挂篮悬臂浇筑连续箱梁施工工法的应用

挂篮悬臂浇筑连续箱梁施工工法的应用

李　铮

(河南中原高速公路股份有限公司,河南郑州450052)

摘　要:郑州黄河公铁两用桥中跨越南、北黄河大堤公路引桥均采用挂篮悬臂浇筑法施工,介绍挂篮拼装、1号、2号～N号块悬浇施工、合龙段施工、线形控制等主要施工内容,并对该工法的效益进行了分析,证明其具有较好的经济效益。

关键词:连续梁桥;挂篮;浇筑;施工方法中图分类号:U448.215;U445.466

文献标志码:A

文章编号:1671-7767(2010)02-0033-03

1　工程概况

郑州黄河公铁两用桥中跨越南、北黄河大堤公

路引桥均采用挂篮悬臂浇筑方法进行施工。跨北大堤桥总长304m,跨度布置为(87+130+87)m,为变高度预应力混凝土连续箱梁,分左、右两幅,沿桥梁中心线对称布置,箱梁中心距17.0m,单幅桥宽15.5m(见图1)。桥梁底板曲线采用1.6次抛物线。中跨曲线段长62m,合龙段(直线段)长2m;边跨曲线段长62m,直线段长22.85m(含2m直线合龙段)。主梁为单箱单室直腹板箱形截面,两侧悬臂各宽3.75m,底板宽8m。顶、底板及腹板均在支点处加厚。中支点处梁高7.8m,边支点处梁高3.2m,中支点处设1道厚250cm的横隔梁,边支点处设1道厚120cm的横隔梁(见图2)。

图2　箱梁跨中及墩顶断面示意σcon=706.5MPa,钢管制孔,采用JL32锚具锚固。

箱梁混凝土强度等级设计为C50。

0号节段及两端边跨直线段在满堂支架上完成

施工,其余各节段采用挂篮悬臂浇筑完成。2　工法技术特点

挂篮悬臂浇筑法适用于不受净空限制的高墩、大跨径的连续梁桥和连续刚构桥施工。

该项目施工中在墩顶设临时支座,使墩、梁临时固结,采用支架现浇0号块,挂篮平衡悬臂浇注其余梁段,最后在跨中合龙的工法。利用墩梁的临时固结(悬臂施工时不设墩旁支撑)增加了施工过程的安

图1　连续梁桥型结构示意

全性,降低了施工成本。待梁体跨中合龙后解除临时支撑,实现体系转换。挂篮悬臂浇筑是以挂篮为主要施工设备,可在已张拉锚固并与墩身连成整体的梁体上移动,从桥墩对称伸臂逐段现浇梁体混凝土。每段梁体的立模、绑扎钢筋、浇注混凝土、预应力张拉都在挂篮内进行。完成本段施工后,挂篮对称向前各移动一节段。梁体的线形和挂篮吊架变形的调整,可通过升降前吊带或预压配重的办法实现。

连续箱梁采用三向预应力体系,纵向预应力分

为腹板悬臂束、顶板悬臂束和边(中)跨合龙束,采用收稿日期:2010-04-01作者简介:李　铮(1969-),男,高级工程师,1990年毕业于北京建筑工程学院公路与城市道路工程专业,工学学士(E2mail:Lizheng@hncd.gov.cn)。

34

3.3.3　混凝土浇注

3　施工工艺操作要点3.1　挂篮拼装

世界桥梁　　2010年第2期

待0号块浇注完毕达到设计强度的85%即可

张拉压浆,然后在其梁面上组拼挂篮,组拼顺序为:①将每只挂篮2片桁架下滑道位置抄垫平整,达到挂篮安装高度;②铺设挂篮下滑道,安装前滑板、后勾板;③安装挂篮菱形构架,安装挂篮后锚固系统,安装横联、平联;④安装前上横梁;⑤安装拼装好的挂篮底模平台;⑥安装内滑梁及内模;⑦安装外滑梁、前吊点,外模就位。安装过程中,挂篮后锚固预留孔位置要准确,前上横梁用千斤顶调整时,要由专人在箱内同时操作确保锚固可靠。3.2　1号块悬浇施工

在0号节段上对称拼装2只挂篮,采取锚固与前、后段平衡相结合的方式,将锚梁及主梁在0号块中间用连接板对接,同时将锚梁锚固在0号块上,待浇注1号块后两挂篮分开工作。

为保证挂篮结构的可靠性,在第一次使用之前必须对已拼装的挂篮按设计荷载加安全系数进行试压,以求得挂篮在不同工况下的变形挠度值。载重试验在底模安装结束后进行,每边的试压吨位为最大悬浇块重的1.2倍。试压合格后,即可进行1号块段的梁体施工。

3.3　2号～N号块悬浇施工3.3.1　挂篮前移

预应力张拉压浆完成后,进行挂篮前移。先将挂篮后中吊带拆除,放松边吊带及前吊带使挂篮下落一定高度,检查底板、腹板、翼板等部位,确保挂篮走行无障碍。挂篮走道安放位置要准确,接头处要平齐无台阶,走道与竖向筋锚固。挂篮前移利用倒链牵引,上、下游要保持同步,两悬臂挂篮要基本上对称前移。走行过程中要注意挂篮中线及走道方向的观测,发现偏位后及时纠正,确保挂篮到位时轴线偏移值不超过10mm。

挂篮走行到位后,尽快将后锚锚固好,利用边吊带将挂篮提升,中吊带将挂篮收紧,调整底模位置及标高,安装外侧模。3.3.2　钢筋、预应力安装钢筋绑扎按图纸要求进行,波纹管安装除插芯棒外,每0.5～1.0m设置1道定位网,要求位置准确,安装牢靠。波纹管接头用大一号波纹管套接。接头波纹管长30cm,两头各伸入15cm,接头处波纹管切平,不能有卷曲翘起现象,防止穿钢绞线时钩挂。

悬臂施工的2个对称节段对称平衡灌注,其差值不得大于4m3,并按先底板、后腹板、再顶板的顺序分段分层灌注,分层厚度宜为30cm,上、下层间隔时间不能超过初凝时间,混凝土的自由落高不得大于2m。

混凝土振捣以插入式振捣器为主,要防止漏振,也要避免过振。该桥混凝土采用羧系外加剂,振动时间为40～50s,以使混凝土内的气体充分排出。

梁体混凝土浇注时,随时观测桥墩偏移量,如偏移过大需用压重来调整,悬臂最大时必须严格控制外加荷载与偏载。

混凝土浇注过程中,根据挂篮弹性变形情况,分次顶升调整,每次调整值为4～6mm。3.3.4　预应力施工

主梁有纵向、横向和竖向三向预应力,其中纵向预应力为钢绞线束,分悬臂施工束和合龙束,竖向预应力为Ⅳ级钢筋。

(1)张拉设备校验。张拉千斤顶需按现行规范进行标定,压力表精度不低于1.5级。

(2)钢绞线下料。钢绞线的下料长度根据预留孔道长度以及工作长度确定,下料在平整的槽钢台座上进行,保证下料尺寸准确;切割应用砂轮切割机,切断后梳整编束,每隔1～1.5m绑扎铁丝1道,编束后分类存放,并进行支垫遮盖防锈。

(3)穿束。穿束前清除锚垫板上及喇叭口内的混凝土,并用检孔器检孔,发现异常情况及时处理。钢绞线穿束采用穿束套进行,先穿1根高强钢丝,高强钢丝牵引钢丝绳,再将钢丝绳与穿束套接好,用卷扬机牵引钢丝绳穿束。

(4)张拉。混凝土强度达到设计要求的张拉强度后,即可进行张拉。张拉前检查千斤顶、锚具是否对正。张拉采用张拉力和伸长量双控,以张拉力为主,伸长量作校核,实际伸长值与理论伸长量之差值应控制在±6%以内,否则应停止张拉,查明原因。质量要求:全梁断、滑丝总数不得超过钢丝总数的5‰,且1束内断滑丝不得超过1丝,每端钢丝回缩量之和不得大于8mm。

(5)压浆。预应力张拉完后,应尽早压浆,一般不宜超过14d;压浆采用纯水泥浆,水灰比控制在0.4左右(掺外加剂),水泥浆稠度控制在14～18s,最大泌水率不超过4%,3h泌水率不超过2%。水泥浆应搅拌均匀,拌和时间不少于1min。水泥浆放入压浆罐时,应经过滤。一般压力控制在0.5～0.7MPa,对40m以上长孔道压力需达到0.7～1.0

挂篮悬臂浇筑连续箱梁施工工法的应用　　李　铮35

MPa,当另一端溢出的稀浆变浓时,关闭出浆口,稳

压一定时间(一般2～3min),关闭进浆阀。压浆完毕,应尽早封锚。3.4　合龙段施工

法,减少了大量支架和模板的工程量,具有很高的直

接经济效益和间接经济效益。主要表现在以下几个方面。

(1)悬臂施工法可不用或少用支架,施工中不影响通航或桥下交通,适合于跨越深水、山谷、海洋等处,并适用于变截面预应力混凝土梁桥。

(2)悬臂施工能有效保证梁体的整体线形,避免了支架法因地基沉降可能造成的对梁体的不利影响。

(3)节约了管架租赁、拼拆人工等费用,并且较支架法而言,减少了支架基础硬化、支架预压等费用,且每块段施工周期缩短2～3d。

(4)模板的购置费用较低,且周转次数较多,具有明显的经济效益和环境效益。

(5)施工工序安排合理、紧凑,便于流水作业。5　结　语

合龙段施工顺序为先两边跨合龙再中跨合龙,

待边跨预应力筋张拉完毕后,拆除中跨一端的吊篮,利用另一端的吊篮前移到合龙段施工。由于两悬臂受温度日照、混凝土收缩徐变的影响,应严格按设计要求的合龙顺序进行,选择日气温较低、温度变化幅度较小时浇注合龙段混凝土。为保证浇注混凝土过程中合龙口处于稳定状态,在2个悬臂端各加载合龙段混凝土重量一半的配重,并与混凝土浇注同步卸载;同时合龙段混凝土应全段面一次完成,且浇注时间亦不得超过4h。3.5　线形控制

在挂篮悬臂浇注连续梁施工中,由于结构自重、预应力张拉、温度、施工荷载和偏载等因素的影响,连续梁的线形处于不断变化之中。为了使成桥线形符合设计要求,应在悬臂浇注各梁段过程中对连续梁的线形进行控制。4　效益分析

郑州黄河公铁两用桥中跨黄河南、北大堤公路引桥的变截面预应力混凝土连续箱梁桥采用挂篮悬臂浇筑法施工。施工中作业规范化、管理标准化,桥梁整体线形流畅、外观及内在质量良好,全桥双幅150个块段分为4个施工作业面,不到10个月完成了施工任务,提高了经济效益。

挂篮悬臂浇筑连续梁工法相对于满堂架施工方

ApplicationofConstructionMethodofCantileverCasting

ofContinuousBoxGirdersUsingFormTravelers

LIZheng

(HenanZhongyuanExpresswayCo.,Ltd.,Zhengzhou450052,China)

Abstract:TheroadwayapproachbridgesspanningthesouthandnorthriverdykesofZheng2zhouHuangheRiverRail2cum2RoadBridgewereerectedbytheconstructionmethodofcantilevercastingusingformtravelers.Thispaperpresentstheprincipalconstructionoftheassemblingoftheformtravelers,thecastingofsegmentNo.1andsegmentsNo.0.2～No.N,theconstructionofclosuresegmentsaswellasthegeometricshapecontrolofthebridges,analyzestheeconomicbenefitoftheconstructionmethodadoptedandalsoprovesthatthemethodcanachievefairlygoodeconomicbenefit.

Keywords:continuousgirderbridge;formtraveler;casting;constructionmethod