特大橋梁懸臂現澆連續梁施工技術分析

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1 懸臂現澆連續梁施工技術概述

懸臂現澆連續梁施工技術是以墩頂梁段即零號塊為中心，然后以一對能行走的掛籃向兩側對稱逐段施工的方式。懸臂現澆法最開始是在鋼橋上應用，后來經過改良慢慢發展到現澆混凝土施工中。懸臂現澆連續梁的施工方法屬于典型的自架設節段施工工藝，主要設備是掛籃，掛籃作為施工作業平臺，立模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、施加預應力和孔道壓漿都在其上進行。在掛籃上將梁段分段澆筑，澆筑養護強度達到設計要求后進行預應力鋼筋張拉，然后進行孔道壓漿，完成一段施工后，兩側掛籃對稱向前移動一個節段，進行下一個節段的施工，循序漸進地完成懸臂梁段澆筑[1]。

隨著懸臂現澆連續梁施工技術的改進和完善，該技術應用越來越廣泛，對于一些跨越河流或者不適宜采用滿堂支架法施工的橋梁適用性較強，當前我國懸臂現澆技術已經取得了很大的進步。首先，懸臂施工所使用的掛籃重量逐漸減輕，承載能力逐漸提高，安裝變得更加簡便易操作，其抗傾覆能力、自錨固系統的安全性也得到完善。其次，混凝土、鋼束等材料不斷升級，不斷有新的產品研發出來，如一些新型高強度的混凝土，一方面提高了承載能力，另一方面降低了材料用量，節約了材料費用。并且，高強度低松弛鋼束的應用和鋼束布置方式的改進，能有效降低預應力的損失和提高安全應力儲備，同時簡化了布置形式，施工操作更加簡便，提高了施工效率。最后，預應力張拉和孔道壓漿技術也逐漸采用計算機控制，利用計算機智能控制能更加準確地掌握和控制實時張拉應力和伸長量，孔道壓漿的設備也在不斷改進，真空輔助循環壓漿能夠保證管道漿液的密實性，保護管道內的預應力筋。目前很多工程也開始使用BIM技術，特大橋梁懸臂現澆連續梁利用BIM模擬施工過程，能及時發現問題并進行調整，從而有效提高施工效率，避免經濟損失。

2 懸臂現澆連續梁施工要點

2.1 零號塊施工技術

零號塊和邊孔梁段通常采用支架法施工，零號塊一般采用滿堂支架、三角托架和鋼管支架法。在澆筑完成并養護達到設計強度后，應該將零號塊梁體和橋墩進行臨時固結，防止在懸臂澆筑施工過程中兩側存在不平衡導致傾覆，臨時固結可以抵抗其產生的不平衡力矩，永久支座也不會過早開始受力，保證懸臂澆筑施工的安全和穩定[2]。臨時固結比較常用的形式為體內固結、體外固結、體內固結+體外支撐、體內固結+體外固結，當體內固結法不足以抵抗最大不平衡力矩時，可采取體外固結的方式，當不便采用體外固結方式時再采用體內固結+體外支撐組合模式。體內固結+體外固結的模式采用相對較少，這種方式可以減少體外固結的材料數量，能夠節省材料和工期[3]。

2.2 掛籃的安裝與預壓

在特大橋梁懸臂澆筑施工中，已經基本不采用貝雷梁掛籃，一般選擇三角掛籃或菱形掛籃，菱形掛籃一般更加安全可靠和便于施工操作。掛籃在零號塊上進行對稱安裝，菱形掛籃包括菱形桁架、懸吊系統、行走系統、模板系統。安裝完成后，應該確保掛籃能夠通過底部滑道移動。

掛籃預壓是為了消除彈性變形和拼裝間隙等非彈性變形，測試掛籃的變形值，驗證掛籃的承載能力，檢驗各個構件的強度、撓度是否達到設計要求，確保各個錨固點的安全可靠，保證掛籃在施工中的安全穩定性[4]。掛籃預壓一般采用分級加載的方法進行，加載順序一般從支座向跨中方向進行，當滿載后保持24h，在末級加載兩次變形的差值不超過2mm時，可以開始逐級對稱卸載。

2.3 鋼筋模板安裝

模板通常是工廠定制，正式安裝前應先進行模板試拼，封頭齒板加工以試拼的結果為依據。在澆筑前先還需要進行梁體鋼筋的綁扎、鋪設預應力管道等，管道應進行臨時封堵，防止澆筑混凝土時有雜物進入，拼裝應該嚴格按照設計要求進行，鋼筋、模板、管道安裝完成后應該進行自檢，然后通知監理檢查合格后才可以進行下一道工序施工。

2.4 懸臂現澆

在進行懸臂混凝土澆筑施工前，應對掛籃、預應力筋管道、鋼筋、模板等預埋件進行隱蔽工程驗收，同時還需要對混凝土的材料、配合比、坍落度、施工設備和混凝土接縫處理情況進行全面檢查，經有關方驗收確認后可以進行混凝土澆筑工作。懸臂澆筑混凝土應保持兩側平衡、對稱進行，兩側實測的不平衡偏差必須控制在塊段重量的20%以下。澆筑順序應從懸臂的前端開始，然后與后端混凝土進行連接處理。掛籃的自重與梁段混凝土的質量比值不得超過0.7，一般控制在0.3～0.5。混凝土澆筑完成后及時進行養護，根據梁體的體積和溫度等因素綜合考慮，選擇合適的方法進行養護。

2.5 預應力張拉

在混凝土強度達到設計要求后，進行預應力張拉工作，在懸臂澆筑的連續梁中，腹板和頂板的縱向預應力筋一般按照左右、上下對稱的張拉順序進行，當設計有特殊要求時，則按照設計要求進行張拉。張拉完成后必須立即進行孔道壓漿，壓漿材料通常采用水泥漿液，強度一般不得小于30MPa。當預應力筋孔道屬于多跨連續且有連接器時，宜張拉完成一段馬上進行該段的混凝土澆筑。壓漿后操作人員從檢查孔觀察密實度，如有問題應及時進行處理。壓漿后及時進行錨具封錨，封錨的混凝土強度不得低于梁體結構的80%。

2.6 合龍段施工

懸臂澆筑現澆連續梁施工的合龍順序由邊跨到次跨到中跨，合龍應該按照設計要求，將兩個懸臂段的合龍口進行臨時連接，并放松其中一個側墩的臨時錨固，也可以將其中一側改成活動支座。合龍前應施加壓重維持懸臂端的平衡和保持穩定的撓度，當澆筑合龍段的混凝土時，邊澆筑邊撤除壓重。合龍段的混凝土強度應比梁段提高一級，以便盡快進行預應力張拉。

3 特大橋梁懸臂現澆連續梁施工控制措施

特大橋梁懸臂對稱澆筑混凝土后，后續工序還有各個橋跨的合龍以及完成橋梁體系的轉換，整個施工過程的工序比較復雜，橋體主梁的內力和標高都隨著各階段的施工進展處于一個不斷變化的狀態中。為了保證橋梁施工的安全、主梁軸線的平面偏差、合龍操作時兩個懸臂端的撓度符合設計和施工要求，必須在施工全過程進行監測與控制。一般采用儀器進行施工監測，通常會在主梁預先埋設一些傳感器和布置沉降觀測點，借助儀器收集和記錄數據變化，然后利用軟件程序進行數據處理分析，并將實際值與設計值對比進行偏差分析，指導懸臂澆筑施工。

在特大橋梁懸臂現澆連續梁施工中，通過監測和控制使橋跨結構的線形盡可能地接近或者達到理想中的線形，確保橋梁截面控制應力在施工全過程都處于安全限值范圍內，保證施工的安全和穩定，這也是橋梁后續投入運營的基本保障。在懸臂現澆連續梁施工中，主要的監控項目是梁體線形、梁體應力。

3.1 梁體的線形控制

橋梁的線形控制分為豎向線形控制和平面線形控制兩個方面，豎向線形控制一般采取的方法是在每一階段的連續梁的頂板上方布置監控測量的控制點，通過在施工中監測這些控制點的標高，實現對大跨度橋梁豎向的線形控制，把控其曲線的走向，當超出規定范圍及時采取措施進行調整。平面線形控制則是控制橋梁的軸線在水平方向的位置，保證其與設計平曲線相同。

3.2 梁體的應力控制

橋梁結構的應力狀態嚴重影響施工安全和施工質量，一般需要預先在梁體內埋設傳感器等設備來測定和檢測器實際的應力狀態，僅靠觀察無法從橋梁外觀得知其受力情況。施工中應該及時采集和記錄好相關數據，密切關注數據的走向，將實際數據與理論值比對，保證差值在限制范圍內。

3.3 掛籃變形量的控制

掛籃作為一個行走的施工平臺，在施工過程中承受著鋼筋、模板、混凝土、設備、人員等荷載，在這些荷載作用下會使掛籃發生變形，而新澆筑的連續梁節段也會跟著掛籃的變形而發生變形。因此在掛籃安裝后必須進行預壓，其目的是取得掛籃的荷載與彈性變形的關系曲線，為后續懸臂澆筑混凝土中的掛籃變形取值提供基礎數據。掛籃施工前面幾個節段的變形量取值，對主梁的線形控制起到了主導作用。在采用掛籃懸臂澆筑法施工時，施工的安全性是首要的，當施工中檢測到的數據與理論值有較大的偏差時，應該引起警覺，從不同方面進行分析，找到問題所在，采取相應的糾偏措施，避免出現安全隱患。

4 結束語

綜上所述，橋梁懸臂現澆連續梁的施工技術經過長時間的經驗積累和發展，已經越來越成熟和穩定。但是懸臂現澆法的施工工序仍然比較復雜，施工中每一個工序都需要進行嚴密的監測和控制，以保證施工和后續運營的安全穩定。