淺談?lì)A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋懸臂澆筑法（掛籃施工）

　　摘要：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋能充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的特性，使結(jié)構(gòu)輕型化，具有很大的跨越能力，而且它可以有效地避免混凝土的開(kāi)裂，特別是處于負(fù)彎矩區(qū)的橋面板的開(kāi)裂。除此之外，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋還能節(jié)省材料、變形和緩、伸縮縫少，剛度大、行車平穩(wěn)，養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，所以在近代橋梁建筑中已得到越來(lái)越多的應(yīng)用。本文著重就預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋在采用懸臂澆筑（掛籃施工）時(shí)在懸臂施工的程序、墩梁臨時(shí)固結(jié)和措施、施工過(guò)程中變形的控制、合攏段的施工、結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換等方面淺談一下自己在實(shí)踐中的體會(huì)和應(yīng)注意解決的問(wèn)題。 
　　 
　　 一、前言 
　　 
　　本人于2002-2004年曾參于建設(shè)當(dāng)高水陽(yáng)江橋大橋，該橋主橋采用25+45+25米的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，全長(zhǎng)95m，橫截面為單箱單室。三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，根據(jù)變力情況采用單向預(yù)應(yīng)力，其縱向預(yù)應(yīng)力筋采用符合ASTM416-900270級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。主橋按懸臂澆筑法施工，以2號(hào)墩、3號(hào)墩為兩個(gè)T構(gòu)，單T劃分9個(gè)梁段，施工時(shí)最大懸臂長(zhǎng)度21.5m，懸臂澆筑最大長(zhǎng)度3m，最大重量473KN，單T澆筑最大不平衡力控制在300KN以內(nèi)。本文即結(jié)合此工程實(shí)例，淺顯地談一談?lì)A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土懸臂澆筑（掛籃施工）的方法和在施工中應(yīng)注意的問(wèn)題。 
　　 
　　二、懸臂澆筑法施工（掛籃施工） 
　　 
　　懸臂施工法是在橋墩兩側(cè)對(duì)稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動(dòng)機(jī)具、模板繼續(xù)施工。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工的方法需在施工中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，即在懸臂施工時(shí)，結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)呈T形剛構(gòu)，懸臂梁，待施工合攏后形成連續(xù)梁。因此，在橋梁設(shè)計(jì)中在考慮施工過(guò)程的應(yīng)力狀態(tài)；要考慮由于體系轉(zhuǎn)換及其他因素引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力。內(nèi)時(shí)為使施工受力與運(yùn)營(yíng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)的受力盡量吻合，通常用懸臂施工的連續(xù)梁橋選取變截面梁。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在懸臂施工時(shí)，由于墩梁鉸接而不能承受彎矩，因此，施工時(shí)要采取措施臨時(shí)將墩、梁固結(jié)。待懸臂施工至少一端合攏后恢復(fù)原結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這是連續(xù)梁采用懸臂施工法的一個(gè)特點(diǎn)。 

　　懸臂施工法不需大量施工支架和臨時(shí)設(shè)備，不影響橋下通航、通車，施工不受季節(jié)，河道水位的影響，并能大跨徑橋上采用，因此得到廣泛的使用。懸臂澆筑的施工方法是大跨連續(xù)梁橋的主要施工方法。 

　　1、0#梁段施工 

　　0#梁段施工，首先通過(guò)預(yù)埋在主墩墩身里的特制點(diǎn)板，用“N”型萬(wàn)能桿件拼組桁架式扇形托架，四片主桁聯(lián)結(jié)形式桁架式結(jié)構(gòu)，其上鋪設(shè)兩層型鋼墊梁。支架預(yù)壓采用液壓千斤頂施加集中力進(jìn)行等效預(yù)壓，以消除支架的非彈性變形，然后立模、澆筑0#。0#梁段外模采用大塊鋼模板，以確保梁體的外觀質(zhì)量。 

　　2、掛籃懸臂施工 

　　0#梁段施工完成后，在其上部拼裝掛籃，懸臂對(duì)稱逐段澆筑各標(biāo)準(zhǔn)段。其工藝流程如下：掛籃是懸臂澆筑法施工的主要設(shè)備，它可沒(méi)軌道走行，支承在已完成的梁段上，用以進(jìn)行下一個(gè)梁段的施工。 

　?。?）掛籃的結(jié)構(gòu)形式： 

　　菱形掛籃由菱形桁架，懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、底模平面、內(nèi)外模板及走行系統(tǒng)組成。 

　?。?）主要特點(diǎn) 

　　①菱形掛籃外形美觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，桿件受力明確。②作業(yè)面寬闊，便于鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝，能加快施工速度，縮短梁段施工循環(huán)周期。根據(jù)其它箱梁使用情況，梁段最短施工周期5.2天，平均6-8天。③利用桁架前后支座，使桁架在軌道上走行，無(wú)需平衡重，操作方便，移動(dòng)靈活、平衡，外模，底模隨桁架一次到位。掛籃移動(dòng)時(shí)間短，一般只需2-4小時(shí)即可就位。④掛籃自重輕，利用系數(shù)高，是目前我國(guó)利用系數(shù)最高的掛籃。⑤掛籃剛度大，彈性變形小，立模時(shí)只需一次調(diào)整標(biāo)高，灌注混凝土過(guò)程中不需再調(diào)整。⑥掛籃使用材料均為常用材料，加工制造簡(jiǎn)單，一般橋梁工地均可現(xiàn)場(chǎng)加工。 

　?。?）掛籃的拼裝 

　　掛籃的拼裝在0#塊進(jìn)行，桿件由浮吊吊裝，拼裝按如下順序進(jìn)行：a.安裝軌道。b.水平拼裝主構(gòu)架的菱形桁片，兩個(gè)桁片可疊放拼裝。c.安裝前支座。d.由浮吊分別將兩桁片豎起，置于軌道上并支撐牢靠。e.安裝反扣輪。f.拼裝聯(lián)結(jié)系。g.用手拉葫蘆牽引主構(gòu)架就拉。h.安裝前上橫梁。i.安裝懸吊系統(tǒng)。j.安裝底模平臺(tái)。k.安裝外側(cè)模和外模走行梁。l.鋼筋綁扎完成后安裝內(nèi)模和內(nèi)模走行梁。m.重復(fù)a-1拼裝另一側(cè)的掛籃。掛籃的拆卸按相反順序進(jìn)行。 

　　（4）鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道制作安裝 

　?、黉摻畎惭b順序 

　　底模下層底模管道定位底板上層鋼筋網(wǎng)一肋板鋼筋骨架一頂板和翼板下層鋼筋一頂模上導(dǎo)鋼筋網(wǎng)。 

　?、陬A(yù)應(yīng)力管道加工制作及安裝 

　?。?）混凝土澆筑 

　　（6）預(yù)應(yīng)力工藝 

　　預(yù)應(yīng)力筋按設(shè)計(jì)要求的張拉程序進(jìn)行張拉，預(yù)應(yīng)力筋張拉順序按先下后上，先中間后兩邊的順序?qū)ΨQ張拉。 

　　張拉程序 

　　0——初應(yīng)力——σk——σk錨固 

　?。?）孔道壓漿 

　　第一梁段張拉完畢即進(jìn)行孔道壓漿，壓漿時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的配合比配制灰漿，以保證能順利入孔道?；覞{的上升不宜太快，待頂部出漿槽口流出濃漿，堵死槽口，然后關(guān)閉壓漿閥。 

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　?。?）掛籃前移 

　　壓漿后待水泥漿強(qiáng)度達(dá)到20Mpa后即可移動(dòng)掛籃。 

　?、侔惭b軌道；②將底模平臺(tái)后橫梁用兩臺(tái)5t手拉葫蘆懸于外模走行梁上；③拆除底模平臺(tái)后吊帶；④同時(shí)安裝前吊帶、外模走行梁前吊繩和懸吊滾輪，使底模平臺(tái)和外側(cè)模在自重作用下脫模；⑤拆除掛籃后錨；⑥軌道前端安裝手拉葫蘆，牽引主構(gòu)架前移，并帶動(dòng)底模平臺(tái)和外側(cè)模一同前移。 ⑦注意事項(xiàng)： 

　　a.T構(gòu)兩端的掛籃應(yīng)同時(shí)移動(dòng)；b.拆除后錨前要認(rèn)真檢查反扣輪各部聯(lián)結(jié)是否可靠，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決；c.掛籃移動(dòng)前要調(diào)整底模平臺(tái)和外側(cè)模水平，仔細(xì)檢查掛籃各部分聯(lián)結(jié)情況，檢查掛籃上的安全網(wǎng)，鋼筋頭或其字繩索有無(wú)與箱梁鉤掛的情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理：d.掛籃移動(dòng)要統(tǒng)一指揮，兩臺(tái)手拉葫蘆盡量同步，并防止脈沖式行走；e.掛籃移動(dòng)過(guò)程要用兩臺(tái)手拉葫蘆拉住掛籃的節(jié)點(diǎn)，防止溜車事故發(fā)生。 

　　3、邊跨的施工 

　　邊跨不對(duì)稱的現(xiàn)澆梁段采用在已澆懸臂段和過(guò)渡墩上架設(shè)吊籃進(jìn)行施工。其現(xiàn)澆梁段利用掛籃施工，施工方法同主跨。邊跨施工等混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，分批張拉預(yù)應(yīng)力筋，然后壓漿封錨。 

　　4、合攏段的施工 

　　在各T構(gòu)懸澆完成后，即可進(jìn)行全橋的工作，合攏的順序是：先合攏兩邊孔，合攏完畢后進(jìn)行主墩處臨時(shí)墩梁固接的解除，然后合攏主孔，從而完成主橋的合攏和體系轉(zhuǎn)換。各合攏段都使用微膨脹混凝土，膨脹劑摻量由實(shí)驗(yàn)確定，除中間合攏段外，其余各合攏段在灌注混凝土過(guò)程均需加平衡重，平衡重采用水箱加壓法，在混凝土灌注的同時(shí)向水箱內(nèi)注水。 

　　合攏段的施工是結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換前一道重要工序，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)程序和施工工藝要求，科學(xué)組織施工，確保工程質(zhì)量。 

　?。?）合攏段施工順序 

　　①安裝兩邊跨現(xiàn)澆支架，立模澆筑、邊跨。②澆筑兩邊跨合攏段混凝土。③拆除墩頂臨時(shí)支座，拆除前將墩上永久支座鎖定，防止支座滑移，臨時(shí)支座拆除時(shí)注意一個(gè)墩上的臨時(shí)支座同時(shí)拆除。 

　　最后施工完成中間合攏段施工。 

　　各合攏段預(yù)應(yīng)力束張拉的順序是：先頂板后底板，稱短束后長(zhǎng)束，每次對(duì)稱張拉2束，頂板、底板交錯(cuò)進(jìn)行，直至全部張拉完成，每一合攏段張拉完成后再壓漿。 

　　（2）合攏段施工的方法及措施

　?、賿旎@的拆除和模板安裝 

　　T構(gòu)施工完畢后，拆除T構(gòu)上的掛籃，邊跨合攏段的施工，可利用直線段模板及支架吊起一段。其它中間跨合攏段直接應(yīng)用掛籃上的模板進(jìn)行施工。將掛籃底模平臺(tái)錨于合攏段外側(cè)梁段底板上，外側(cè)模懸吊與于該梁段翼板上，內(nèi)模置于底板頂面，內(nèi)外模間用對(duì)拉螺栓拉緊。 

　　②合攏梁段混凝土臨時(shí)鎖定措施 

　　由于氣溫的變化以及各種因素的影響，會(huì)導(dǎo)致合攏段混凝土拉裂或壓壞，我們用剛性支承臨時(shí)鎖定合攏兩端，使其成為可以承受一定彎矩剪力的牢固結(jié)點(diǎn)。鎖定溫度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，支承一定在與兩懸臂端牢固頂緊，并必須保證支承頂面強(qiáng)度、質(zhì)量。設(shè)置剛性支承以前，應(yīng)完成合攏段鋼束以及張拉準(zhǔn)備工作。 

　?、酆蠑n段是連續(xù)梁施工的關(guān)鍵。為確保合攏段的施工質(zhì)量，應(yīng)采取以下特殊措施：a.為保持混凝土澆筑過(guò)程中梁體受力不變，在中跨合攏段外側(cè)梁段預(yù)壓重量等于合攏段重量一半的水箱，隨混凝土的灌筑分級(jí)放水。b.選擇一天中溫度最低的時(shí)間段內(nèi)灌筑混凝土。合攏前側(cè)定梁段高程，其高差必須在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)。c.為防止出現(xiàn)由于新澆混凝土自身收縮引起的裂紋，在混凝土中加入適量鋁粉做為微膨脹劑。d.為盡快提高合攏段混凝土早期強(qiáng)度除加入適量早強(qiáng)劑外將合攏段混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)。e.加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，在全跨范圍內(nèi)的頂板上鋪草袋灑水降溫。f.待合攏梁段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，先張拉各梁段的底板束，張拉先長(zhǎng)束生短束，最后放松臨時(shí)束和先期張拉的底板束，然后再?gòu)埨逊潘傻牡装迨?，臨時(shí)管道壓漿封固。 

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　　5、體系轉(zhuǎn)換 

　　在合攏段縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿后，解除臨時(shí)鎖定，進(jìn)行連續(xù)梁的梁跨體系轉(zhuǎn)換工作。 

　　6、臨時(shí)支座設(shè)置永久支座安裝 

　?。?）臨時(shí)支座設(shè)置 
　　盆式橡膠支座不能承受懸臂灌注施工中產(chǎn)生的不平衡力矩，必須通過(guò)設(shè)置臨時(shí)支座將墩梁臨時(shí)固結(jié)，臨時(shí)支座的設(shè)計(jì)必須考慮梁段的不平衡力矩，并且體系轉(zhuǎn)換后容易拆除。臨時(shí)支座采用硫磺砂漿支座。臨時(shí)支座施工時(shí)先澆筑下層混凝土塊，待強(qiáng)度達(dá)到100Mpa后，再立模板澆筑上面3cm硫磺砂漿。臨時(shí)支座拆除采用在硫磺砂漿夾層里預(yù)埋兩根2kw電阻絲，呈“M”型布置，兩端留在外側(cè)，以備通電。拆除時(shí)通電融化硫磺砂漿再割斷錨固筋即可。 

　?。?）盆式橡膠支座的安裝 

　　安裝支座時(shí)，要精確找到平墊石表面，確保支座四角誤差不大于1.0mm，準(zhǔn)確定出下鋼盆地腳螺栓位置，并檢查基孔徑大小與深度，用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿把地腳螺錨固。支座上下擺對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)位置燕鎖定，施工中盡量減少永久支座受力。 

　　7、施工質(zhì)量控制 

　　（1）測(cè)量控制 

　　連續(xù)箱梁施工時(shí)，為保證構(gòu)造物的平面位置及高程準(zhǔn)確，施工前建立精密制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量放樣。先進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算，主要控制連續(xù)梁的底板、翼板內(nèi)外邊緣及構(gòu)造物的中心線；現(xiàn)場(chǎng)采用全站速成測(cè)儀及精密水準(zhǔn)儀確放出箱梁平面位置標(biāo)高。 

　　根據(jù)計(jì)算所提供梁頂標(biāo)高及支架變形，精確設(shè)置立模標(biāo)高，施工過(guò)程中要保持與設(shè)計(jì)計(jì)算模式相一致，如施工方案出現(xiàn)較大變化時(shí)，分析其影響程度，修正立模標(biāo)高。 

　?。?）連續(xù)梁線性控制 

　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用懸澆法施工，在施工中由于梁體每段混凝土的重量、齡期、彈性模量，幾何特性都在不斷變化，并受到施工荷載，徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力影響，使梁體各個(gè)截面的內(nèi)力和位移都發(fā)生相應(yīng)變化。 

　　使用鐵道建筑研究設(shè)計(jì)院研制開(kāi)發(fā)的線性控制軟件，通過(guò)施工過(guò)程影響的撓度的數(shù)據(jù)輸入，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性分析和時(shí)效分析，對(duì)懸澆法施工的結(jié)構(gòu)從開(kāi)始到竣工整個(gè)過(guò)程中任一時(shí)刻的結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形情況進(jìn)行計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的跟蹤分析。 

　　主要計(jì)算出： 

　　a.由于結(jié)構(gòu)自重，施工外荷載，張拉力筋，支座沉降所產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。b.計(jì)算張拉連續(xù)預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的次內(nèi)力變形。c.計(jì)算由于預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。d.計(jì)算由于收縮，徐變引起的次內(nèi)力和變形，通過(guò)數(shù)據(jù)整理出下列表格內(nèi)容及繪制變化曲線，作為施工控制的依據(jù)。①懸澆梁階段立模標(biāo)高表②縣澆階段梁體階段截面撓度變化表③合攏階段梁體截面撓度變化表④施工過(guò)程梁頂標(biāo)高變化情況表⑤懸灌施工梁體各截面內(nèi)力情況表⑥各階段的結(jié)構(gòu)撓度變化曲線⑦立模預(yù)拱度分布曲線 

　　現(xiàn)場(chǎng)控制方法： 

　?、俑鶕?jù)計(jì)算所提供的立模標(biāo)高值，正確進(jìn)行每個(gè)梁段的立模放樣，施工過(guò)程要盡量保持與計(jì)算模式相一致，如施工方案出現(xiàn)較大的變化時(shí)，則要重新計(jì)算，分析其影響程度，修正立模標(biāo)高。 

　　②利用全站儀、自動(dòng)安平不準(zhǔn)儀和千分表在梁上進(jìn)行觀察，測(cè)點(diǎn)設(shè)在每個(gè)節(jié)端的橫斷面1/4、1/2、3/4處五處布置，成立觀察小組，密切注視施工過(guò)程的撓度變化，觀察內(nèi)容如下：a.掛籃移動(dòng)前后。b.混凝土灌注前后。c.預(yù)應(yīng)力張拉前后。d.邊、中跨合攏前后。e.對(duì)以上過(guò)程每次已完梁段的標(biāo)高。 

　　將上述觀察數(shù)據(jù)填入明細(xì)表中，與計(jì)算值進(jìn)行比較分析?？偨Y(jié)各種狀態(tài)下梁體的實(shí)際變化趨勢(shì)及其規(guī)律來(lái)指導(dǎo)施工。 

　　 掛籃懸臂澆筑的程序 

　　0#梁段施工→墩梁固結(jié)→掛籃拼裝→階段澆筑→邊跨合攏→解除臨時(shí)固結(jié)→主孔合攏。 
　　 
　　參考文獻(xiàn)： 

　　1、《橋梁工程》姚玲森主編，人民交通出版社，1985.12（1997.5重印）； 

　　2、《預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋》，范立礎(chǔ)主編，人民交通出版社，1985.1； 

　　3、《預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)施工》戴競(jìng)主編，土木工程學(xué)報(bào)，1980。