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    洋房子双线特大桥连续梁悬臂施工分析

    时间：2023-03-24 14:10:04来源：百花范文网本文已影响人

    张欢

    (中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350)

    洋房子双线特大桥跨度大、规模大，对施工技术有很高的要求，此外，受到地质条件的影响，常规搭设支架的施工技术难以满足具体的施工要求。为加快施工速度，保证施工质量，洋房子双线特大桥采用了连续梁悬臂施工技术。该技术根据桥梁跨径方向，逐段对称施工，无需搭设支架，在施工期间对通车、通航不会造成太大的影响，被广泛应用在桥梁工程施工中。常见的连续梁悬臂施工技术有挂篮法、顶推法、逐孔施工法等。在洋房子双线特大桥(48+80+48)m连续梁施工中，主要采用了挂篮法连续梁悬臂施工技术，取得了良好效果，值得在类似工程中大力推广和应用。

    洋房子双线特大桥全长1 193.5 m，起止里程D1K65+445.650～DK66+639.150。其中DK66+243.00～DK66+420.00段(24#～27#墩)为(48+80+48)m连续梁工程。梁体为单箱单室、变截面箱梁、变高度，腹板、底板、顶板局部向内侧加厚,均按直线线性变化。梁底下缘根据二次抛物线变化，抛物线方程为:y=0.002 422 1x2。全联在中支点及端支点处设横隔板,横隔板设有孔洞,供检查人员通过。

    0#墩施工是挂篮法连续梁悬臂施工技术的第一步，本工程在0#墩施工中采取了钢管柱支架现浇施工技术，在进行箱梁混凝土浇筑前，对钢管支架采取反拉法分级预压[1]。预压重量为桥梁自重的120%～130%，待钢管支架的非弹性变形全部消除之后，进行箱梁钢筋绑扎和混凝土浇筑。混凝土强度达标后，再进行预应力张拉，以提升0#墩的稳定性，以免出现裂缝，为连续梁悬臂施工提供良好的基础条件。

    3.1 挂篮设计

    0#梁段施工完成后，在上部铺设轨道、组装挂篮，对挂篮预压后将模板就位、校正。各梁端浇筑砼时，需在挂篮两侧浇筑，待新浇梁段的纵向预应力筋张拉、压浆完毕后，挂篮同时对称前移并进行下一个梁段的施工。连续梁挂篮总体结构图如图1所示。

    图1 挂篮总体结构图(单位：mm)

    挂篮主要由菱形桁架承重系统、底篮系统、行走系统、悬吊及锚固系统、内外滑梁系统、平台防护系统和模板系统(外模、底模、内模)构成。

    菱形桁架承重系统主要由2根上下水平杆、立柱、斜拉杆、斜撑杆和前上横梁等重要构件组成。

    底篮系统主要由前下横梁、后下横梁、横梁吊架及底纵梁等几部分组成，底纵梁与前后下横梁通过连接螺栓连接。

    行走系统主要由轨枕、轨道、前支座和后反滚轮组件组成。左右轨枕设置高差为±5 mm，轨道采用型钢整体式轨道以便挂篮行走更平整顺畅。行走轨道材料为I28b工字钢。

    悬吊及锚固系统主要由后锚扁担梁、反压轮组锚固梁、Q355B钢吊带、精轧螺纹吊杆、吊带锚固梁、吊带调节梁、吊杆扁担梁以及斜垫块等部件组成。

    内外滑梁系统主要由内滑梁、外滑梁、承重吊架和滚动吊架等部件组成，起到对挂篮内外模板的支撑和使挂篮模板随挂篮一起移动的作用。滑梁通过承重吊架和滚动吊架采用精轧螺纹吊杆锚固于已浇筑的混凝土主梁顶面。

    3.2 挂篮安装

    本案例在连续梁悬臂施工中，属于大跨度桥梁工程，因此，工程对挂篮结构的稳定性有很高的要求。为保证挂篮质量，采取了菱形桁架式挂篮，具体的安装方法如下。

    在挂篮拼装之前，准备好拼装的工具，如吊杆、千斤顶、倒链、连接螺栓和螺母等，为正式拼装提供良好的条件。

    对梁段顶面进行全面清理，并用1∶1的水泥砂浆找平梁顶面铺枕位置，找平后，放出轨道的定位线，再铺设轨枕，控制轨枕间距在100 cm左右。本工程轨枕由槽钢焊接而成，长度为70 cm，在支座位置可适当加密处理。

    从0#墩中心开始，使用4.8级直径为20 mm的螺栓逐步向两侧安装轨道(轨道之间接孔为直径22 mm的圆形孔)。轨道安装完成后及时跟进检查，核查无误后用直径为32 mm的精轧螺纹钢和锚固梁进行牢固[2]。

    沿轨道后端穿入后支座，后支座就位后安放前支座，前支座在安装前需要提前安装限位器，以保证前支座能够安装到指定位置。接着再进行主桁架、中门架、后吊带、前下横梁、后下横梁、底模系统、外模行走系统、外侧模板、内侧行走系统、内侧模板等的安装。

    3.3 挂篮防护

    洋房子双线特大桥(48+80+48)m连续梁跨高速公路，为保证高速公路上车辆行驶的安全性，在挂篮防护中采取了挂篮跨公路侧全封闭防护技术，防护结构总重为24.4 t，具体施工中在不跨公路一侧采取型钢或者是预压块进行同等重量配重。具体的防护立面图如图2所示。

    图2 挂篮防护立面图(单位：mm)

    挂篮底部框架采用50 mm×30 mm方管焊接，根据前后托梁位置设置2根主梁，主梁采用双16#槽钢，面板采用2.5 mm厚钢板，边框采用∠50×5角钢[3]。底部防护整体组拼完成后，采用直径25 mm的精轧螺纹钢将底部防护悬吊于底托梁上。

    3.4 挂篮预压

    挂篮安装完成后，在投入使用之前，需要采取堆载法进行模拟压重试验，以验证挂篮的稳定性和质量是否达标。测点布设方法为：在底模前端布设3个点，从左到右依次为1号、2号、3号观测点。在挂篮左右侧前支点位置和后锚梁位置各布设1个变形观测点，前支点从左到右依次为4号、5号观测点，后锚梁之上，从左到右依次为6号、7号观测点。挂篮前上横梁支点位置布设2个观测点，从左到右依次是8号、9号观测点。每个观测点都用红色油漆标记清楚。

    本工程悬浇梁段的质量最大处是5#梁段，质量为153.45 t，施工机械设备、材料、施工人员重量之和为2.5 t，施工荷载作用面积为12.6×3.5=44.1(m2)；
    最大施工荷载=153.45+2.5×44.1÷9.8=164.7(t)；
    最大压重荷载按1.2倍最大施工荷载计算，最大压重荷载=1.2×164.7=197.64(t)。

    两只挂篮同时对称进行加载预压实验。按照最大施工荷载的1.2倍即197.64 t进行预压，两只挂篮同时对称进行预压实验。预压按照0、20%、50%、80%、100%、120%分等级预压。达到每级预压荷载时，详细记录各观测点的标高，同时观察挂篮的变形情况。对实测数据进行分析，对卸载后观测点的实测高程与初始观测高程进行对比(各个测点平均值)，以此作为挂篮的非弹性变形值[4]。根据挂篮全部加载完成后的平均变形值，可推出挂篮的弹性变形值，为各节段立模标高提供参考数据。具体挂篮预压现场图见图3。

    图3 挂篮现场预压图

    3.5 混凝土浇筑

    当挂篮预压完成后，要及时进行混凝土浇筑，保证悬臂灌注梁段混凝土能够一次浇筑成型。具体的浇筑顺序为从底板开始，然后腹板，最后顶板。在对同一挂篮进行混凝土浇筑时，要采取左右对称浇筑法，从挂篮底板的前端开始浇筑，相同T构上2套挂篮内悬浇混凝土在任何时候都必须做到基本相同，两侧最大的质量偏差不能超过20 t[5]。

    3.6 预应力施工

    纵向、横向预应力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224—2014预应力钢绞线，抗拉强度标准值为1 860 MPa,弹性模量为195 GPa。

    纵向预应力张拉流程图如图4所示。

    图4 纵向预应力施工工艺流程图

    为保证张拉效果，在正式张拉之前，需要对油路连接的可靠性、安装的正确性进行全面检查。启动油泵向油缸中缓慢注油，促使钢绞线稍微拉近后，微调千斤顶的位置，使其中心线与轴线方向一致，以确保钢绞线能够自由伸长，减少摩擦阻力，同时还要调整夹片，卡紧钢绞线，让每根钢绞线都能均匀受力，采取对称张拉的方法加载到10%的初始应力，停止进油及加载后，测量并记录钢绞线的伸长值。再张拉到20%的初始应力，继续保持油压5 min，测量和记录钢绞线的伸长量。

    在进行横向预应力张拉中，需要将钢绞线按照施工前的设计尺寸穿入波纹管，并用架立筋和定位筋固定好，在张拉时可采取交替单端张拉方法，并采取张拉力和伸长值双控法，以控制张拉效果[6]。

    等预应力筋张拉完成后，应在24 h内进入孔道压浆工序，压浆材料选用满足《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》(Q/CR 409—2017)中的要求。最大压浆压力不能超过0.6 MPa，压浆充盈需要达到管道另一端饱满并由排气孔排出和规定流动度相同的浆液为止，关闭出浆液口之后，需要保持0.5～0.6 MPa至少3 min(稳压期)，以保证压浆效果。压浆完成后，及时检查饱满情况，达标及时封锚。

    3.7 挂篮前移

    等梁段施工完成，且预应力张拉达标后，及时进行挂篮前移操作，在前移之前需要先进行安全检查。检查内容有：挂篮的2个轨道务必相对水平、桥梁轴线须平行、轨道锚固和支垫须达标等[7]。在进行挂篮后锚解除时，须保证2根主桁架后锚同步均衡进行，桥墩两侧挂篮务必在梁段的纵向应力筋张拉完成之后同时进行对称移动，在整个前移中必须由专人指挥，前移的速度要控制在0.1 m/min以下，并且每前移50 cm观测1次，以免挂篮前移时因为存在转角引起误差过大的问题，同时也可以有效防止挂篮受扭变形。挂篮前移到下一根梁段之后，及时安装底模后吊带、吊杆、滑梁内外吊杆和挂篮主桁架后锚固装置，将挂篮的临时受力状态，转变为永久受力状态，以保证施工的安全性。

    3.8 挂篮施工安全保障措施

    对挂篮杆件及使用的机具设备应进行检查,不合格的严禁使用。专人指挥挂篮移位，无关人员撤离至安全区域。在坡道上拼装或移动挂篮时,应设置防溜装置。挂篮移位前，应保证梁段纵向预应力张拉完成。滑道应铺设平顺，并按规定做好锚固。挂篮行走前应检查行走系统、吊挂系统、模板系统。必要时设置防挂篮坠落的双保险措施。两侧挂篮应对称移位，尾部设制动装置，移动速度应控制在0.1 m/min 以内。挂篮移动到位后应及时锚固，前端限位装置应设置牢固。前吊杆、后锚杆的锚固力应调试均匀。挂篮的移动速度不宜大于0.1 m/min，就位时中线偏差不应大于5 mm。挂篮悬臂施工过程中，应加强对滑道、主桁节点、锚固、吊挂和模板等系统的日常检查，桥面上禁止堆放不平衡荷载，确保施工安全。

    3.9 合龙段施工

    合龙段施工是连续梁悬臂施工的主要环节，其施工质量直接关系到桥梁工程的总体质量，为保证合龙段施工质量，在边跨和中跨合龙段位置需要布设可靠的临时刚接措施，且合龙段混凝土的弹性模量和强度都必须达到设计要求的100%，尤其是混凝土的龄期不能少于5 d。为消减温度差对合龙段混凝土的影响，在合龙段两侧梁段设置预埋钢板 (1 150×810×15)mm，用30号热轧轻型工字钢和缀板(350×240×10)mm连接，长度根据合龙段实测长度做相应调整[8]，具体如图5所示。

    图5 合龙段劲性骨架示意图(单位：mm)

    为避免合龙段的混凝土因热胀冷缩导致变形和开裂，选择在当天气温较低的时间段施工，本工程选择在凌晨2点施工，气温较低，先进行边跨合龙段施工，再进行中跨合龙段施工，后完成体系转换，形成一个连续的桥梁结构体系。在施工期间，暂停周边区域行车交通，设置好标识。在施工前，密切关注天气，避免在雨天施工。

    连续梁悬臂施工技术，在施工效率、安全性等方面有显著优势，非常契合大跨度桥梁工程的施工要求。文章结合工程实例，分析了洋房子双线特大桥(48+80+48)m连续梁悬臂施工技术要点。同时为确保施工质量，促使每道工序都能高效、顺利地开展，需要结合桥梁工程的特点，保证0#墩施工质量，对挂篮安全、挂篮预压、混凝土施工、预应力张拉、挂篮行走、合龙段施工等每道工序严格控制，才能发挥出连续梁悬臂施工技术的优势，确保工期及质量，并为类似工程积累经验。

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