挂篮法悬臂浇筑施工在梁垛河大桥施工中的应用

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【摘 要 】随着我国经济建设的迅猛发展,交通需求日益增大,交通工程迎来又一轮建设,变截面连续箱梁体系梁桥已成为我国桥梁建设中基本的桥型之一,此类桥梁多采用悬臂浇筑法施工.本文结合某大桥的实际施工情况,通过对挂篮施工悬臂浇筑方法的介绍,全面叙述了悬浇梁施工关键工序、控制要点以及对技术问题的处理措施,为预应力混凝土连续梁桥施工质量控制提供一定的参考.

【关 键 词 】悬臂浇筑法；连续梁 ；质量控制

梁垛河是一条规划Ⅴ级航道,梁垛河大桥与其交角90°,桥梁中心桩号为K239+368.5,桥长290.4m,桥宽2×12.75m.其中主桥采用（37+60+37）m三跨预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁,主跨跨中箱梁高度为2.0m,至距墩中心1.75m处按圆曲线变化至3.6m.箱梁在主墩墩顶处设置一道厚度为2.5m的中横梁,中横梁上设人孔,中跨跨中设厚度为0.4m的横隔板,边跨端部设厚度为1.4m的端横梁,其余部位均不设横隔板.箱梁顶板设2%的单向横坡,底板保持水平,采用纵、横、竖三向预应力体系.引桥为6孔25 m装配式部分预应力混凝土连续箱梁,主墩采用钢筋混凝土矩形实体式薄壁式墩,群桩基础式承台.

1. 0#块施工方法和工艺

梁垛河大桥主桥为双幅预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁,跨中梁高2.0米,主墩中心梁高3.6米,跨径组合为37+60+37米.0#块长度为11.0米,混凝土方量为171.10米3,考虑到整个0#块混凝土体积不大,梁高也只有3.6米,采用附墩三角刚性支架做支撑,以型钢组拼形成钢平台,在钢平台上铺设底模及腹板、翼板支架以形成整个模板系统.

1.1浇筑时用输送泵两端对称供应砼,以保证支架均衡受载.砼应一次浇筑,混凝土浇筑前重点检查如下几项：模板堵漏质量、模板支撑、钢筋保护层、管道坐标及数目、预埋件、预埋孔位置的准确性、杂物、振捣人员分工等经自检合格后报监理工程师检查.

1.2浇筑底板时,用输送泵直接送至工作面,人工铲运均匀布料,插入式振动器振捣,下料时顶板用彩条布覆盖,防止灰浆落到钢筋和模板上.

1.3底板浇筑结束后,再从两端浇筑腹板砼.腹板砼振捣采用插入式振动棒振捣,腹板浇筑时,应对底板进行压仓,防止底板翻浆.

1.4横隔板砼浇筑穿插在底、腹板浇筑过程中进行.在浇筑腹板的同时,要注意封头锚垫板,该处由于钢筋较密,拟采用小直径振捣棒加强振捣,确保砼密实.整段砼浇筑过程中加强控制对称下料,谨防偏载而影响支架稳定性.

1.5由于0#块节段相对砼数量较多,尤其是中横梁位置处砼数量更大,因此,在砼拌和前,对粗骨料进行洒水降温及通过加冰块降低水温,以降低砼的入模温度；同时采用水化热比较低的普通硅酸盐水泥,以降低砼的水化热；在浇筑过程中在侧模外侧喷水降温；对中横梁砼进行水平分层浇筑,层厚控制在20cm以内,以加快砼散热速度；砼浇筑完成在收浆后尽快予以覆盖洒水养护；采取多种措施防止砼出现收缩裂纹.

1.6砼结束后及时拆除封头板,穿钢绞线束,安装锚具,准备张拉.

2. 悬臂挂篮施工

根据梁垛河桥的特点及现有材料,主桥悬臂施工采用三角桁架挂篮,两片主桁之间通过前、中、后三道联接系联接.底模采用整体钢模,侧模及内模采用钢框架竹胶模板,

该挂篮由三角桁架主桁架系统、行走、锚固系统、悬吊系统、模板系统及施工平台等组成.

2.1挂篮施工方法.

在已浇0＃块上整体拼装.按照主桁支承、主桁、前后上横桁及吊挂系统、底平台、锚固的顺序逐步安装.拼装完成后,通过葫芦将挂篮前移,再将底模、侧模系统起吊到位,通过吊带销接完成全部拼装.

2.2主桁结构拼装.

（1）在箱梁0#段顶板面位置处进行砂浆找平,测量放样并用墨线弹出箱梁中线、主桁中线和端头位置线.以经纬仪和垂线相互校核主桁拼装方位并控制挂篮行走时的轴线位置.

（2）利用吊装设备起吊桁架片,对中安放,连接锚固梁,将锚梁与竖向预应力筋连接后,对每根锚筋施以250～300KN的锚固力,后支点处临时设置支承垫块.

（3）利用箱梁0#顶面作工作平台,组拼主桁横向连接杆.采取临时固定措施,保证两片主桁稳定.

（4）安装主桁后结点处的分配梁、(后)千斤项、后锚杆等,将主桁后结点与分配梁连接并通过锚固筋与顶板预留孔锚固.安装后锚装置,并用张拉油顶对后锚杆施加部分应力（35t）,以消除间隙和抵抗箱梁砼浇筑时的不平衡重力.

（5）按先下后上的顺序安装上、下平联杆件.

（6）安装吊带、分配梁、吊杆以及液压提升装置等前后模梁桁片与吊杆.

2.3底平台和模板结构拼装.

2.3.1底平台的拼装.

（1）前、后横梁吊杆与主桁连接,用葫芦倒链将底篮前、后横梁与吊杆连接固定,再安装底篮纵梁、横木等,其后安装底平台两侧及前、后端工作平台.

（2）在箱梁0#段底板预留孔附近,以砂浆找平,安装卸载千斤顶、分配梁、底模等,将底篮后横梁锚固于0#梁段底板.

2.3.2外侧模拼装.

（1）利用外模前、后吊带将外模滑梁吊起.

（2）在桥下将侧模骨架连接成一个整体,用吊机将骨架整体吊装,悬挂在外模滑梁上.

（3）安装侧向工作平台.

2.3.3内模拼装.

2.3.4张拉工作平台拼装.

在桥下将工作平台组装成一个整体,用倒链悬挂于主桁系统上,以便随施上需要进行升降.

2.3.5模板系统浇注梁段的尺寸参数变化.

（1）模板骨架的安装,箱梁模板高度按最大梁高制作.

（2）当梁段有4.0米,模板加工长度为4.5米.

（3）每个梁段施工前调整内模的横向位置,使之满足箱梁腹板厚度的线性变化.

待0#块张拉压浆结束后,在0#块上采用挂篮主梁,通过前后上横梁及挂篮吊杆将0#块底模、侧模整体吊挂前移,形成挂篮.

挂篮制作完毕后及时进行检测,检查挂篮结构各构件是否按照设计图纸及有关技术规范、规程进行选材、加工、制作,发现问题要及时纠正和整改.检测合格后在现场进行结构试拼装,进行荷载试验以测定挂篮的实际承载能力和梁段荷载作用下的变形情况.

3. 钢筋、模板施工

先移动挂篮底模到位,然后调整底模高程,再安装外侧模板,然后调整模板尺寸及标高.挂篮位置固定后,即可绑扎钢筋,钢筋在加工区加工成半成品,然后运至现场由设在0#块位置处用塔吊吊到桥面.先绑扎底板钢筋、再绑扎腹板顶板骨架钢筋,安装预应力束管道并定位,然后安装芯模就位并加固.模板、钢筋施工完以后,再预埋各种预埋件.浇砼前,对挂篮的轴线和标高进行检查和校核.

4. 混凝土施工

由于箱梁内钢筋和波纹管布置密集,因此砼应有较好的流动性和可泵性.先浇筑底板砼,再浇筑腹板砼,左右腹板砼同时对称浇筑,最后浇筑面板砼.梁段砼自前端（悬挑端）开始向后浇筑,在浇筑梁段根部与前一浇筑段接合.每一次砼在初盘砼初凝之前浇筑完毕.箱梁底板和腹板、面板砼采用插入振捣器振捣密实.

面板砼抹面拉毛收浆后立即用土工布等覆盖,然后浇水养护,防止产生收缩裂缝.养护天数不少于7天,并且每天养护次数以砼表面保持湿润为准.

箱梁内模在砼强度达到设计强度的90%后拆除,底模在纵向、横向、竖向预应力束张拉完后拆除,底模拆除后即可移动挂篮,进行下一悬浇块体的.

5. 预应力施工

5.1预应力管道安装.

纵向、横向采用优质波纹管,由制管机在工地现场卷制.波纹管的下料长度为钢束的设计长度.波纹管平均每隔80cm设井字型定位钢筋固定,弯道处每隔40cm设置一道,定位钢筋焊在钢筋骨架上,并根据预应力束的线型布设.

横向预应力其压浆管采用小直径塑料管与波纹管连接,将压浆管嘴引出梁体外,便于压浆.

5.2钢绞线的下料穿束.

下料前认真校核钢绞线设计长度,按所需长度（包括两端工作长度）切割下料,并用胶布包裹.

在两端各放一台5T卷扬机,纵向束由卷扬机交替牵引穿束,穿束前,用钢丝扎紧,并将前端制成尖锥状.穿束前,对预应力管道检查有无异物并清除.

5.3预应力张拉.

装锚具前,检查两端钢绞线的工作长度是否符合要求；锚头要紧贴垫板,上好的楔块要齐平；千斤顶、锚具、管道要三对中并且保证千斤顶与锚下垫板垂直.张拉时,利用挂篮前的操作平台作为张拉平台.张拉过程中,预应力钢束的断丝或滑丝数量不得超过设计和规范要求.张拉控制应力达到稳定后方可锚固,锚固完毕并验收合格后用砂轮机切割端头多余的预应力筋,张拉过程中及时作好记录.

5.4压浆、封锚.

纵向预应力筋压浆工作应在张拉完毕24小时内进行,竖向预应力筋复张拉后进行压浆.

6. 边跨合龙段施工

合龙段是箱梁施工的重点,更是线形控制的难点,故应高度重视.合龙段相邻悬臂施工的最后梁段施工前,应对相应梁跨进行联测,以确定最后梁段悬臂施工的立模标高,保证合龙精度.

6.1安装好吊架后,即进行模板系统安装、钢筋绑扎、管道安装等,施工同1#块.合龙段砼一次浇筑成型.

6.2在合龙段砼浇注前适当温度时完成劲性骨架的联接.劲性骨架联接后,张拉部分合龙段相应预应力束进行预锁定.

6.3在合龙段一端悬浇块体上加合龙段砼一半重量的配重,配重用砂袋,边块现浇段因支架原因可不必配载.

6.4选择一天中最低温度时间段,进行合龙段砼的浇筑,浇筑砼过程中,随砼的浇筑分级减轻配重.

6.5砼浇筑完以后,待砼初凝后立即覆盖洒水养生.

7. 中跨合龙段施工

7.1在进行中跨合龙块砼浇筑前,先应对两悬臂端配重,采用水箱配重,水箱的重量为合龙段混凝土重量的一半,然后随施工荷载的增加而逐步卸载直至混凝土浇注结束,使悬臂挠度保持稳定.

7.2中跨合龙段吊架设计同边跨,中跨合龙段支架搭设完毕后,开始绑扎底腹板钢筋,同时预埋预应力束管道,然后制立内模,帮扎顶板钢筋,并预埋顶板纵向预应力束管道.

7.3在一天中最低气温时且梁体温度均匀时,并在浇注合龙混凝土前,在合龙段梁体内外设置顶拉装置,经监理工程师检查合格签证后,开始中跨合龙段混凝土浇注.

7.4中合龙段浇注条件与混凝土配比、强度要求与边跨合龙段相等,即达到混凝土强度的90％后,可以进行顶、底板钢束的张拉.张拉顺序先长束后短束,张拉钢束前瞬间拆除梁体外锁定.跨中钢束张拉完毕,一次压浆.此时即可形成三跨连续梁.