不受氣候條件影響； 各段施工屬嚴(yán) 密的重復(fù)作業(yè)，需要施工人員少，技術(shù)熟練快，工作效率高等。主要缺點(diǎn)是：梁 體部分不能與墩柱平行施工，施工周期長(zhǎng)，而且懸臂澆注的混凝土加載齡期短， 混凝土收縮和徐變影響較大。最常采用懸臂澆注法施工的跨徑為 50120m。2懸臂拼裝法 懸臂拼裝法施工是在工廠或橋位附近將梁體沿軸線劃分成適當(dāng)?shù)膲K件進(jìn)行 預(yù)制，然后用船或平板車從水上或已建成部分橋位上運(yùn)至架設(shè)地點(diǎn)， 并用活動(dòng)吊 機(jī)等起吊后向墩柱兩側(cè)對(duì)稱均衡地拼裝就位， 張拉預(yù)應(yīng)力筋， 重復(fù)

9、這些工序直至 拼裝完懸臂梁全部塊件為止。因此，懸臂拼裝的基本施工工序是：梁段預(yù)制、移 位、堆放和運(yùn)輸、梁段起吊拼裝和施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)制的長(zhǎng)度取決于運(yùn)輸、 吊裝設(shè)備的能力， 實(shí)踐中已采用的塊件長(zhǎng)度為 1.4 6m。塊件質(zhì)量為14170t。但從橋跨結(jié)構(gòu)和安裝設(shè)備統(tǒng)一來(lái)考慮，塊件的最佳 尺寸應(yīng)使質(zhì)量在3560t范圍內(nèi)。預(yù)制尺寸要求準(zhǔn)確，特別是拼裝接縫要密貼， 預(yù)留孔道的對(duì)接要順暢。 為此，通常采用間隔澆鑄法來(lái)預(yù)制塊件， 使得先完成塊 件的端面成為澆注相鄰塊件時(shí)的模板。 在澆注相鄰塊件之前， 應(yīng)在先澆筑塊件端 面上涂刷肥皂水等隔離劑， 以便分離出坑。 在預(yù)制好的塊件上應(yīng)精確測(cè)量各塊相 對(duì)高程，在接縫處作

10、出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志， 以便拼裝時(shí)易于控制塊件位置， 保證接縫密貼， 外形準(zhǔn)確。預(yù)制塊件的懸臂拼裝可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置和設(shè)備條件采用不同的方法實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)靠 岸邊的橋跨不高且可在陸地或便橋上施工時(shí)， 可采用自行式吊車、 門式吊車來(lái)拼 裝。對(duì)于河中橋孔，也可采用水上浮吊進(jìn)行安裝。如果橋墩很高、或水流湍急而 不便在陸上、水上施工時(shí)，就可利用各種吊機(jī)繼續(xù)高空懸臂施工。用沿軌道移動(dòng)的伸臂吊機(jī)進(jìn)行拼裝時(shí)， 預(yù)制塊件可運(yùn)至橋下。 國(guó)外用此法曾 拼裝了長(zhǎng)6m、重170t的箱形塊件；用拼拆式活動(dòng)吊機(jī)進(jìn)行懸臂拼裝，吊機(jī)的承 重結(jié)構(gòu)與懸臂澆注法中的掛籃結(jié)構(gòu)相仿， 不過(guò)在吊機(jī)就位固定后起重平車可沿承 重梁頂面的軌道縱向移動(dòng)， 以便拼

11、裝時(shí)調(diào)整位置； 用纜索起重機(jī)吊運(yùn)和拼裝塊件 的方法適用于起重機(jī)跨度不太大， 塊件質(zhì)量也較輕的場(chǎng)合； 在無(wú)法用浮運(yùn)設(shè)備運(yùn)送塊件至橋下面需要從橋的一岸出發(fā)修建多孔大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁時(shí)，還可以采用特制的自行式的懸臂閘門式吊機(jī)進(jìn)行懸臂拼裝施工。懸臂拼裝時(shí)，預(yù)制塊件間接縫的處理分濕接縫、干接縫和半干接縫等幾種形 式。需要將伸出鋼筋焊接后灌混凝土的濕接縫， 通常僅用于拼裝與墩柱連接的第 一對(duì)塊件和在支架上拼裝的岸邊孔橋跨結(jié)構(gòu)。 在滿足抗剪強(qiáng)度要求的情況下，也 可采用無(wú)伸出鋼筋而僅填筑水泥砂漿的平面濕接縫。濕接縫的施工費(fèi)時(shí)，但它有利于調(diào)整塊件的拼裝位置和爭(zhēng)強(qiáng)接頭的整體性。密貼的平面或齒形干接縫可以簡(jiǎn) 化

12、拼裝工作，早期曾有采用，但由于接縫滲水會(huì)降低裝配結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和耐久 性，故目前已很少應(yīng)用。在懸臂拼裝中采用最為廣泛的是應(yīng)用環(huán)氧樹脂等膠結(jié)材 料使相鄰快件黏結(jié)的膠接縫。膠接縫能消除水分對(duì)接頭的有害作用，因而能提高 結(jié)構(gòu)的耐久性，除此以外，膠接縫還比干接縫具有較大的抗剪能力。 膠接縫可以 做成平面型、多齒型、單階型和單齒型等形式，齒型和單階型的膠接縫用于塊件 間摩阻力和黏結(jié)力不足以抵抗梁體剪力的情況， 單階型的膠接縫在施工中拼接最 為方便。半干接縫的構(gòu)造是以已拼裝塊件的頂板和底板作為拼裝塊件的支托，而在腹板端面上有形成骨架的伸出鋼筋， 待澆注混凝土后使塊件結(jié)合成整體。 這種 接縫可用來(lái)在拼裝過(guò)程中調(diào)整懸臂的平面和立面位置。根據(jù)懸臂拼裝的經(jīng)驗(yàn)，在