懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用

黃 勇/中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司

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懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用

黃 勇/中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司

【摘 要】隨著橋梁設(shè)計(jì)樣式的創(chuàng)新，懸臂橋梁的應(yīng)用越來(lái)越多，懸臂橋梁的施工工藝也在不斷的完善和創(chuàng)新。本文首先說(shuō)明了懸臂橋梁施工工藝特點(diǎn)，然后結(jié)合具體工程案例詳細(xì)闡述了懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】懸臂；橋梁；澆筑；合龍段；預(yù)應(yīng)力

一、懸臂橋梁施工工藝特點(diǎn)

所謂懸臂橋梁施工工藝其重點(diǎn)在“懸臂”上，主要適應(yīng)在跨度較大的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂橋梁、連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋等結(jié)構(gòu)上。突出的施工特征就是不需要建立落地支架，不需要大型的起重設(shè)備輔助施工，不需要大型的運(yùn)輸設(shè)備參與，也不要事先施工支架或者其他臨時(shí)設(shè)備，主要的施工設(shè)備就是行走掛藍(lán)。懸臂施工方法從發(fā)明到現(xiàn)在，只不過(guò)短短的四五十年，之所以能夠被廣泛地應(yīng)用，正是因?yàn)槠渚哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):

（1）懸臂澆筑可以減少吊裝等程序，一次成型，簡(jiǎn)化了橋梁施工程序；（2）懸臂施工比較適用于大跨徑橋梁，受地形影響小；（3）由于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和循環(huán)重復(fù)作業(yè)，容易實(shí)現(xiàn)連接及中跨合攏；（4）可以適用于多種橋梁類型，如剛架橋、梁式橋、斜拉橋、拱橋等；（5）懸臂澆筑機(jī)械化程度高，減少勞動(dòng)力投入量；（6）淘汰了滿堂支架的施工方法，給橋下以較寬敞的凈空。

二、懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用

1.工程概況。某橋梁工程橫跨在一個(gè)V型溝谷上，溝底寬度大概有40m，地勢(shì)較為復(fù)雜，施工難度較大。橋梁結(jié)構(gòu)上部是一個(gè)變截面為（46+80+46）m的連續(xù)箱梁，箱梁底部梁高為4.5m，高跨比為1:18.04；跨中梁高為1.7m，高跨比為1:45.2，箱梁頂部板厚度為25cm，底部半主要根據(jù)兩次拋物線的變化情況而定。只在箱梁墩頂?shù)?號(hào)塊塊設(shè)置兩個(gè)橫隔板，厚度為50cm，在邊跨設(shè)置兩個(gè)橫隔板，厚度為80cm，同時(shí)應(yīng)用的是雙向型的預(yù)應(yīng)力施工體系。

2.懸臂 0 號(hào)塊施工工藝。懸臂0號(hào)塊作為整個(gè)橋梁梁體的重要基礎(chǔ)，對(duì)懸臂橋梁施工質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。懸臂0#塊由于具有高度高、重量大等特點(diǎn)，主要設(shè)置于橋墩柱頂部，因此不需要進(jìn)行掛籃施工。0號(hào)塊澆筑階段主要分為兩部分，而第一部分主要在腹板高度1.5m以下部分進(jìn)行澆筑。在0號(hào)塊豎向設(shè)置精軋型的螺紋鋼，橫向設(shè)置有精軋型的螺紋鋼，而縱向設(shè)置有預(yù)應(yīng)力型的鋼絞線，同時(shí)其頂板縱向也設(shè)置有預(yù)應(yīng)力型的鋼絞線。為了防止0號(hào)塊出現(xiàn)偏差，在澆筑前對(duì)其對(duì)應(yīng)管道坐標(biāo)進(jìn)行了核對(duì)和確認(rèn)。

3.懸臂澆筑施工工藝。懸臂澆筑的主要施工設(shè)備掛籃，需利用掛籃進(jìn)行孔道預(yù)留、鋼筋綁扎、混凝土澆筑施工和鋼絞線張拉等工作。為確保工作安全順利的進(jìn)行因，保護(hù)人員生命財(cái)產(chǎn)安全，務(wù)必設(shè)計(jì)安全有效的防護(hù)計(jì)劃。每幅橋有28塊，只對(duì)2～8號(hào)塊進(jìn)行懸臂澆筑。貝雷片是該大橋掛籃的主桁，每片尺寸為1.5m?3m，重量260kg。上下橫梁由工字鋼焊接而成，內(nèi)外模分別為組合模板和定型模板。0號(hào)塊完成張拉施工后，組裝且預(yù)壓掛籃。1號(hào)塊是懸臂澆筑的第一個(gè)階段，其重要性是不言而喻的，所以需嚴(yán)格控制掛籃位置和標(biāo)高，以確保全橋質(zhì)量。若混凝土穿線變形或者掛籃在荷載作用下的變形量變化時(shí)，要格外注意控制掛籃標(biāo)高。若1號(hào)塊懸臂澆筑完成且達(dá)到混凝土等強(qiáng)后，張拉縱向鋼絞線，完成張拉后移動(dòng)掛籃，進(jìn)行下一號(hào)塊懸臂澆筑工作。

4.現(xiàn)澆段與合攏段施工工藝。由于該橋梁工程過(guò)渡段墩位高度為33m，因此在利用支架來(lái)完成現(xiàn)澆段的施工難度較大，所以，可將掛籃作為吊架，并利用掛籃主桁支點(diǎn)設(shè)置與過(guò)渡段的墩頂上。5號(hào)塊懸臂橋梁施工與其現(xiàn)澆段同步進(jìn)行，并在8號(hào)塊懸臂橋梁施工完成后，對(duì)懸臂橋梁邊跨進(jìn)行及時(shí)合攏。該橋梁合攏段施工主要分為兩個(gè)部分，即邊跨合攏與中跨合攏。

（1）邊跨合攏施工工藝。在懸臂部位設(shè)置相應(yīng)的配置，以保證其混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)現(xiàn)澆段影響因素進(jìn)行有效的控制，盡可能避免在高溫情況下施工，當(dāng)澆筑混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，當(dāng)張拉完成后，即可將支架及固定裝置拆除。通常情況下現(xiàn)澆段部分主要以定型鋼模作為其外模，以木模作為其內(nèi)模，但是由于該橋梁箱梁局部高度不足，內(nèi)模底板澆筑作業(yè)無(wú)法進(jìn)行，所以必須在箱梁內(nèi)模的前方頂板處設(shè)置一個(gè)開(kāi)口進(jìn)行澆筑，當(dāng)混凝土澆筑結(jié)束后，可將開(kāi)口封閉。

（2）中跨合攏施工工藝。當(dāng)邊跨混凝土澆筑結(jié)束后，該橋梁工程懸臂體系以基本形成，因此，中跨合攏施工主要是在兩個(gè)懸臂體系間進(jìn)行混凝土澆筑工作。在澆筑過(guò)程中，需對(duì)混凝土存在的收縮變化情況進(jìn)行嚴(yán)密的控制，并避免混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)合攏段混凝土澆筑完成后，混凝土強(qiáng)度應(yīng)在設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上，并對(duì)其鋼筋束進(jìn)行張拉。

三、橋梁施工質(zhì)量控制

1.原材料控制。施工所用砂子、碎石、水泥及外加劑等應(yīng)選用同一產(chǎn)地，水泥的選用應(yīng)采用硅酸鹽水泥而應(yīng)避免采用礦渣、火山灰及粉煤灰水泥。同種規(guī)格以保證混凝土強(qiáng)度及彈性模量的穩(wěn)定性，并應(yīng)對(duì)其按規(guī)定頻率進(jìn)行檢查試驗(yàn)，并分別堆放、集中管理；粗骨料級(jí)配良好是保證混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵。因此，其不僅應(yīng)保證滿足強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)同時(shí)為保證拌和物輸送時(shí)不發(fā)生堵塞及滿足橋梁鋼筋密集的特點(diǎn)而應(yīng)控制粗骨料的最大粒經(jīng)和級(jí)配。

2.配合比設(shè)計(jì)。懸臂橋梁施工混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足縮短節(jié)段灌注周期要求以保證混凝土早期強(qiáng)度、彈性模量較快同步增長(zhǎng)，因此應(yīng)在保證水泥用量的前提下盡量降低水灰比，并應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)室試配時(shí)選用的為完全干燥的骨料，而現(xiàn)場(chǎng)拌和時(shí)所用骨料含有一定量水分的現(xiàn)狀，因此在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)應(yīng)注意換算過(guò)程；為保證拌和物良好的可泵性，在保證早期強(qiáng)度、彈性模量的前提下可采取摻加定量的高效減水劑以滿足其和易性和坍落度要求；其坍落度的確定應(yīng)考慮輸送管道彎道多、接頭多、壓力損失大的特點(diǎn)，并應(yīng)考慮向上泵送時(shí)盡量控制坍落度以避免過(guò)大的倒流壓力。

3.預(yù)留孔道施工。懸臂橋梁施工中連續(xù)梁孔道常用波紋管形成，因此其位置的準(zhǔn)確度將直接影響預(yù)應(yīng)力鋼筋的方向和位置，因此在波紋管放置過(guò)程中應(yīng)設(shè)置牢固、接頭平順嚴(yán)密。首先應(yīng)保證定位鋼筋網(wǎng)、鋼筋骨架和模板固定牢固，并可在波紋管內(nèi)設(shè)置管道鋼筋以增加其強(qiáng)度，在波紋管連接部位應(yīng)設(shè)30～50cm的搭接長(zhǎng)度，并將其兩端封閉嚴(yán)密以防滲水、漏漿和脫節(jié)，混凝土澆筑時(shí)應(yīng)避免將拌和物直接對(duì)著波紋管傾倒以免造成波紋管位移和塌陷，振搗過(guò)程中應(yīng)避免振搗器直接接觸波紋管和管道密集區(qū)域。

4.預(yù)應(yīng)力施工。現(xiàn)澆段混凝上梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度時(shí)應(yīng)按照縱向、橫向、豎向的順序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，橫斷面的張拉順序應(yīng)先底腹板、后頂板，先下部后上部，并應(yīng)左右對(duì)稱進(jìn)行；施工中應(yīng)定期標(biāo)定千斤頂、油表、油泵等張拉部位，張拉過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照初張拉、超張拉、持荷等環(huán)節(jié)進(jìn)行，并應(yīng)嚴(yán)格遵從設(shè)計(jì)張拉噸位和程序，張拉過(guò)程應(yīng)采取雙控，以張拉噸位為主，伸長(zhǎng)值校核為輔，并應(yīng)經(jīng)常檢查錨具、鋼絲質(zhì)量等的使用程度防止斷絲、滑絲。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上，隨著懸臂施工技術(shù)的進(jìn)步和完善，施工機(jī)械化程度的提高，加上電子計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計(jì)算及施工控制，使懸臂施工法成為現(xiàn)代大跨徑橋梁建造的主要施工方法，這也推動(dòng)了橋梁進(jìn)一步向高強(qiáng)、輕型、大跨方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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