特大桥悬臂灌注连续箱梁施工工艺
时间：2020-12-13 08:09:37 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(中铁六局集团呼和浩特铁建公司，内蒙古 呼和浩特 010050)
摘 要：介绍了张集线新建铁路跨集老高速公路特大桥工 程研究其施工技术及工艺，总结成型的施工技术，便于指导今后的同类工程的施工，得到推 广和改进。
关键词：悬臂；
灌注；
连续箱梁；
施工工艺
中图分类号：U445.466 文献标识码：A 文章编号 ：1007—6921(2008)14—0229—02
1 工程概况
张集线新建铁路跨集老高速公路特大桥位于内蒙古乌兰察布市境内，中心里程为改DK83+150.72，全桥20孔，总长757.3m。桥的上部结构0＃台～6＃墩、9＃墩～20＃台为17孔32m简支 梁，6＃墩～9＃墩为三跨一联预应力钢筋混凝土连续箱梁，其跨径组合为48+80+48m，最高 墩14.5m，连续箱梁位于直线上，单箱单室变截面、变高度，梁高3.5m～6.0m，顶板宽6.9 m，底板宽4.0m，梁底线为大半径圆曲线，箱梁采用纵、竖向双向预应力体系，连续梁主 跨跨越集宁市—老爷庙高速公路。
2 施工准备
2.1 场地及机械设备
根据该桥特点和周围村道多的便利条件，因地制宜，较好地解决了施工便道、人员驻地、临 时工房、工具仓库、发电机房、拌和站、混凝土输送泵站、预应力筋及钢筋加工场、模板脚 手架堆放场、临时设施拼装场、波纹管卷制车间、预应力筋、钢筋及水泥仓库等设施和场地 。在施工机具及设备方面，除重点解决好悬灌施工的挂篮和供应施工人员上桥的旋梯外，其 余机具设备主要根据实际需要进行配置。
2.2 挂篮及模板的加工
挂篮是悬灌施工的关键设备，我们根据箱梁结构特点和施工条件采用两组四个梯形挂篮。挂 篮的主构架采用工字钢，每个挂篮自重51t，适用最大梁段重145t，适用施工梁段长3.5～4m ,梁宽(底/顶)和梁高均满足箱梁最大截面要求。挂篮的整体弹性变形为10mm，非弹性变形 为3mm，工作和走行状态下的抗倾覆系数大于2.0。梯形挂篮由定点厂家加工制作，该挂篮的 特点是重量轻，无须配重，运行平稳，操作方便。模板均使用大块钢板拼接作面板，并由指 定厂家加工制造，达到了板面光洁平整。支架和衬杆经过内力计算，均使用适合本挂篮操作 的型钢钢架。
2.3 技术准备
施工前主要完成了挂篮的检测试验和有关技术数据收集，包括挂篮主要杆件内力测试、安全 性检核及走行性能、整体受力情况及刚度评定；
预应力系统检测、孔道及预应力损失试验、 各种预应力钢筋张拉控制应力计算及伸长值测算；
预应力孔道成孔方案及防弯、堵、漏、瘪 、移位措施，受力钢筋和其他钢筋的接长焊接措施，模板刚度检测、尺寸复核，以及试拼装 检查；
对于施工过程中混凝土、预应力筋、钢筋焊接接头的抽检频次等项目，都通过现场试 验制定了预控措施。
3 悬灌箱梁施工
3.1 主要施工方法
三孔一联悬灌梁总体上采用先T构后连续的方法，即先进行7#、8#墩的T构悬灌施工，然后两 T构分别与6#墩和9#墩的不平衡直线段进行边跨合拢，最后进行体系转换和中跨合拢。其他 主要项目的施工方法如下：
①混凝土的拌制和运输。混凝土采用自动计量拌合站搅和，现场配备两台混凝土搅拌运输车 ，将混凝土从搅和站运到输送泵内，泵送上桥后通过软管和溜槽入模。②钢筋加工及安装。为加快施工进度和提高钢筋绑扎质量，梁体的构造钢筋采用在现场绑扎成骨架，然后整体或分片吊装就位。③不平衡直线段灌筑。位于6#墩和9#墩的边跨不平衡直线段，采用军用墩搭设膺架和铺设模板，用袋装砂土进行预压，消除非弹性变形后现浇。④合拢及预拱度控制。合拢段利用挂篮模板，采用掺了微量铝粉的膨胀混凝土进行合拢段灌筑。各梁段的施工线型控制，应用计算机监控其挠度变化，确保合拢精度。⑤临时支座设置。T构的临时支座不在墩顶设置，采取与0#梁段的临时支墩一体，每墩设4个，体系转换时用氧焊直接切割掉支墩顶部楔形托盘来实现卸落梁体。
3.2 挂篮安装及行走流程
待0#梁段砼达到龄期及张拉后，挂篮在该梁段顶进行组拼安装。由于单个挂篮长11m，而0# 梁段长8m，安装时先进行联挂，等到1#梁段施工完毕，进行2#梁段施工时再解体。
挂篮需要走行时，先将底模板后横梁两端各用一个3t手拉葫芦挂于外走行梁上，然后去掉后吊带，待底模板松动后，再将全部走行梁的后 锚钢筋用滚轮吊架取代。并适量放松前吊带和 吊杆，使挂篮能前后轻微摆动，最后松掉主构架后锚杆。当主构架在挂篮的重力作用下慢慢 前倾时，后构板挂住走行轨道，开始起牵制作用，再用两台10t手拉葫芦挂住主构架后端和 轨道前端，同步拖动主构架带着挂篮整体缓慢前移，以此实现挂篮平稳走行。挂篮走行到位 后，依次将底模板后吊带穿入锚好，将走行梁的滚轮吊架更换为吊杆。穿主构架的后锚固定 钢筋时，注意精确调整到位，最后调整好挂篮的标高，顶紧各吊带和吊杆锚固点，即可进行 模板安装和梁段混凝土灌筑。
3.3 主要作业程序
3.3.1 0#梁段施工
0#段是整个T构施工的重点，为保证砼的浇筑质量，采用在临时支墩和主墩上搭设支架和铺 设安装模板一次现浇成型的办法。临时支墩采用方形刚柱制作，截面为0.7m×0.6m，每个T 构桥墩设4个，其位置距桥墩中心纵向为1.75m，横向为2.0m，刚柱底部采用原预埋在墩侧基 础顶面的大螺栓锚固。柱顶设托盘，托盘与原预埋在墩顶的临时支座钢板及锚固大螺栓相联 ，这不仅增强了T构抗倾覆系数，同时还可兼做施工平台托架。临时支墩安装时垂直度要求 不大于H/3 500。支墩顶中心位于箱梁腹板中心线上，并用预埋螺栓与腹板联成整体，其承 受最大荷载为1 220t/个，锚固力为260t/个。混凝土浇筑前对支墩托架进行预压，然后将在 桥下预制好的钢筋网片和钢筋骨架吊装到位，并交替安装内外模板、纵向预应力束制孔管道 和竖向预应筋制孔管道、顶板钢筋及有关预埋件，同时还要在腹板和顶板上预留好天窗，布 置好浇筑混凝土用的漏斗和串筒。在上述工作加固和检查无误后开始浇筑混凝土。混凝土浇 筑采用输送泵，按照从底板开始前后左右分层对称一次浇筑成型。浇筑结束后加强养护，待 混凝土达到设计强度的90%时进行穿束和张拉预应力。预应力张拉顺序为先腹板后顶板，先 上后下，左右对称。预应力张拉结束后，按照纵向、竖向的顺序进行压浆。
3.3.2 1#梁段施工
由于从1#梁段开始采用无托架悬灌。故在0#梁段混凝土养护到期和预应力孔道压浆完成后即 可安装轨道，吊装组拼挂篮。由于0#梁段长度只有8m，不足以分别锚固两个挂篮主构架，所 以在0#梁段安装好(包括两个挂篮需用的滑靴和勾板)轨道后，需先按1.5套挂篮长度(部 分杆件暂时不用)进行组拼联挂。梯形挂篮联挂支撑和锚固稳定后，依次吊装两端挂篮底模 板、内外走行梁，固定好前后吊点，松开0#段的侧模，并将侧模支架挂入外走行梁，然后用 手拉葫芦将侧模拖拉到位。同时在走行梁上挂搭内模支架和撑杆，接长全部预应力孔道和主 筋，加工齿块模板，并注意预留下一段挂篮走行梁及底模后锚点的预留孔，再按0#梁段的相 关项目标准检查无误后即可灌注混凝土。
3.3.3 2#梁段施工
1#梁段预应力施工完毕后，即可将联体大挂篮分解成两个独立的标准挂篮，解体时首先检查 轨道与竖向精轧钢筋的连接紧固情况，还有就是枕梁和轨道铆定孔的穿入、后勾板与轨道反 挂效果、前支点临时安装位置及弦杆中部是否会产生弯距破坏等情况，检查完后先将半套挂 篮端的侧模和内模以及底模板固定在梁体上，并放松前吊带和前吊杆，以使主构架不再提供 其受力。尔后将部分下弦杆与轨道临时锚起来，防止主构架前倾，同时拆除与整挂篮的节点 夹板，将整个挂篮端的全部走行梁安好走行滚轮，使走行梁落在滚轮上。底模板后横梁用手 拉葫芦沟挂在外走行梁上，解除后锚点，通过走行挂篮到该端2#梁段就位，再将新的后锚点 按标准进行锚固。对于另半套挂篮，在主构架增加节点夹板和弦杆后，也拼装成另一套整挂 篮，按同样方法安好走行滚轮后拖拉走行到2#梁段就位。至此两个挂篮按照平衡对称的原则 同时向两端延伸，进行悬灌施工，直至3#～9#梁段施工完毕，每节梁段施工程序与2#梁段基 本相同。有所不同的是往后更要注意标高控制，严格按设计和计算值预留挠度值，并在混凝 土灌注完后再复核一遍。
3.3.4 不平衡段及边跨合拢段的施工
位于6#墩和9#墩的11#不平衡段采用军用墩搭设膺架并用袋装砂土预压6天以上，监测其变形 和沉降量不得超过1cm。否则要加强结构杆件，配置和调整预留沉降值。搭设膺架和立模时 ，其底模适当向前伸出，以方便与合拢段底模的衔接，同时还要考虑支架拆除的方便性。
边跨合拢段(10#)为2m长的直线段，在T构的9#段灌注完毕后并达到一定强度后，即可进行 主构架和挂篮的解体及拆除。并利用挂篮的部分杆件及时将合拢段临时刚构安装好，使其与 不平衡段(11#)连接起来。具体的做法是：在9#段施加预应力后搭设边跨合拢段底模，待 拆除11#段部分侧模后，将挂篮外走行梁脱离主构架，单独向前伸至11#段位置，并挂在梁顶 预留孔上，将侧模用手拉葫芦拖拉就位。模板就位时，应注意使其与9#段和11#段均保持有5 0cm以上的搭接，以防止漏浆。在接好预应力管道和安装好钢筋网片后，即可按照有关防止 温度应力的措施灌注混凝土。边跨合拢段浇筑完成后，拆除模板时内模走行梁，从6#墩和9# 墩的11#梁段人孔处运出吊下。
3.3.5 体系转换和主跨合拢段现浇
边跨合拢段的混凝土强度达到要求，开始清理桥面不必要的设施，按顺序进行全边跨预应力 的孔道穿束、张拉和压浆工作。主跨合拢段的现浇，按边跨同样的方法拆除中跨的两个挂篮 ，但外走行梁和侧模需留一套暂不拆卸，以便前伸挂在两9#段上将侧模拖拉就位。操作时同 样先安装好临时刚构和底模，但连接不能将螺帽拧紧，需待体系转换结束后才能拧紧全部临 时连接的刚构和模板吊挂装置，然后开始布置钢筋和预应力管道。主跨合拢段的长度也为2m ，在混凝土灌注之前要进行体系转换，即拆除临时支墩和永久支座的临时锁定装置以及支座 附近的所有临时设施。拆除工作要准备好8套气割工具，先解除永久支座的临时锁定装置， 再同步割除临时支墩顶部的托帽。在拆除过程中注意观察和记录永久支座的下沉量，以便校 核转换结果。在拆除完成和拧紧全部临时连接的同时也在临时预应力孔道内穿入预应力钢筋 ，并按设计控制应力进行张拉完成体系转换。体系转换后，主跨合拢段处相当与一个活动绞 ，整个梁体处于静定结构状态。此时再进一步调整好模板和钢筋，检查横隔板等设置，确认 无误后开始从桥面往下灌筑混凝土。主跨合拢段使用掺微量铝粉的膨胀混凝土现浇，且应选 择在一天中气温最低时浇筑。待混凝土强度达到设计强度的90%左右时解除临时预应力，再 按流水作业程序进行主跨预应力筋的穿、拉、压、锚等工序。
4 结语
跨集老高速公路特大桥是张集线新建铁路的控制性难点工程之一。其设计和施工采 用了不少国内领先的工艺技术，由于我们在施工中考虑慎密，前期准备工作充分，总体上保 证了施工质量和进度，施工工期还较计划提前20天，为全线铺轨架梁争取了时间，外观和线 型均达到了全线优秀水平，而且通过不断改进工艺，全桥节约成本近10万元。
［参考文献］
［1］ 铁路工程建设通用参考图［S］.通桥［2005］2261-Ⅷ铁道第四勘察设计院.
［2］ 大跨度桥梁设计与施工技术.中铁大桥局集团［S］.人民交通出版社,2002.
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