連續(xù)梁懸臂澆筑施工工藝論文
1概述
懸臂施工法是將橋梁的梁部分為若干段，由墩頂開始，兩側(cè)同步進行拼裝或澆筑直至合龍。按照兩側(cè)同步進行施工工法的不同，同步澆筑的為懸臂澆筑法，如圖1所示，同步拼裝的為懸臂拼裝法。其中，懸臂澆筑法是我國目前應(yīng)用最為廣泛的大跨徑橋梁施工工法。在本文中，以懸臂澆筑法為例，介紹其施工工藝和施工中的關(guān)鍵點控制。掛籃懸臂澆筑法，又稱迪維達克法，起源于前西德。自20世紀60年代起出現(xiàn)以來，由于該工法具有的顯著特性和優(yōu)勢，使得其不斷得到發(fā)展，成為目前進行大中跨徑橋梁施工中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。該工法自20世紀80年代傳入我國，由于不受通航、通行的限制，且隨著連續(xù)梁橋向大跨、多跨的發(fā)展，該工法近年來在我國得到了不斷的創(chuàng)新，在橋梁建設(shè)中得到了普遍的應(yīng)用。懸臂澆筑法的優(yōu)勢:施工期間對通航或通行的影響很小;梁段逐段施工，且都在掛籃上完成，不需要安裝大型起吊設(shè)備;梁段采用現(xiàn)澆工藝，可有效確保梁體的穩(wěn)定性和整體性;每墩有兩個工作面平行作業(yè)，幾個橋墩同時施工，施工效率高，有效縮短工期。掛籃是懸臂澆筑法施工中最主要的設(shè)備。在施工中，要求掛籃具有自重輕，構(gòu)造簡單，堅固穩(wěn)定，拆裝方便，且受力后變形小等特點。掛籃具有很多種類，有平行桁架式、三角形桁架式、弓弦式、斜拉式等。在我國，使用較多的是三角形及菱形結(jié)構(gòu)掛籃。在工程項目施工中，掛籃的選擇應(yīng)根據(jù)工程具體情況適當選定。
2懸臂澆筑法施工工藝
在國內(nèi)外施工中，懸臂澆筑法是大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋最主要的施工工法。懸臂灌注法，也稱為無支架平衡伸臂法、掛(吊)籃法。該工法以墩頂節(jié)段0號塊為起點，通過在兩端加掛掛籃并同步向前移動，按節(jié)段逐段對稱進行混凝土澆筑，直至合龍。
2．10號段施工
在我國，0號塊施工采用落地支架法或鋼牛腿托架法較多。在施工中，進行墩身、承臺等澆筑完成后，進行墩體的強度檢測。符合設(shè)計強度要求后，進行永久支座安裝和臨時支座設(shè)置工作。在墩頂設(shè)置臨時固結(jié)支座。當預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋選擇采用懸臂施工時，墩梁鉸接不能承受彎矩，則需要在施工過程中采取臨時固結(jié)措施將墩梁固結(jié)，待梁段至少一端合龍后將其解除。
2．2掛籃拼裝
澆筑好的0號塊是掛籃安裝的場所。在0號段預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢后，進行掛籃安裝(以三角形掛籃為例)。按照安裝流程，分別進行滑道、支座及三角形組合梁的安裝，連接并錨固組合梁尾部，再進行壓重配置和調(diào)桿安裝，如圖6所示。按設(shè)計要求，將底模平臺和側(cè)模支架整體起吊，與相應(yīng)的吊點相連，后下橫梁則用吊桿支撐在箱梁底板上。墩頂工作面較窄，故在進行1號段施工時，兩側(cè)掛籃應(yīng)相連。在進行2號段及以后的節(jié)段施工中，兩側(cè)掛籃分開同步進行作業(yè)。為保障施工安全，同時確保掛籃每次變形時的規(guī)律一致，應(yīng)設(shè)置專人進行掛籃錨固及保障。掛籃預(yù)壓加載在于檢查掛籃主桁架的受力及變形量以及后錨系統(tǒng)的安全性，使用吊沙袋法較多。
2．3掛籃施工
利用掛籃對稱懸臂灌注梁段，主要包括掛籃前移，掛籃調(diào)整及錨固，鋼筋及孔道安裝，混凝土灌注及養(yǎng)護，預(yù)應(yīng)力張拉，孔道壓漿六個工序循環(huán)進行。在施工中，按設(shè)計的節(jié)段長度，在掛籃內(nèi)進行與其相匹配的鋼筋綁扎、混凝土立模澆筑和張拉預(yù)應(yīng)力等工序。待本節(jié)段施工完畢后，兩側(cè)掛籃向前對稱移動，進行下一節(jié)段施工，如此反復(fù)直至合龍。箱型梁體一次澆筑成型。兩段對稱平衡澆筑。澆筑時，兩側(cè)掛籃混凝土不平衡重不能超過5m3。應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度濕度按驗評標準的相關(guān)要求進行養(yǎng)護。掛籃行走采用千斤頂頂推方式，也可采用導(dǎo)鏈在前端拖拉的`方式。軌道行走時，后錨筋不允許松動、拆除。專人統(tǒng)一指揮掛籃行走，應(yīng)對稱、連續(xù)、緩慢行走到位。懸臂灌注法每節(jié)段長一般為2m～5m(在斜拉橋施工中現(xiàn)已達到8m～10m)。壓漿后待水泥漿強度達到20MPa后即可移動掛籃。為確保梁體濕度，澆筑完畢后使用塑料薄膜、麻袋等覆蓋橋面進行澆水養(yǎng)護。待梁體強度達到設(shè)計要求的75%后，繼續(xù)進行穿束、張拉、壓漿和封錨等工序。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉中采取必要的安全防護措施，采取團隊協(xié)作，統(tǒng)一指揮，明確分工。
2．4合龍段施工
合龍段施工是關(guān)系到成橋線型的關(guān)鍵。在連續(xù)梁施工中，可分為“先邊跨后中跨”和“先中跨后邊跨”兩種合龍方式。在具體項目中，根據(jù)施工條件合理確定，再按設(shè)計要求進行合龍施工。為確保梁體的整體性，施工前需將T構(gòu)上不必要的施工荷載全部清除，剩余荷載應(yīng)處于相對平衡狀態(tài)。為確保合龍精度和設(shè)計線形，合龍施工須對稱同步進行，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行質(zhì)量控制，采取措施避免出現(xiàn)合龍段端部的“剪力差”變位。在合龍段施工中，采取有效的安全防護措施。按照既拉又撐的原則，在梁體變形相對最小和溫度變化最小時段內(nèi)需完成剛性支撐鎖定，支撐鎖定需對稱、均衡、同步。要迅速完成合龍塊勁性骨架的焊接，并形成鋼接。合龍段澆筑施工一次澆筑成型，應(yīng)選在日氣溫較低，溫度變化幅度小的時間區(qū)內(nèi)。很多工程項目多選定在夜間溫度最低時進行。加強合龍段混凝土澆筑時的振搗和澆筑后的養(yǎng)護，以防止早期裂縫的出現(xiàn)。
2．5體系轉(zhuǎn)換
與合龍段施工密切相關(guān)，臨時固結(jié)解除后，將梁落于正式支座上，并按標高調(diào)整支座高度。在施工中，應(yīng)均衡對稱的進行臨時錨固的放松。在放松過程中，應(yīng)指定專人負責(zé)各梁段高程變化監(jiān)測，以確保安全。在體系轉(zhuǎn)換工程中，需考慮鋼束張拉、支座變形、溫度變化等因素引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力。多跨梁多次體系轉(zhuǎn)換。
2．6掛籃拆除
在拆除掛籃時注意安全和對構(gòu)件的保護。
3施工控制
懸臂澆筑施工法具有顯著的優(yōu)越性，重視施工中的技術(shù)關(guān)鍵和安全控制點，確保施工質(zhì)量和安全。1)在施工中，為確保預(yù)應(yīng)力管道的質(zhì)量，一般采用預(yù)埋鐵皮管或者鐵皮波紋管和橡膠抽拔管。為防止灰漿滲入，管道接頭間應(yīng)嚴密對準，并用膠布包裹嚴實，如圖10所示。預(yù)制梁設(shè)置反拱時，預(yù)應(yīng)力管道也同時設(shè)置反拱。2)為確保管道預(yù)留位置正確，線形平順，在混凝土澆筑期間不產(chǎn)生位移，在管道四周應(yīng)布置足夠的定位鋼筋，確保管道牢固的置于模板內(nèi)的設(shè)計位置。端部的預(yù)埋鋼墊板應(yīng)垂直于孔道中心線。3)在梁體混凝土澆筑過程中，應(yīng)保持對稱平衡澆筑。采取措施提高混凝土密實度，特別要重視錨墊板后區(qū)域的振搗及對預(yù)留管道的保護。4)為加快施工速度又確保施工質(zhì)量，盡量縮短養(yǎng)護時間，可在混凝土中加入早強劑或減水劑，可有效提高混凝土早期強度。在配合比設(shè)計時按規(guī)范要求控制水泥用量，控制水化熱溫度，防止出現(xiàn)過大的收縮和徐變。5)在新舊梁段交接處，為確保梁體的整體性，澆筑前梁端表面應(yīng)鑿毛并清洗干凈。在該處進行鋼筋、錨具等安裝時，應(yīng)重視連接質(zhì)量，避免出現(xiàn)開裂。6)重視施工中線性控制。在施工過程中，進行墩身變形和承臺沉降監(jiān)測，做好箱梁高程、預(yù)拱度及箱梁軸線的控制，實現(xiàn)對各段中線變化情況的嚴密監(jiān)測，保證—個跨徑內(nèi)將要合龍的懸臂兩端在同一水平線上。
4結(jié)語
采用懸臂澆筑法進行大跨徑連續(xù)梁橋建設(shè)，具有對交通干擾小，受季節(jié)和水位等自然因素影響小，顯著降低工程成本的特性，在國內(nèi)外得到了廣泛重視。特別是隨著我國高速公路建設(shè)逐步向中西部地區(qū)推進，懸臂澆筑法能有效克服中西部地區(qū)山高溝深的自然條件限制，具有廣闊的應(yīng)用前景。連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工中，需要經(jīng)過數(shù)次體系轉(zhuǎn)換，施工工藝復(fù)雜，難度較大。因此，做好施工中安全管理和施工控制，堅持施工中的線性和應(yīng)力控制，保證其符合設(shè)計要求是其中的關(guān)鍵，這對降低施工風(fēng)險，確保施工質(zhì)量是非常重要的。
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