懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用

黃勇

【摘 要】隨著橋梁設(shè)計(jì)樣式的創(chuàng)新，懸臂橋梁的應(yīng)用越來(lái)越多，懸臂橋梁的施工工藝也在不斷的完善和創(chuàng)新。本文首先說(shuō)明了懸臂橋梁施工工藝特點(diǎn)，然后結(jié)合具體工程案例詳細(xì)闡述了懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】懸臂；橋梁；澆筑；合龍段；預(yù)應(yīng)力

一、懸臂橋梁施工工藝特點(diǎn)

所謂懸臂橋梁施工工藝其重點(diǎn)在“懸臂”上，主要適應(yīng)在跨度較大的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂橋梁、連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋等結(jié)構(gòu)上。突出的施工特征就是不需要建立落地支架，不需要大型的起重設(shè)備輔助施工，不需要大型的運(yùn)輸設(shè)備參與，也不要事先施工支架或者其他臨時(shí)設(shè)備，主要的施工設(shè)備就是行走掛藍(lán)。懸臂施工方法從發(fā)明到現(xiàn)在，只不過(guò)短短的四五十年，之所以能夠被廣泛地應(yīng)用，正是因?yàn)槠渚哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

（1）懸臂澆筑可以減少吊裝等程序，一次成型，簡(jiǎn)化了橋梁施工程序；（2）懸臂施工比較適用于大跨徑橋梁，受地形影響??；（3）由于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和循環(huán)重復(fù)作業(yè)，容易實(shí)現(xiàn)連接及中跨合攏；（4）可以適用于多種橋梁類(lèi)型，如剛架橋、梁式橋、斜拉橋、拱橋等；（5）懸臂澆筑機(jī)械化程度高，減少勞動(dòng)力投入量；（6）淘汰了滿(mǎn)堂支架的施工方法，給橋下以較寬敞的凈空。

二、懸臂橋梁施工工藝在橋梁施工中的應(yīng)用

1.工程概況。某橋梁工程橫跨在一個(gè)V型溝谷上，溝底寬度大概有40m，地勢(shì)較為復(fù)雜，施工難度較大。橋梁結(jié)構(gòu)上部是一個(gè)變截面為（46+80+46）m的連續(xù)箱梁，箱梁底部梁高為4.5m，高跨比為1：18.04；跨中梁高為1.7m，高跨比為1：45.2，箱梁頂部板厚度為25cm，底部半主要根據(jù)兩次拋物線的變化情況而定。只在箱梁墩頂?shù)?號(hào)塊塊設(shè)置兩個(gè)橫隔板，厚度為50cm，在邊跨設(shè)置兩個(gè)橫隔板，厚度為80cm，同時(shí)應(yīng)用的是雙向型的預(yù)應(yīng)力施工體系。

2.懸臂 0 號(hào)塊施工工藝。懸臂0號(hào)塊作為整個(gè)橋梁梁體的重要基礎(chǔ)，對(duì)懸臂橋梁施工質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。懸臂0#塊由于具有高度高、重量大等特點(diǎn)，主要設(shè)置于橋墩柱頂部，因此不需要進(jìn)行掛籃施工。0號(hào)塊澆筑階段主要分為兩部分，而第一部分主要在腹板高度1.5m以下部分進(jìn)行澆筑。在0號(hào)塊豎向設(shè)置精軋型的螺紋鋼，橫向設(shè)置有精軋型的螺紋鋼，而縱向設(shè)置有預(yù)應(yīng)力型的鋼絞線，同時(shí)其頂板縱向也設(shè)置有預(yù)應(yīng)力型的鋼絞線。為了防止0號(hào)塊出現(xiàn)偏差，在澆筑前對(duì)其對(duì)應(yīng)管道坐標(biāo)進(jìn)行了核對(duì)和確認(rèn)。

3.懸臂澆筑施工工藝。懸臂澆筑的主要施工設(shè)備掛籃，需利用掛籃進(jìn)行孔道預(yù)留、鋼筋綁扎、混凝土澆筑施工和鋼絞線張拉等工作。為確保工作安全順利的進(jìn)行因，保護(hù)人員生命財(cái)產(chǎn)安全，務(wù)必設(shè)計(jì)安全有效的防護(hù)計(jì)劃。每幅橋有28塊，只對(duì)2～8號(hào)塊進(jìn)行懸臂澆筑。貝雷片是該大橋掛籃的主桁，每片尺寸為1.5m*3m，重量260kg。上下橫梁由工字鋼焊接而成，內(nèi)外模分別為組合模板和定型模板。0號(hào)塊完成張拉施工后，組裝且預(yù)壓掛籃。1號(hào)塊是懸臂澆筑的第一個(gè)階段，其重要性是不言而喻的，所以需嚴(yán)格控制掛籃位置和標(biāo)高，以確保全橋質(zhì)量。若混凝土穿線變形或者掛籃在荷載作用下的變形量變化時(shí)，要格外注意控制掛籃標(biāo)高。若1號(hào)塊懸臂澆筑完成且達(dá)到混凝土等強(qiáng)后，張拉縱向鋼絞線，完成張拉后移動(dòng)掛籃，進(jìn)行下一號(hào)塊懸臂澆筑工作。

4.現(xiàn)澆段與合攏段施工工藝。由于該橋梁工程過(guò)渡段墩位高度為33m，因此在利用支架來(lái)完成現(xiàn)澆段的施工難度較大，所以，可將掛籃作為吊架，并利用掛籃主桁支點(diǎn)設(shè)置與過(guò)渡段的墩頂上。5號(hào)塊懸臂橋梁施工與其現(xiàn)澆段同步進(jìn)行，并在8號(hào)塊懸臂橋梁施工完成后，對(duì)懸臂橋梁邊跨進(jìn)行及時(shí)合攏。該橋梁合攏段施工主要分為兩個(gè)部分，即邊跨合攏與中跨合攏。

（1）邊跨合攏施工工藝。在懸臂部位設(shè)置相應(yīng)的配置，以保證其混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)現(xiàn)澆段影響因素進(jìn)行有效的控制，盡可能避免在高溫情況下施工，當(dāng)澆筑混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，當(dāng)張拉完成后，即可將支架及固定裝置拆除。通常情況下現(xiàn)澆段部分主要以定型鋼模作為其外模，以木模作為其內(nèi)模，但是由于該橋梁箱梁局部高度不足，內(nèi)模底板澆筑作業(yè)無(wú)法進(jìn)行，所以必須在箱梁內(nèi)模的前方頂板處設(shè)置一個(gè)開(kāi)口進(jìn)行澆筑，當(dāng)混凝土澆筑結(jié)束后，可將開(kāi)口封閉。

（2）中跨合攏施工工藝。當(dāng)邊跨混凝土澆筑結(jié)束后，該橋梁工程懸臂體系以基本形成，因此，中跨合攏施工主要是在兩個(gè)懸臂體系間進(jìn)行混凝土澆筑工作。在澆筑過(guò)程中，需對(duì)混凝土存在的收縮變化情況進(jìn)行嚴(yán)密的控制，并避免混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)合攏段混凝土澆筑完成后，混凝土強(qiáng)度應(yīng)在設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上，并對(duì)其鋼筋束進(jìn)行張拉。

三、橋梁施工質(zhì)量控制

1.原材料控制。施工所用砂子、碎石、水泥及外加劑等應(yīng)選用同一產(chǎn)地，水泥的選用應(yīng)采用硅酸鹽水泥而應(yīng)避免采用礦渣、火山灰及粉煤灰水泥。同種規(guī)格以保證混凝土強(qiáng)度及彈性模量的穩(wěn)定性，并應(yīng)對(duì)其按規(guī)定頻率進(jìn)行檢查試驗(yàn)，并分別堆放、集中管理；粗骨料級(jí)配良好是保證混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵。因此，其不僅應(yīng)保證滿(mǎn)足強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)同時(shí)為保證拌和物輸送時(shí)不發(fā)生堵塞及滿(mǎn)足橋梁鋼筋密集的特點(diǎn)而應(yīng)控制粗骨料的最大粒經(jīng)和級(jí)配。

2.配合比設(shè)計(jì)。懸臂橋梁施工混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿(mǎn)足縮短節(jié)段灌注周期要求以保證混凝土早期強(qiáng)度、彈性模量較快同步增長(zhǎng)，因此應(yīng)在保證水泥用量的前提下盡量降低水灰比，并應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)室試配時(shí)選用的為完全干燥的骨料，而現(xiàn)場(chǎng)拌和時(shí)所用骨料含有一定量水分的現(xiàn)狀，因此在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)應(yīng)注意換算過(guò)程；為保證拌和物良好的可泵性，在保證早期強(qiáng)度、彈性模量的前提下可采取摻加定量的高效減水劑以滿(mǎn)足其和易性和坍落度要求；其坍落度的確定應(yīng)考慮輸送管道彎道多、接頭多、壓力損失大的特點(diǎn)，并應(yīng)考慮向上泵送時(shí)盡量控制坍落度以避免過(guò)大的倒流壓力。

3.預(yù)留孔道施工。懸臂橋梁施工中連續(xù)梁孔道常用波紋管形成，因此其位置的準(zhǔn)確度將直接影響預(yù)應(yīng)力鋼筋的方向和位置，因此在波紋管放置過(guò)程中應(yīng)設(shè)置牢固、接頭平順嚴(yán)密。首先應(yīng)保證定位鋼筋網(wǎng)、鋼筋骨架和模板固定牢固，并可在波紋管內(nèi)設(shè)置管道鋼筋以增加其強(qiáng)度，在波紋管連接部位應(yīng)設(shè)30～50cm的搭接長(zhǎng)度，并將其兩端封閉嚴(yán)密以防滲水、漏漿和脫節(jié)，混凝土澆筑時(shí)應(yīng)避免將拌和物直接對(duì)著波紋管傾倒以免造成波紋管位移和塌陷，振搗過(guò)程中應(yīng)避免振搗器直接接觸波紋管和管道密集區(qū)域。

4.預(yù)應(yīng)力施工?，F(xiàn)澆段混凝上梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度時(shí)應(yīng)按照縱向、橫向、豎向的順序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，橫斷面的張拉順序應(yīng)先底腹板、后頂板，先下部后上部，并應(yīng)左右對(duì)稱(chēng)進(jìn)行；施工中應(yīng)定期標(biāo)定千斤頂、油表、油泵等張拉部位，張拉過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照初張拉、超張拉、持荷等環(huán)節(jié)進(jìn)行，并應(yīng)嚴(yán)格遵從設(shè)計(jì)張拉噸位和程序，張拉過(guò)程應(yīng)采取雙控，以張拉噸位為主，伸長(zhǎng)值校核為輔，并應(yīng)經(jīng)常檢查錨具、鋼絲質(zhì)量等的使用程度防止斷絲、滑絲。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上，隨著懸臂施工技術(shù)的進(jìn)步和完善，施工機(jī)械化程度的提高，加上電子計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計(jì)算及施工控制，使懸臂施工法成為現(xiàn)代大跨徑橋梁建造的主要施工方法，這也推動(dòng)了橋梁進(jìn)一步向高強(qiáng)、輕型、大跨方向發(fā)展。

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