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桥梁施工悬臂挂篮法

浅谈桥梁施工悬臂挂篮法及施工要点

【摘要】在桥梁箱梁施工之中悬臂挂篮法是常用的一种方法,它不仅无需支架设置,无需通过大型的设备起吊,同时还具备着操作简单、结构轻盈、重复使用率高及施工效率高等优点,应该被广泛运用于桥梁施工中。本文简单介绍了挂篮法,并探讨了其施工中的要点。

一、悬臂挂篮法

悬臂浇筑法又称挂篮法,指的是在桥墩两侧设置工作平台,平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工方法。主要设备是一对能行走的挂篮,挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动,绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施预应力都在其上进行。完成本段施工后,挂篮对称向前各移动一节段,进行下一对梁段施工,循序前行,直至悬臂梁段浇筑完成。

预应力混凝土连续梁的桥墩与梁体是铰接的,不能抵抗弯矩,施工中设置墩、梁固结的临时支撑,待梁体跨中合拢后解除临时支撑,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砼。每段梁体的立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、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。

悬臂施工法有以下特点:(1)预应力混凝土连续梁及悬臂梁桥采用悬臂施工时需进行体系转换。悬臂施工时,梁墩临时固结,结构为T形刚构,合龙前,撤消梁墩临时固结,结构呈悬臂梁受力状态,待

结构合龙后形成连续梁体系。(2)桥跨间不需搭设支架,施工不影响桥下通航或行车。悬臂施工法可应用于通航河流及跨线立交大跨径桥梁。(3)多孔桥跨结构可同时施工,加快施工进度。(4)悬臂施法充分利用预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点,将跨中正弯矩转移为支点负弯矩,使桥梁跨越能力提高,并适合变截面桥梁的施工。(5)悬臂施工用的悬拼吊机或挂篮设备可重复使用,施工费用较省,可降低工程造价。

二、桥梁挂篮法施工要点

(一)挂篮的现场安装与预压

将挂篮运到现场且0号块预应力施工完成之后,就可以进行挂篮安装,首先采用钢枕将滑道的位置调平,然后将滑道安装就位并通过锚固筋锚固牢靠,继而安装前滑板同后钩板在滑道之上,接下来对主珩片与连接杆件进行安装。等到安装过梁面以上结构之后就开始装挂篮底模板系统同侧模系统。最后,结束了钢筋安装之后再对内模板系统进行安装。在挂篮的安装完成之后需要对锚固的可靠性以及悬吊系统的各个锚固件的稳固性进行仔细检查。

如果是新的挂篮势必要严格主桁架等受力构件采取单独试验的检验,从而确定其受力性能并及时对其非弹性变形予以清除。不论是新的挂篮还是旧的挂篮在安装完成后都要对之采取荷载试验,参考值通常取最大阶段重量的1.2倍。在荷载试验的进行过程中要将挂篮的编写以及加载的具体情况进行清晰的记载,从而及时确定立模的标高以便于对箱梁线性的有效掌握。通常所采用的荷载试验方式有压水

法、压砂法及反拉法等。

(二)预应力的施工

若要进行预应力张拉则需要确保混凝土的强度以及龄期与设计的要求相符合,同时还要校正千斤顶以及油泵方可施行张拉。在对挂篮进行移动之前需要全面了解设计中所要求的顺序来张拉顶、腹板的纵向应用力。预应力的张拉方式通常采用锚下应力同伸长量进行双控,在张拉的过程中主要是采用应力控制,钢绞线的实际伸长量同理论的伸长量的偏差必须控制在百分之六以内。待预应力张拉完成之后则需要对之进行及时的压浆,在压浆完成之后要即刻对之进行清洗从而防止已经浇筑的梁段被污染。

(三)合拢段施工

箱梁的合拢是控制主桥受力状况和线形的关键工序,因此箱梁的合拢顺序,温度和工艺都必须严格控制:一般合拢段的施工按先边跨,再中跨的顺序进行。合拢段施工通常是中跨合拢采用吊架法,边跨采用吊架法或支架法施工。

1、主跨合拢段施工

主跨“T构”一经合拢便成为超静定结构,其刚构跨度大、温度应力较高,设计对合拢温度有严格要求。对主跨温度的监测是监控的重要内容,施工时在设计要求的梁段根部全断面埋设测温计,测定水化热温升和梁体各部温度,以确定合拢时机。合拢要求:(1)合拢温度指梁体锁定时温度,要求在18~20℃之间。(2)梁体锁定通过安装合拢段刚性连接件,并预拉部分应力束。(3)安装平衡重,并在混

凝土浇筑过程中分步撤除。(4)混凝土浇筑选择一天中温度最低时进行。

2、次边跨合拢段施工

边跨和次边跨合拢同样要对温度变化严格控制。受边跨、主跨合拢张拉以及混凝土收缩徐变和温度对悬臂端位移的影响,次边跨合拢及主跨最后1个块段施工时要综合考虑以上因素预设好调整量,减少合拢偏差,最后通过梁端压重调整偏差。

如采用多跨一次合拢的施工方案,也应先在边跨合拢,同时需经大量计算,进行工艺设计和设备系统的优化组合。

(四)线型与高程控制

1、线型控制

施工前,应对设计图提供的各节段线型控制高程进行核算。悬浇线型控制,应综合考虑悬臂长度与重量、挂篮重量与施工荷载,预加应力、温度及施工调整等因素。梁段悬浇时,中线里程应勤测量、勤复核,对预施应力前后及温度影响应及早找到变化规律并加以修正。测量放样时,应注意对同孔同节段的高程、中线偏位及里程保持一致,以确保顺利合拢与成桥线型。

2、挠度控制

挠度控制一般考虑以下几个方面因素:(1)根据监控单位提供的数值设置预拱度。(2)在施工过程中,每浇筑一梁段,应随时观测梁段发生的实际挠度,并对照理论计算值,在下一梁段浇筑施工中予以调整。(3)在梁段顶面中心及梁两侧埋设水平观测点随时观测各截面

处标高在整个梁体施工中的变化,以及时掌握和调整梁段预拱标高(五)悬臂梁浇筑施工中混凝土浇筑技术

1、振捣器应以插入式振捣器为主,特别难振实处宜采用高频振捣器,振捣器布置间距以1.5~2m为宜,间距太大,混凝土不宜振捣充分,间距太小则会造成机械的浪费,其布置应高低搭配。内模顶板每3m应设一个下料仓口,底板混凝土应采用人工平仓、插入式振捣器振捣,其混凝土应从下料仓口下料。下料时应对称下料,对称振捣,防止模板应两侧受力不均而发生侧翻。

2、箱梁混凝土浇筑应尽可能一次性完成,梁身较高需分次浇筑时应遵循先腹板根部其次腹板最后顶板及翼缘板顺序的原则。一次浇筑时斜向宜分段,水平宜分层连续浇筑。分层浇筑时通常第一层底板,第二层腹板,第三层顶板和翼板。

3、顶面浇筑时高程控制网点布置要准确。顶面浇筑前必须反复校核高程准确无误,把高程误差控制在一定范围内,高程点设置间距不宜太大,通常不大于2m,这样才方便找平操作。

4、当桥梁工程处于冬季时,其水化速度过快,一般三天内既可达到峰值,经过四天则温度会逐渐下降。另外,由于上层混凝土放热作用,下层混凝土温度也会相应的有所提高。但是,如果能采取措施使温度变化与昼夜温差处于平衡状态,则混凝土温度就不会有太大的变化,表面及断面温度会有所下降,而内部温度不断均衡,这可有效降低因为温度应力出现裂缝的几率。基于这种考虑,在进行混凝土浇筑前,需把模板和钢筋上的杂质除去,若施工气温在-10℃以下,则

应把25mm以上直径的钢筋在暖棚中加热到正常温度。混凝土在任何情况下的灌注初始温度都须在5℃以上,混凝土必须持续灌注,禁止出现中断,各个灌注层厚度需控制在20cm内,且需配合机械振动加以处理。

参考文献

[1]刘小杰.桥梁施工中单侧悬臂挂篮法及施工要点探析[J]. 城市建设理论研究(电子版),2014年8期.

[2]罗长寿.挂篮法施工预应力混凝土连续刚构桥相关质量控制[J].低碳世界,2013年8期.