張新平

【摘要】連續(xù)懸梁臂澆筑法在連續(xù)梁施工上發(fā)揮著重要作用也是主要方法之一，我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在早年就應(yīng)用于城市橋梁工程之中，是一種經(jīng)典的梁式結(jié)構(gòu)體系。它的施工質(zhì)量直接影響到整體結(jié)構(gòu)的受力懸臂梁施工主要依據(jù)對(duì)稱平衡原理，利用掛籃作為施工平臺(tái)逐段進(jìn)行連續(xù)梁施工，目前我過(guò)斜拉橋設(shè)計(jì)主要以大跨度、多車道為主。本文通過(guò)對(duì)懸臂灌筑法進(jìn)行相關(guān)介紹，介紹了這些施工技術(shù)的流程及技術(shù)要點(diǎn)，并對(duì)具體的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例分析，為后續(xù)連續(xù)梁懸臂澆筑施工創(chuàng)造了條件。

【關(guān)鍵詞】懸臂灌筑法；懸臂施工技術(shù)；工程概況

一、懸臂灌筑法介紹

懸臂灌筑法又叫做掛籃法。它的方法是：在墩柱兩側(cè)使用托架來(lái)支撐，一定長(zhǎng)度的梁段的灌筑作為起步長(zhǎng)度，并把它作為起點(diǎn)，運(yùn)用這種方法通過(guò)掛籃的向前移動(dòng)，平衡對(duì)稱地向兩側(cè)逐段灌筑混凝土，在這個(gè)過(guò)程中給它一定的預(yù)應(yīng)力，來(lái)回澆筑，重復(fù)多次，每當(dāng)一段澆筑完成后，等到它達(dá)到鋼鉸線位置處后，就向前移動(dòng)懸臂掛籃，緊接著進(jìn)行下一步的施工作業(yè)。掛籃懸臂澆筑施工使用少量施工機(jī)具設(shè)備，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷，掛籃組拼完成后，為了防止實(shí)測(cè)掛籃本身在加載狀態(tài)下的彈性變形，有效消除掛籃安裝后的塑性變形，需對(duì)組拼后的掛籃進(jìn)行加載預(yù)壓。這個(gè)過(guò)程中可以將整體施工分為四個(gè)部分，這四大部分中包括有以下程序：一個(gè)是在墩頂托架上澆筑，在墩頂托架上澆筑0號(hào)段，對(duì)其進(jìn)行固結(jié)，成為固結(jié)系統(tǒng)。再者就是在0號(hào)段上安裝懸臂個(gè)懸臂掛籃。向兩側(cè)逐步對(duì)稱分段澆筑，直到合攏前段。在梁段與邊敦間的臨時(shí)支架上支模澆筑梁段，可以澆筑主梁合攏段。

二、0#段施工技術(shù)

1、施工的大致過(guò)程。0號(hào)段是是施工中具有很大施工難度和復(fù)雜性較高的一段，因?yàn)?號(hào)段在施工中縱向預(yù)應(yīng)力束根數(shù)最多，構(gòu)造較為復(fù)雜，管道排布縱橫交錯(cuò)，所以0#段施工技術(shù)占據(jù)這重要位置。接下來(lái)是其順序，主要流程為：先在0號(hào)段預(yù)埋牛腿及鋼立柱支立焊接，然后對(duì)平牛腿及立柱頂進(jìn)行放線和調(diào)平，同時(shí)要加設(shè)分配梁，安裝底模及外側(cè)模及腹板鋼筋和豎向筋、并安裝小部分側(cè)模及倒角模板，在這之后澆注底板鹼并養(yǎng)生，將頂板鋼筋安裝上，橫向、縱向設(shè)置管道，然后澆注頂板鹼并養(yǎng)生，再做張拉及壓漿工作，最后轉(zhuǎn)入下道工序。

2、施工要點(diǎn)。（1）首先在0#段施工時(shí)，0號(hào)段的管道、鋼筋密集，要用定位鋼筋網(wǎng)片對(duì)鋼束管道進(jìn)行固定，為了掛籃拼裝時(shí)能準(zhǔn)確就位，要進(jìn)行預(yù)埋筋，為了避免管道移動(dòng)位置，要對(duì)其進(jìn)行鋼筋骨架和水平鋼筋的點(diǎn)焊接，鋼筋骨架上的定位鋼筋網(wǎng)片要牢固焊接，并保持其有一定間距，混凝土澆筑后采用高壓水管沖洗管道，如果在豎向預(yù)應(yīng)力壓漿孔設(shè)在箱梁腹板內(nèi)側(cè)面，要在豎向波紋管上開(kāi)孔設(shè)置注漿孔，并要求用密封膠帶密封。預(yù)應(yīng)力管道與骨架鋼筋出現(xiàn)矛盾時(shí)，不要改變管道的位置，要適當(dāng)對(duì)普通鋼筋位置進(jìn)行移動(dòng)，為了防止混凝土對(duì)管道的沖擊，要封閉并加固側(cè)窗，繼續(xù)向上施工。（2）0#塊采用在墩身設(shè)置焊接型鋼托架法施工。將支架拼裝好以后，必須按0#段混凝土重量及其它相關(guān)施工荷載總重量的1.25倍考慮，在每側(cè)桁梁上布置6片分配梁，間距為（4×35+70）cm；分配梁上布設(shè)48mm×3.5mm的焊接鋼管，上接可調(diào)頂托，利用掛籃底模做底模，在鋼板上安裝橫擔(dān)工字鋼后，縱向鋪設(shè)工字鋼，間距0.5m，在工字鋼上安裝木排架，在木排架上鋪設(shè)0#段底模。（3）當(dāng)骨架鋼筋于預(yù)應(yīng)力管道位置發(fā)生矛盾時(shí)，最主要的是保持管道位置不變，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)，只有這樣調(diào)整局部才不會(huì)牽動(dòng)整體。在完成混凝土澆筑后要使用高壓水管對(duì)管道進(jìn)行沖洗，定位鋼筋網(wǎng)片牢固地焊在鋼筋骨架上，鋼束管道位置采用定位鋼筋網(wǎng)片固定，并且為防止管道位置移動(dòng)，定位鋼筋網(wǎng)片所焊的鋼筋骨架與水平鋼筋采用點(diǎn)焊。

三、梁段懸灌施工

1、施工順序。對(duì)掛籃先進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工掛籃，然后試驗(yàn)，進(jìn)入下一懸灌段施工，外模校正，預(yù)應(yīng)力管道安裝，內(nèi)模、端模安裝，在進(jìn)行澆筑，然后分別進(jìn)行豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉機(jī)壓漿和橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉及壓漿工作。梁段混凝土的懸臂灌注應(yīng)隨溫度變化及運(yùn)輸和澆注速度做適當(dāng)調(diào)整，控制好坍落度。

2、施工要點(diǎn)。（1）在認(rèn)真核對(duì)了錨頭、鋼筋、人行道及其它預(yù)埋件的位置后再繼續(xù)擰混凝土的灌注。要制定線性控制方案，對(duì)各階段的立模標(biāo)高進(jìn)行確定。在澆注箱梁每個(gè)節(jié)段混凝土之前，進(jìn)行嚴(yán)格檢查，做好橫、豎、縱向預(yù)應(yīng)力束管道工作，要對(duì)掛籃中線、底模標(biāo)高，保證鋼筋、錨頭、人行道及其它預(yù)埋件的位置，混凝土的灌注為了使掛籃的微小變形大部分實(shí)現(xiàn)要從掛籃前端開(kāi)始，避免新、舊混凝土間產(chǎn)生裂縫。還有就是為了保證箱梁的設(shè)計(jì)線形，應(yīng)制定線形控制方案，確定各階段的立模標(biāo)高。（2）進(jìn)行全斷面灌注，要按照一定的順序進(jìn)行灌注：二次灌注，第二次完成剩余部分；三次灌注，第三次進(jìn)行腹板上承托到頂板的灌注。若能全斷面一次灌注最好，若不能則進(jìn)行二次灌注。先從掛籃前面開(kāi)始混凝土的灌注可以防止新、舊混凝土間產(chǎn)生裂縫。箱梁混凝土灌注完成后，為了避免出現(xiàn)漏漿情況對(duì)管道造成堵塞，要馬上用通孔器對(duì)管道進(jìn)行檢查。（3）混凝土的灌注宜先從掛籃前端開(kāi)始，避免新、舊混凝土間產(chǎn)生裂縫，以使掛籃的微小變形大部分實(shí)現(xiàn)。

四、合龍段施工

合龍段施工是連續(xù)橋梁整個(gè)懸臂澆筑施工中最為關(guān)鍵的一步，合龍段施工注意事項(xiàng)有：對(duì)于環(huán)境溫度的選擇，梁體對(duì)溫度變化的反應(yīng)對(duì)合龍段質(zhì)量乃至整個(gè)連續(xù)梁橋體系受力有很大影響；鎖定合龍口的時(shí)機(jī)選擇，要求在梁體相對(duì)變形最小和溫度變幅最小的時(shí)間內(nèi)；合龍段混凝土澆筑前應(yīng)合龍段兩側(cè)梁端混凝土鑿毛和潤(rùn)濕，以利于新舊混凝土接合；施工前要制定詳細(xì)的施工方案，科學(xué)安排，采取穩(wěn)妥的安全措施，確保在要點(diǎn)時(shí)間內(nèi)完成工作內(nèi)容。合龍段施工質(zhì)量是整個(gè)懸臂澆筑過(guò)程施工技術(shù)是否達(dá)到先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一，

五、應(yīng)用實(shí)例分析

1、工程概況。鴨淀水庫(kù)連續(xù)梁設(shè)計(jì)并沒(méi)有提供不對(duì)稱荷載作用時(shí)的支座不平衡彎矩?cái)?shù)據(jù)，由于臨時(shí)支撐與梁體的錨固連接，在連續(xù)梁懸臂施工過(guò)程匯中固定支座已不能受力，所以梁體混凝土自重及施工荷載全部由臨時(shí)支撐承擔(dān)，因此現(xiàn)對(duì)橋墩兩側(cè)懸臂施工時(shí)相對(duì)不平衡荷載設(shè)定為：移動(dòng)掛籃時(shí)期位移差不超過(guò)一個(gè)節(jié)段；澆筑混凝土?xí)r其重量差不超過(guò)1/4節(jié)段?，F(xiàn)階段設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程主要是以手算為主，最后的結(jié)果以電算來(lái)復(fù)核。主要是因?yàn)槭炙悴捎煤?jiǎn)支梁模式，相反電算按實(shí)際連接狀態(tài)以剛性連接建模，支點(diǎn)為對(duì)稱0號(hào)節(jié)段中軸線的兩側(cè)臨時(shí)支撐，初步擬定運(yùn)用鋼管混凝土支撐柱與鋼管支撐柱，其中鋼管混凝土支撐柱采用直徑800mm，壁厚為10mm的鋼管，內(nèi)填充帶有C30混凝土；鋼管支撐柱，直徑為600mm，壁厚為10mm。

2、考慮施工荷載驗(yàn)算。在施工中，發(fā)生掛籃連帶混凝土墜落事故，是沒(méi)有做好掛籃錨固的緣故，這是屬于施工單位的特殊事件，為防止倒塌造成損失嚴(yán)重，要進(jìn)行載荷驗(yàn)算，重新驗(yàn)算最不利的傾覆彎矩是否會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。采用此種結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支撐，在任何情況下都不會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，無(wú)需設(shè)置預(yù)應(yīng)力抗拉鋼筋。但對(duì)支撐的抗壓強(qiáng)度要求很高，且在鋼管兩端與承臺(tái)和梁底接觸處需配制與鋼管等強(qiáng)度的抗壓鋼筋。

3、強(qiáng)度驗(yàn)算。其中受力最大的支撐截面由φ800×10mm鋼管填充C30混凝土組成。鋼管采用Q235，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215N/mm2，C30混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=13.8N/mm2。假設(shè)臨時(shí)支撐為軸心受壓桿件。鋼管承壓面積248cm2，換算混凝土承壓面積為248×215/13.8=3863cm2，混凝土承壓面積4778cm2，兩項(xiàng)合計(jì)，總承壓面積為：A=3863+4778=8641cm2.則臨時(shí)支撐的混凝土所受最大壓應(yīng)力為：σ1=Nmax/A=5267.84×103/（8641×102）=6.09Mpa4、臨時(shí)支撐承壓鋼筋計(jì)算。在鋼管兩端與梁底及承臺(tái)接觸處，需要配置與鋼管等強(qiáng)度的抗壓鋼筋，以保證梁底與承臺(tái)混凝土不被壓壞?？紤]采用HRBФ25螺紋鋼，材料屬性為：截面面積A=490.9mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為300N/mm2，單根力=490.9×300/1000=147kN。臨時(shí)支撐鋼管截面積248cm2，能所承受的壓力為248×102×215/1000=5332kN，每根鋼管支撐需要配置HRBФ25螺紋鋼筋根數(shù)為：5332÷147=36（根）

5、鋼筋錨固長(zhǎng)度計(jì)算。鋼筋的錨固長(zhǎng)度按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定計(jì)算，普通鋼筋：La=a（fy/ft）d式中fy—普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度，ft—混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于C60時(shí)，按C60取值；HRB鋼筋為280Mpa；d—鋼筋直徑；光面鋼筋a=0.16，帶肋鋼筋a=0.14）。La=a（fy/ft）d=0.14×（280/1.39）×25La=705mm所以HRBФ25螺紋鋼筋錨固長(zhǎng)度為0.705m，則每根鋼筋最小長(zhǎng)度為2×0.705=1.41m。為確保安全，鋼筋錨固長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)一些，以不露出梁體底板為原則。0號(hào)塊底板厚0.8～1.0m，所以錨固鋼筋錨固長(zhǎng)度取0.8m，則每根錨固鋼筋總長(zhǎng)度為2×0.8=1.6m。鋼筋平面位置沿鋼管邊緣環(huán)形布置。

6、Midascivil建模復(fù)核驗(yàn)算。根據(jù)以上設(shè)定的特殊荷載及臨時(shí)支撐的布置，采用Midascivil建模，連接的邊界條件按剛結(jié)點(diǎn)設(shè)置，計(jì)算單位為kN（力）、m（長(zhǎng)度），結(jié)構(gòu)自重按1.1系數(shù)加載。在模型計(jì)算過(guò)程中，將鋼管混凝土中的C30混凝土換算成Q235鋼材。經(jīng)建模分析，鋼管混凝土和鋼管臨時(shí)支撐最大壓應(yīng)力為91Mpa，小于鋼管強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215MPa，驗(yàn)算滿足設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)安全。通過(guò)觀察該橋的具體情況，考慮在施工過(guò)程中影響橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的原因有以下幾種情況：澆筑時(shí)的立模標(biāo)高、主梁和支架變形、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉、系統(tǒng)溫度、梯度溫度、橋梁施工臨時(shí)荷載的誤差等。當(dāng)上述因素不能及時(shí)識(shí)別引起控制目標(biāo)偏離的真正原因時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致引起誤差積累，在以后階段的施工中采用錯(cuò)誤的糾偏措施。所以，施工控制是大跨徑連續(xù)梁橋懸臂法施工過(guò)程中不可缺少的工序。因此我們要對(duì)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)、分析，確保橋梁受力和橋梁線型盡量與理想的設(shè)計(jì)狀態(tài)一致，指導(dǎo)和控制結(jié)構(gòu)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)成型，進(jìn)行安全的施工運(yùn)營(yíng)。

六、結(jié)束語(yǔ)

跨鴨店水庫(kù)連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)的應(yīng)用，建立起了一個(gè)建筑史上的一個(gè)新起點(diǎn)，有里程碑的作用，據(jù)此我國(guó)的連續(xù)梁懸臂施工技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用，造福于更多的人，為社會(huì)的穩(wěn)定和國(guó)家的發(fā)展提供了一個(gè)更為廣闊的空間。