預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋懸臂澆筑法

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋懸臂澆筑法預(yù)應(yīng)力鋼筋商品混凝土連續(xù)梁橋能充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的特性，使結(jié)構(gòu)輕型化，具有很大的跨越能力，而且它可以有效地避免商品混凝土的開裂，特別是處于負(fù)彎矩區(qū)的橋面板的開裂。除此之外，預(yù)應(yīng)力商品混凝土連續(xù)梁橋還能節(jié)省材料、變形和緩、伸縮縫少，剛度大、行車平穩(wěn)，養(yǎng)護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)，所以在近代橋梁建筑中已得到越來越多的應(yīng)用。本文著重就預(yù)應(yīng)力鋼筋商品混凝土連續(xù)梁橋在采用懸臂澆筑（掛籃施工）時在懸臂施工的程序、墩梁臨時固結(jié)和措施、施工過程中變形的控制、合攏段的施工、結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換等方面淺談一下自己在實(shí)踐中的體會和應(yīng)注意解決的問題。一、刖言當(dāng)高水陽江橋大橋，該橋主橋采用25+45+25米的預(yù)應(yīng)力商品混凝土連續(xù)箱梁，全長95m，橫截面為單箱單室。三跨變截面預(yù)應(yīng)力商品混凝土連續(xù)預(yù)應(yīng)力商品混凝土連續(xù)梁，根據(jù)變力情況采用單向預(yù)應(yīng)力，其縱向預(yù)應(yīng)力筋采用符合ASTM416-900270級標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。主橋按懸臂澆筑法施工，以2號墩、3號墩為兩個T構(gòu)，單T劃分9個梁段，施工時最大懸臂長度21.5m，懸臂澆筑最大長度3m，最大重量473KN，單T澆筑最大不平衡力控制在300KN以內(nèi)。本文即結(jié)合此工程實(shí)例，淺顯地談一談預(yù)應(yīng)力鋼筋商品混凝土懸臂澆筑（掛籃施工）的方法和在施工中應(yīng)注意的問題。二、懸臂澆筑法施工（掛籃施工）懸臂施工法是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑商品混凝土，待商品混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動機(jī)具、模板繼續(xù)施工。預(yù)應(yīng)力商品混凝土連續(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)計中在考慮施工過程的應(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。內(nèi)時為使施工受力與運(yùn)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)力商品混凝土連續(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(diǎn)。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、0#梁段施工0#梁段施工，首先通過預(yù)埋在主墩墩身里的特制點(diǎn)板，用“N”型萬能桿件拼組桁架式扇形托架，四片主桁聯(lián)結(jié)形式桁架式結(jié)構(gòu)，其上鋪設(shè)兩層型鋼墊梁。支架預(yù)壓采用液壓千斤頂施加集中力進(jìn)行等效預(yù)壓，以消除支架的非彈性變形，然后立模、澆筑0#。0#梁段外模采用大塊鋼模板，以確保梁體的外觀質(zhì)量。2、掛籃懸臂施工0#梁段施工完成后，在其上部拼裝掛籃，懸臂對稱逐段澆筑各標(biāo)準(zhǔn)段。其工藝流程如下：掛籃是懸臂澆筑法施工的主要設(shè)備，它可沒軌道走行，支承在已完成的梁段上，用以進(jìn)行下一個梁段的施工。（1）掛籃的結(jié)構(gòu)形式：菱形掛籃由菱形桁架，懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、底模平面、內(nèi)外模板及走行系統(tǒng)組成。（2）主要特點(diǎn)①菱形掛籃外形美觀，結(jié)構(gòu)簡單，桿件受力明確。②作業(yè)面寬闊，便于鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝，能加快施工速度，縮短梁段施工循環(huán)周期。根據(jù)其它箱梁使用情況，梁段最短施工周期5.2天，平均6-8天。③利用桁架前后支座，使桁架在軌道上走行，無需平衡重，操作方便，移動靈活、平衡，外模，底模隨桁架一次到位。掛籃移動時間短，一般只需2-4小時即可就位。④掛籃自重輕，利用系數(shù)高，是目前我國利用系數(shù)最高的掛籃。⑤掛籃剛度大，彈性變形小，立模時只需一次調(diào)整標(biāo)高，灌注商品混凝土過程中不需再調(diào)整。⑥掛籃使用材料均為常用材料，加工制造簡單，一般橋梁工地均可現(xiàn)場加工。（3）掛籃的拼裝掛籃的拼裝在0#塊進(jìn)行，桿件由浮吊吊裝，拼裝按如下順序進(jìn)行：a.安裝軌道。反水平拼裝主構(gòu)架的菱形桁片，兩個桁片可疊放拼裝。c.安裝前支座。d.由浮吊分別將兩桁片豎起，置于軌道上并支撐牢靠。e.安裝反扣輪。f.拼裝聯(lián)結(jié)系。g.用手拉葫蘆牽引主構(gòu)架就拉。h.安裝前上橫梁。i.安裝懸吊系統(tǒng)。j.安裝底模平臺。k.安裝外側(cè)模和外模走行梁。l.鋼筋綁扎完成后安裝內(nèi)模和內(nèi)模走行梁。m.重復(fù)a-1拼裝另一側(cè)的掛籃。掛籃的拆卸按相反順序進(jìn)行。（4）鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道制作安裝①鋼筋安裝順序底模下層底模管道定位底板上層鋼筋網(wǎng)一肋板鋼筋骨架一頂板和翼板下層鋼筋一頂模上導(dǎo)鋼筋網(wǎng)。②預(yù)應(yīng)力管道加工制作及安裝（5）商品混凝土澆筑（6）預(yù)應(yīng)力工藝預(yù)應(yīng)力筋按設(shè)計要求的張拉程序進(jìn)行張拉，預(yù)應(yīng)力筋張拉順序按先下后上，先中間后兩邊的順序?qū)ΨQ張拉。張拉程序0——初應(yīng)力——ak——ak錨固（7）孔道壓漿第一梁段張拉完畢即進(jìn)行孔道壓漿，壓漿時應(yīng)按設(shè)計要求的配合比配制灰漿，以保證能順利入孔道?；覞{的上升不宜太快，待頂部出漿槽口流出濃漿，堵死槽口，然后關(guān)閉壓漿閥。（8）掛籃前移壓漿后待水泥漿強(qiáng)度達(dá)到20Mpa后即可移動掛籃。①安裝軌道；②將底模平臺后橫梁用兩臺5t手拉葫蘆懸于外模走行梁上；③拆除底模平臺后吊帶；④同時安裝前吊帶、外模走行梁前吊繩和懸吊滾輪，使底模平臺和外側(cè)模在自重作用下脫模；⑤拆除掛籃后錨；⑥軌道前端安裝手拉葫蘆，牽引主構(gòu)架前移，并帶動底模平臺和外側(cè)模一同前移。⑦注意事項：a.T構(gòu)兩端的掛籃應(yīng)同時移動；b.拆除后錨前要認(rèn)真檢查反扣輪各部聯(lián)結(jié)是否可靠，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；c.掛籃移動前要調(diào)整底模平臺和外側(cè)模水平，仔細(xì)檢查掛籃各部分聯(lián)結(jié)情況，檢查掛籃上的安全網(wǎng)，鋼筋頭或其字繩索有無與箱梁鉤掛的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理：d.掛籃移動要統(tǒng)一指揮，兩臺手拉葫蘆盡量同步，并防止脈沖式行走；e.掛籃移動過程要用兩臺手拉葫蘆拉住掛籃的節(jié)點(diǎn)，防止溜車事故發(fā)生。3、邊跨的施工邊跨不對稱的現(xiàn)澆梁段采用在已澆懸臂段和過渡墩上架設(shè)吊籃進(jìn)行施工。其現(xiàn)澆梁段利用掛籃施工，施工方法同主跨。邊跨施工等商品混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，分批張拉預(yù)應(yīng)力筋，然后壓漿封錨。4、合攏段的施工在各T構(gòu)懸澆完成后，即可進(jìn)行全橋的工作，合攏的順序是：先合攏兩邊孔，合攏完畢后進(jìn)行主墩處臨時墩梁固接的解除，然后合攏主孔，從而完成主橋的合攏和體系轉(zhuǎn)換。各合攏段都使用微膨脹商品混凝土，膨脹劑摻量由實(shí)驗確定，除中間合攏段外，其余各合攏段在灌注商品混凝土過程均需加平衡重，平衡重采用水箱加壓法，在商品混凝土灌注的同時向水箱內(nèi)注水。合攏段的施工是結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換前一道重要工序，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計程序和施工工藝要求，科學(xué)組織施工，確保工程質(zhì)量。（1）合攏段施工順序①安裝兩邊跨現(xiàn)澆支架，立模澆筑、邊跨。②澆筑兩邊跨合攏段商品混凝土。③拆除墩頂臨時支座，拆除前將墩上永久支座鎖定，防止支座滑移，臨時支座拆除時注意一個墩上的臨時支座同時拆除。最后施工完成中間合攏段施工。各合攏段預(yù)應(yīng)力束張拉的順序是：先頂板后底板，稱短束后長束，每次對稱張拉2束，頂板、底板交錯進(jìn)行，直至全部張拉完成，每一合攏段張拉完成后再壓漿。（2）合攏段施工的方法及措施①掛籃的拆除和模板安裝T構(gòu)施工完畢后，拆除T構(gòu)上的掛籃，邊跨合攏段的施工，可利用直線段模板及支架吊起一段。其它中間跨合攏段直接應(yīng)用掛籃上的模板進(jìn)行施工。將掛籃底模平臺錨于合攏段外側(cè)梁段底板上，外側(cè)模懸吊與于該梁段翼板上，內(nèi)模置于底板頂面，內(nèi)外模間用對拉螺栓拉緊。②合攏梁段商品混凝土臨時鎖定措施由于氣溫的變化以及各種因素的影響，會導(dǎo)致合攏段商品混凝土拉裂或壓壞，我們用剛性支承臨時鎖定合攏兩端，使其成為可以承受一定彎矩剪力的牢固結(jié)點(diǎn)。鎖定溫度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，支承一定在與兩懸臂端牢固頂緊，并必須保證支承頂面強(qiáng)度、質(zhì)量。設(shè)置剛性支承以前，應(yīng)完成合攏段鋼束以及張拉準(zhǔn)備工作。③合攏段是連續(xù)梁施工的關(guān)鍵。為確保合攏段的施工質(zhì)量，應(yīng)采取以下特殊措施:a.為保持商品混凝土澆筑過程中梁體受力不變，在中跨合攏段外側(cè)梁段預(yù)壓重量等于合攏段重量一半的水箱，隨商品混凝土的灌筑分級放水。b.選擇一天中溫度最低的時間段內(nèi)灌筑商品混凝土。合攏前側(cè)定梁段高程，其高差必須在設(shè)計規(guī)定的范圍內(nèi)。c.為防止出現(xiàn)由于新澆商品混凝土自身收縮引起的裂紋，在商品混凝土中加入適量鋁粉做為微膨脹劑。d.為盡快提高合攏段商品混凝土早期強(qiáng)度除加入適量早強(qiáng)劑外將合攏段商品混凝土強(qiáng)度提高一個等級。e.加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，在全跨范圍內(nèi)的頂板上鋪草袋灑水降溫。f.待合攏梁段商品混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，先張拉各梁段的底板束，張拉先長束生短束，最后放松臨時束和先期張拉的底板束，然后再張拉已放松的底板束，臨時管道壓漿封固。5、體系轉(zhuǎn)換在合攏段縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿后，解除臨時鎖定，進(jìn)行連續(xù)梁的梁跨體系轉(zhuǎn)換工作。6、臨時支座設(shè)置永久支座安裝（1）臨時支座設(shè)置盆式橡膠支座不能承受懸臂灌注施工中產(chǎn)生的不平衡力矩，必須通過設(shè)置臨時支座將墩梁臨時固結(jié)，臨時支座的設(shè)計必須考慮梁段的不平衡力矩，并且體系轉(zhuǎn)換后容易拆除。臨時支座采用硫磺砂漿支座。臨時支座施工時先澆筑下層商品混凝土塊，待強(qiáng)度達(dá)到100Mpa后，再立模板澆筑上面3cm硫磺砂漿。臨時支座拆除采用在硫磺砂漿夾層里預(yù)埋兩根2kw電阻絲，呈“M”型布置，兩端留在外側(cè)，以備通電。拆除時通電融化硫磺砂漿再割斷錨固筋即可。（2）盆式橡膠支座的安裝安裝支座時，要精確找到平墊石表面，確保支座四角誤差不大于1.0mm，準(zhǔn)確定出下鋼盆地腳螺栓位置，并檢查基孔徑大小與深度，用環(huán)氧樹脂砂漿把地腳螺錨固。支座上下擺對準(zhǔn)設(shè)計位置燕鎖定，施工中盡量減少永久支座受力。7、施工質(zhì)量控制（1）測量控制連續(xù)箱梁施工時，為保證構(gòu)造物的平面位置及高程準(zhǔn)確，施工前建立精密制網(wǎng)進(jìn)行測量放樣。先進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算，主要控制連續(xù)梁的底板、翼板內(nèi)外邊緣及構(gòu)造物的中心線；現(xiàn)場采用全站速成測儀及精密水準(zhǔn)儀確放出箱梁平面位置標(biāo)高。根據(jù)計算所提供梁頂標(biāo)高及支架變形，精確設(shè)置立模標(biāo)高，施工過程中要保持與設(shè)計計算模式相一致，如施工方案出現(xiàn)較大變化時，分析其影響程度，修正立模林高。（2）連續(xù)梁線性控制預(yù)應(yīng)力商品混凝土連續(xù)梁采用懸澆法施工，在施工中由于梁體每段商品混凝土的重量、齡期、彈性模量，幾何特性都在不斷變化，并受到施工荷載，徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力影響，使梁體各個截面的內(nèi)力和位移都發(fā)生相應(yīng)變化。使用鐵道建筑研究設(shè)計院研制開發(fā)的線性控制軟件，通過施工過程影響的撓度的數(shù)據(jù)輸入，對預(yù)應(yīng)力商品混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性分析和時效分析，對懸澆法施工的結(jié)構(gòu)從開始到竣工整個過程中任一時刻的結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形情況進(jìn)行計算，從而實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)施工過程的跟蹤分析。主要計算出：a.由于結(jié)構(gòu)自重，施工外荷載，張拉力筋，支座沉降所產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。b.計算張拉連續(xù)預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的次內(nèi)力變形。c.計算由于預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。d.計算由于收縮，徐變引起的次內(nèi)力和變形，通過數(shù)據(jù)整理出下列表格內(nèi)容及繪制變化曲線，作為施工控制的依據(jù)。①懸澆梁階段立模標(biāo)高表②縣澆階段梁體階段截面撓度變化表③合攏階段梁體截面撓度變化表④施工過程梁頂標(biāo)高變化情況表⑤懸灌施工梁體各截面內(nèi)力情況表⑥各階段的結(jié)構(gòu)撓度變化曲線⑦立模預(yù)拱度分布曲線現(xiàn)場控制方法：①根據(jù)計算所提供的立模標(biāo)高值，正確進(jìn)行每個梁段的立模放樣，施工過程要盡量保持與計算模式相一致，如施工方案出現(xiàn)較大的變化時，則要重新計算，分析其影響程度，修正立模