淺析懸臂澆筑施工法

王召朋　劉夫存

【摘要】自60年代出現(xiàn)了懸澆施工方法以后，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁不斷向大跨徑發(fā)展。作為其施工的關(guān)鍵設(shè)備，懸澆掛籃施工也得到了不斷發(fā)展，為縮短懸澆周期、提高經(jīng)濟效益奠定了基礎(chǔ)，取得了良好的施工效果，在近代橋梁建筑中已得到越來越多的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】懸臂；澆筑

Analysis of cantilever pouring construction method

Wang Zhao-peng，Liu Fu-cun

（Mengyin Jian'an Construction Co.， LtdMengyinShandong276200）

【Abstract】Since the emergence of the cantilever construction method in the 1960s， the prestressed concrete bridge has been continuously developed to large span. As the key equipment of its construction， the construction of hanging and hanging basket has also been developed continuously. It has laid a foundation for shortening the working period and increasing the economic benefit. It has achieved good construction effect and has been getting more and more in the modern bridge construction. application.

【Key words】Cantilever；Pouring

工程概況：汶河河大橋位于臨沂市市城北區(qū)，橫跨汶河，該橋主橋采用35+60+35米的三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，橫截面為單箱單室。根據(jù)受力情況采用三向預(yù)應(yīng)力。主橋采用菱形掛籃施工，以21號墩、22號墩為兩個t構(gòu)，單t劃分8個塊段，施工時最大懸臂長度27.5m，懸臂澆筑最大長度4m，最大重量95噸，單t澆筑最大不平衡力控制在200kn以內(nèi)。

1. 懸臂澆筑施工工藝

（1）懸臂法澆筑法又稱無支架平衡伸臂法或掛（吊）籃法，所用的主要的設(shè)備是掛籃。通過掛籃的前移，對稱地向兩側(cè)跨中逐段澆筑混凝土，并施加預(yù)應(yīng)力，如此循環(huán)作業(yè)。

（2）其施工工藝流程：掛籃前移就位→調(diào)平模板→（鋼筋制作）安裝底板及腹板鋼筋→安裝內(nèi)模→綁扎頂板鋼筋→安裝預(yù)應(yīng)力管道→監(jiān)理工程師驗收→澆筑混凝土（制作試塊）→混凝土養(yǎng)護、拆膜及接縫處理→預(yù)應(yīng)力筋下料、穿束→張拉預(yù)應(yīng)力筋→封錨、壓漿→掛籃前移就位。

2. 菱形掛籃的組成和特點

掛籃主要由三個系統(tǒng)組成：主桁承重系統(tǒng)、底籃和模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)。菱形掛籃特點：結(jié)構(gòu)簡單，受力明確，整體剛度大，安全可靠，操作方便；前端及中部工作面開闊，便于掛籃軌道、腹板、底板鋼筋、豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的安裝，加快施工速度；走行裝置構(gòu)造簡單，外側(cè)模、底模可一次就位，內(nèi)模也能整體拉到位；利用箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固軌道及掛籃，取消了后平衡重，掛籃自重輕。

3. 掛籃安裝順序（掛籃的拆除順序相反）

3.1找平鋪枕：測量放樣并用墨線彈出箱梁中線、軌道中線和軌道端頭位置線，用1：2水泥砂漿找平鋪枕部位，鋪設(shè)鋼軌；

3.2安裝軌道，確認(rèn)中心距無誤后，用錨固梁與豎向筋將軌道鎖定；安裝前后支座，前支座與軌道之間鋪四氟乙烯滑板；

3.3吊裝主桁架并安裝桁架間聯(lián)結(jié)系，用精軋螺紋鋼與扁擔(dān)梁將主桁架后端錨固在軌道上；主桁架采用臨時固定措施，保證兩主桁架穩(wěn)定；

3.4吊裝前上橫梁及組合件（包括翼緣橫臂、主梁橫臂）；

3.5安裝外滑梁；

3.6吊裝底摸架及底摸板組合；

3.7松0#、1#側(cè)板，前移至模板預(yù)定位置；

3.8吊裝內(nèi)模模架及內(nèi)滑梁；

3.9調(diào)整主模標(biāo)高及模板相對尺寸。

4. 掛籃預(yù)壓

掛籃預(yù)壓的主要目的是取得掛籃彈性變形與荷載的線型關(guān)系，檢驗掛籃主桁架的承載能力，消除掛籃的非彈性變形，為懸澆施工中的變形及高程控制提供可靠依據(jù)，確保合攏精度，同時檢驗掛籃的質(zhì)量是否滿足設(shè)計要求，對掛籃整體的安全性能作出檢測。預(yù)壓荷載取梁段最大重量的1.2倍。預(yù)壓分五級加載：20%=>40%=>60%=>80%=>100%，卸載順序與加載順序相反；每次分級加載和卸載后，測量底籃前橫梁吊帶處的撓度，底籃橫梁和底板變形；主桁片上前橫梁吊帶處的撓度。在每級加載或卸載時及時進行觀測。在加載過程中應(yīng)注意檢查掛籃各個部位，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象應(yīng)立即停止加載，進行處理。根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得出掛籃施工撓度。

5. 掛籃前移

5.1找平梁頂面并鋪設(shè)鋼（木）枕及軌道。

5.2放松底摸架前后橫梁上吊帶。

5.3底籃后橫梁兩側(cè)的吊耳與外側(cè)模滑梁之間用10t倒鏈連接，將底籃懸掛在外滑梁上。

5.4拆除后吊帶與底籃后橫梁的連結(jié)。

5.5解除掛籃后端錨固螺桿。

5.6軌道頂面安裝兩個10t倒鏈（每套掛籃）并標(biāo)計好前支座（移運器）的位置。倒鏈牽引前支座使掛籃、底籃、外側(cè)模一起向前移動。

5.7將主桁架錨固。安裝后吊帶，將底摸架吊起。

5.8調(diào)整模板高程，拉出內(nèi)模調(diào)平，掛籃前移完成。

6. 懸臂澆筑梁的撓度控制及注意事項

6.1線型控制即在預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂施工階段，根據(jù)線型控制小組計算提供梁體各截面的最終撓度變化值（即豎向變形），設(shè)置施工預(yù)拱度，據(jù)此調(diào)整每塊梁段模板安裝時的前緣標(biāo)高。按照施工順序，每懸澆一段觀測5次，即掛籃就位后混凝土澆筑前、梁段混凝土澆筑后、張拉縱向預(yù)應(yīng)力束前、縱向預(yù)應(yīng)力張拉后、移動掛籃移動到位時。每次觀測記錄好標(biāo)高、溫度變化。測量結(jié)果以表格形式及時反饋至線型控制小組，并對一些意外情況在備注欄中進行反映。

6.2注意事項。

6.2.1對每套掛籃進行預(yù)壓來消除其非彈性變形，測出其彈性變形，為確定立模高程提供依據(jù)。

6.2.2在每個墩0號段布設(shè)基礎(chǔ)沉降觀測點，并將結(jié)果反應(yīng)在合攏前4個梁段和邊跨段的高程中。

6.2.3定期觀測溫度和日照對t構(gòu)懸臂端撓度的影響，通常在早晨進行初測，在下午5點后進行復(fù)測。觀測后制成圖表進行分析，從而為全橋的立模標(biāo)高和線形調(diào)整提供依據(jù)。

6.2.4從合攏段前4個梁段起，對全橋各梁段的標(biāo)高和線形進行聯(lián)測，并在這4個梁段內(nèi)逐步調(diào)整，以控制合攏精度。

6.2.5加強對掛籃與軌道、鋼（木）枕和梁頂混凝土之間的非彈性變形的觀測。

6.2.6在t構(gòu)懸臂澆筑施工期間，梁頂面所放材料、機具設(shè)備應(yīng)符懸臂載重的要求。

6.2.7線形控制觀測點要有明顯標(biāo)記，并在施工中妥善保護，避免碰撞后彎折變形。用20直徑的鋼筋作觀測點，鋼筋露出混凝土面以10mm為宜，并將鋼筋頂磨圓。

7. 各梁段混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉

7.10#、1#段在墩頂安裝貝雷桁架托架平臺施工，由于0#、1#段節(jié)段較長，混凝土方量大，分兩層澆注，其余梁段一次澆筑完成。分層澆注時水平施工縫采用濕接縫，并在上層砼澆注前撒高標(biāo)號水泥凈漿，提高兩層砼粘結(jié)力。澆筑是從梁前端開始澆筑，在根部與已成梁段混凝土連接。并按先底板，然后腹板、頂板的順序，左右對稱澆筑，避免墩身承受偏心壓力。混凝土灌注完后及時養(yǎng)護，采用塑料薄膜或土工布覆蓋，灑水養(yǎng)護，養(yǎng)生期為7天。當(dāng)混凝土強度及相應(yīng)的彈性模量達到設(shè)計要求后，按設(shè)計要求及對稱同步原則張拉預(yù)應(yīng)力筋，并進行壓漿。

各梁段施工時，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。

7.2預(yù)應(yīng)力。 張拉順序：先縱向，再橫向，后豎向。縱向索對稱中線張拉；先腹板后頂板，先下后上，先長索后短索。縱向預(yù)應(yīng)力束張拉流程：清理孔道→穿束→安裝錨具→張拉設(shè)備就位→整束張拉至10%控制張拉應(yīng)力（量測初始讀數(shù)）→20%、35%、75%、100%五級張拉至控制應(yīng)力并分別量測伸長值→持荷3min并量測總伸長值→錨固→切除多余鋼絞線→封錨→壓漿。預(yù)應(yīng)力張拉采用以張拉力為主、伸長量為輔的“雙控”張拉法，豎向預(yù)應(yīng)力筋采取復(fù)拉工藝，以減少預(yù)應(yīng)力的損失。當(dāng)實際伸長量與計算伸長量之差大于±6%時，查明原因并及時處理。預(yù)應(yīng)力筋的斷絲、滑絲數(shù)量，不超過規(guī)定數(shù)值。

8. 中跨合攏段、邊跨合攏段和現(xiàn)澆段施工

8.1邊跨現(xiàn)澆段施工。

邊跨現(xiàn)澆段采用搭設(shè)滿堂支架施工、其施工工藝流程：平整場地→搭設(shè)支架→調(diào)整底模標(biāo)高→預(yù)壓→安裝外模→綁扎梁體鋼筋、安裝波紋管及豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋→安裝內(nèi)模→澆筑梁體混凝土，養(yǎng)護→拆除內(nèi)模→待合攏張拉后、落模拆除支架。在澆筑邊跨現(xiàn)澆段時預(yù)埋合攏段的勁性骨架連接鋼板。

8.2合攏段施工。

8.2.1箱梁的合攏是控制主橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序，因此箱梁的合攏順序，溫度和工藝都必須嚴(yán)格控制：合攏段的施工按先邊跨，再中跨的順序進行。

（1）邊跨合攏段施工采用鋼管支架進行施工，中跨合攏采用吊架法進行，除內(nèi)模外其余模板采用掛籃模板。各合攏跨合攏前，應(yīng)對主梁的梁頂高程，橋軸線和橋長進行聯(lián)測，觀測溫引起的梁體豎向和水平向相對位置變化的關(guān)系，連續(xù)觀測時間不少于48小時，合攏溫度控制在當(dāng)天最低溫度時澆筑，防止溫度降低時梁兩端混凝土對合攏段的張應(yīng)力。合攏段混凝土澆筑前，將底板上所有的鋼絞線穿入波紋管內(nèi)，防止混凝土澆筑時堵塞管道。

（2）達到設(shè)計合攏溫度及張拉預(yù)應(yīng)力后，進行約束鎖定（預(yù)埋型鋼支架進行焊接）。約束鎖定設(shè)置由四根鋼接桿組成的勁性骨架，分別位于箱梁頂?shù)装蹇拷拱逄帲瑒判怨羌馨磮D紙預(yù)先拼焊好后，在箱梁兩端對應(yīng)預(yù)埋件上就位焊接，此后張拉上頂板臨時束和下底板對應(yīng)鋼束，形成頂部抗拉的近似剛性接頭。綁扎合攏段鋼筋及對接預(yù)應(yīng)力管道，穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋。鎖定后，撤除千斤頂，再復(fù)測合攏段長度和高程。

8.2.2邊跨合攏：邊跨合攏采用支架現(xiàn)澆施工，搭設(shè)邊跨合攏段的模板，綁扎鋼筋；安裝邊跨合攏勁性骨架并將其焊死，張拉臨時合攏束并錨固，但不灌漿；澆筑邊跨合攏段混凝土，按設(shè)計要求調(diào)整合攏段兩側(cè)的配重，養(yǎng)生。

8.2.3中跨合攏：安裝中跨合攏吊架，配重按設(shè)計要求調(diào)整控制：架立合攏段模板，綁扎普通鋼筋；安裝中跨合攏勁性骨架并將其焊死，張拉臨時合攏束至設(shè)計噸位，以抵消溫度降低時梁兩端混凝土對合攏段的張應(yīng)力；澆筑中跨合攏段混凝土?xí)r，及時卸去配重。

8.2.4體系轉(zhuǎn)換：懸澆過程中各獨立梁段的梁體處于負(fù)彎矩受力狀態(tài)，隨著各梁段的合攏使梁體由負(fù)彎矩轉(zhuǎn)化為正負(fù)彎矩交替分布狀態(tài)。當(dāng)中跨合攏后預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，拆除臨時固結(jié)和臨時支座。

9. 掛籃使用注意事項

9.1掛籃的安裝、行走、混凝土入模及拆除過程均系高空作業(yè)，必須有安全護欄、護網(wǎng)，兩端需均衡作業(yè)；

9.2使用的機械設(shè)備隨時檢查，及時維修保養(yǎng)；千斤頂、倒鏈、鋼絲繩、吊帶必須達到作業(yè)安全要求；

9.3對掛籃位置、前后吊帶、吊架及后錨桿等關(guān)鍵部位，及時檢查，及時解決問題，不得留有隱患；

9.4對豎向應(yīng)力筋的位置、數(shù)量及時進行檢查，保證掛籃預(yù)留孔位置準(zhǔn)確；

9.5及時對梁段標(biāo)高、中軸線及撓度進行測量，并做好記錄；

9.6模板與已成梁段混凝土必須密貼，避免出現(xiàn)錯臺；

9.7混凝土入模過程中，隨時注意掛籃及模板變形情況，做到及時調(diào)整，以便于施工的順利進行；

9.8嚴(yán)格控制混凝土方量，盡量使梁段混凝土各齡期的強度和彈性模量術(shù)指標(biāo)與計算采用值接近，減少實際值與計算采用值之間的誤差。