浅谈挂篮法施工高速铁路预应力连续梁施工技术.docx

    浅谈挂篮法施工高速铁路预应力连续梁施工技术    摘要：结合深茂铁路沙瑯河特大桥跨沙瑯河连续梁施工，介绍挂篮法施工预应力连续梁在高速铁路中的相关施工技术通过挂篮法施工工艺可在确保安全质量的前提下，减少施工环境限制、节约材料、降低工程总造价具备很好的发展前景关键词：连续箱梁；悬臂；挂篮；施工技术1、工程概况沙瑯河大桥为深茂高速铁路重点控制性工程桥址处河面宽约150m，常水位标高为20.3m，水深约5.6m，水面宽度约105m，受河面通航及水流的影响，施工条件较为复杂跨越沙琅河连续梁跨度为四跨变截面连续箱梁40m+64m+64m+40m，桥梁主墩位于河槽常水位中端支座处及边跨直线段和跨中处梁高为2.8m，中支点处梁高5.2m桥梁截面为单箱单室，1-7#节段采用移动挂篮对称悬臂浇筑法施工2、施工工艺2.10#块施工2.1.10#块梁段施工工艺流程施工中墩临时支墩→搭设支架及铺设底模板→安装永久支座及墩顶处底模板→支架及底模板预压（预压后调节标高）→侧模板、翼板模板安装→底、腹、隔板钢筋绑扎、预应力管道安装，竖向精轧螺纹钢安装→安装内模→顶板钢筋绑扎、预应力管道安装→浇筑混凝土→养护、拆模→纵向预应力束张拉。

2.1.2临时支墩施工每个主墩设4个临时支墩，采用直径1000mm厚度为12mm的钢管，钢管内填C50混凝土临时支墩与0#块采用30根直径20mm的HRB400钢筋作为锚固筋，临时支墩顶部与0#块底部用10cm厚M50硫磺砂浆填充，完成墩梁的临时固结，便于连续梁施工完成后临时支墩的拆除及连续梁的体系转换2.1.30#块支架搭设由于施工场地及条件受限，充分利用已有的主墩及临时支墩作为主要承重结构，在施工主墩及临时支墩时预埋钢板和型钢，将支架平台固定在主墩及临时支撑上2.1.4模板安装及支架预压0#块模板分外侧模、内模、底模三种模板，在本工程中外侧模采用大块定型钢模板、底模及内模采用木模板侧模加固利用箱梁腹板通气孔，沿梁体横截面穿与内模支架作对拉加固托架搭设及外模安装完毕后进行支架预压，预压重量为施工荷载的1.2倍，用砂袋堆载堆载时要按照单位横断面荷载分布情况进行堆放，从中间向两侧对称均匀堆载，以便能真正模拟砼荷载，达到预压的目的2.1.5钢筋（束）及预应力管道安装施工前对所有的钢筋大样进行复核使之与箱梁的尺寸相对应，制定0#块及其横隔板钢筋绑扎方案，分清绑扎先后顺序使箱梁钢筋与横隔板钢筋绑扎交错进行。

0#块集中了全桥大部分纵向顶板束管道，管道安装时以φ10定位钢筋焊于梁体钢筋骨架上为防止水泥浆渗入波纹管，堵塞预应力管道，混凝土浇筑前在纵向管道内插入略小于管道直径的硬衬管（PE管）2.1.6砼施工及预应力张拉压浆浇筑前检查所有的预埋孔、预埋件，凡与挂篮施工有关的预埋件和预留孔在布置时确保其位置精度，便于挂篮安装浇筑混凝土时，严格按照先底板及腹板、横隔板下部混凝土，然后浇筑上部腹板、横隔板及顶板混凝土顺序进行，从悬臂端向桥墩中心对称浇筑成型，混凝土采用泵送，插入式振动棒捣固密实为防止分层浇筑产生裂纹，可在混凝土接缝表面布置φ8mm护面钢筋网，同时应尽量缩短分两次浇筑时间差在砼抗压达到设计强度的100%及弹性模量达到设计值100%且龄期不少于7天后，张拉并锚固竖、横向预应力筋，张拉完24小时内完成压浆，特殊情况不能超过48小时2.2悬臂标准块施工2.2.1挂篮制作、安装、预压、移动（1）挂篮制作挂篮桁架及模板均在工厂内加工制作，所用材料质量可靠，具有相应的产品合格证，并做适当的材料力学试验每套挂篮加工完成后在工厂及时进行试拼，并对构件进行编号构件进场后及时进行检查、核对验收2）挂篮安装步骤连续梁0#块梁体浇筑前，按照设计图纸预留Φ50mm圆孔，用于滑道吊架、后锚梁锚固及模板后锚杆安装等。

待0#块梁体混凝土达到设计强度，并在预应力张拉完成后进行挂篮安装安装步骤如下：第一步：安装主桁架及联结系放样挂篮走行轨道中线，安装走行轨，用薄钢板调整使走行轨处于水平位置，用吊机吊装主桁架就位后，采用预埋在梁体腹板内的竖向Ф32精轧螺纹钢作为临时锚固，采用四台5t导链临时固定并调整好主桁架垂直度随后同样步骤安装下一片主桁架，并及时调整间距安装立柱横联吊装前后上横梁及后锚梁，并与主桁架采用焊接形成整体，组装吊杆，吊装前、后下横梁，安装底模纵梁主桁架全部安装完成后，准确调整主桁架中线及水平并检查后锚锚固情况第二步：安装模板系统吊装底模，固定于纵梁上，再安装前吊杆及后锚杆接着吊装外滑道，导链配合外滑道置于侧模内，松开侧模板，使侧模重量全部置于外滑道上，采用钢丝绳及导链牵引侧模到位，安装前、后吊杆底腹板钢筋及竖向预应力绑扎完成后吊装内模滑道，使内模作用于滑梁上，内模移动到位后安装内模前、后吊杆安装完成调整就位后，按照最大预压重量的要求对后锚施加预顶力，此时后支点尾部必须利用钢支承垫实，防止主桁架翘曲最后实测主桁架前吊点、后锚点、前支点处标高和挂篮实际中心偏差，设置观测点为预压做准备3）挂篮预压挂篮拼装完成后，进行静载预压试验，以消除其非弹性变形，测定其弹性变形与荷载的关系，为悬浇段立模标高提供数据，验证挂篮各部分结构安全性。

预压时主桁架受力最大的节段重量的1.2倍进行堆载试验4）挂篮及模板前移挂篮桁架、底模、侧模采取同步前移方式移动在走行轨上涂上黄油，接长行走轨道并锚固，再接长竖向精轧螺纹钢，将精轧螺纹钢锚固在挂篮主桁上，每侧锚固不少于两根，防止反压轮受力破坏和挂篮前移时倾覆再将侧模后锚杆、前吊杆松开，再松开侧模、底模，使底模下落10～20cm再在后锚梁上安装2个10t手拉葫芦，挂钩挂在后锚梁上，吊钩钩在已浇筑梁段的内模吊杆孔上，两侧均匀拉动手拉链条，牵引桁架前移；侧模在吊架上滑动前移，实现与挂篮桁架同步前移，底模通过底模桁架与挂篮桁架同步前移锚固挂篮桁架及底模、侧模，调整标高及平面位置，即可进行绑扎梁体底板、腹板钢筋绑扎好梁体底板、腹板钢筋后，再前移内模通过手拉葫芦将内模滑道前移到位，再将内模前吊杆及后锚杆松开，使内模落于内模滑道上，再通过2个10t手拉葫芦，同步牵引，均匀的将内模牵引至设计位置2.2.2钢筋及预应力管道的安装主箱梁钢筋采用在加工场下料和弯制，现场绑扎其顺序为：绑扎底板钢筋→绑扎腹板钢筋→安装竖向预应力筋→绑扎顶板下层钢筋→安装纵向、横向预应力波纹管道→绑扎顶上层钢筋→钢筋、波纹管道及锚垫板位置检查等。

施工时需注意两个相连节段纵向的纵向钢筋连接方法及长度需满足设计规范要求2.2.3悬臂段混凝土浇注混凝土采用泵送浇筑，每节悬浇梁一次浇筑成型，悬臂两端对称浇注混凝土浇筑必须由挂篮前端向后推进浇筑，以防混凝土重力引起挂篮变形造成接缝处混凝土开裂每个块段砼浇筑完成达到规范要求强度后，及时对接合面进行凿毛处理在下一块段砼浇筑前，表面洒适量水进行湿润，防止砼接合面出干缩裂缝2.2.4悬臂浇筑施工线形控制线型控制是悬浇施工中的一项重要内容，主要包括两部分：挠度控制和中线控制挠度控制主要体现在梁体的高程控制，主要为现场高程量测，数据的整理、分析，及时调整模板标高预抬高量和现场控制分四个步骤来完成：一是混凝土浇筑前模板标高的设立；二是混凝土浇筑后模板标高的复测；三是混凝土浇筑后预应力施加前各节块梁顶高程观测点的量测；四是预应力施加后各节块梁顶高程观测点的量测比较第一、二两次测量结果，以验证模板的预抬高量是否达到了预期效果；比较第三、四两次测量结果，以验证施工节块对已完成节块的影响是否同理论计算一致中线控制主要是在0#块施工完毕后，通过导线控制点测放出其中心位置作为中线控制点，并用预埋钢板固定然后采用导线法确定各节块立模时的中线。

2.3边跨现浇梁段施工边跨现浇段采用支架现浇法施工，钢管支架受力体系由边墩、钢管柱和纵、横向工字钢组成模板采用木模板，上部结构同0#块施工方法2.4中跨合拢段施工合拢段施工分边跨合拢和中跨合拢，合拢段施工在挂篮上进行，顺序严格按照先边跨、后次跨、最后中跨合拢的原则合拢段混凝土浇注采用预压重法，即预先在合拢段两端以及合拢端另一悬臂侧加水箱按合拢段混凝土总量的一半注水压重，待压重完成后，焊接合拢段劲性骨架，为尽量减少温度的影响，合拢段施工应尽量在当天低温时进行，升温时终凝浇注合拢段混凝土时边浇边放水，保持速度一致，确保混凝土不受降温开裂合拢段混凝土采用微膨胀混凝土，强度等级要较设计梁体混凝土等级提高一级浇筑时认真振捣和养生，及时张拉预应力筋，防止合拢段混凝土产生裂缝合拢段的锁定必须迅速、对称地进行先将内刚性支撑一端与梁端部预埋铁件焊接，再将刚性支撑另一端与梁连接，临时预应力束也应随之快速张拉在合龙段锁定后，立即释放一侧的固定约束，让梁一端在合拢段锁定的连接下，能沿支座自由收缩2.5连续梁体系转换利用连续梁成桥设计的负弯矩预应力筋为支撑是连续梁分段悬灌施工的受力特点悬灌过程中各独立T构的梁体处于负弯矩受力状态，随着T构的依次合拢，梁体也依次转化为不同的受力状态，直至连续梁的成桥状态，这个转化就是连续梁的体系转化。

连续梁采用悬灌施工法，在结构体系转换时，为保证施工阶段的稳定，边跨先合拢，释放边墩永久支座临时锁定，结构由双悬臂状态变成单悬臂状态，拆除主墩临时支座形成简支受力状态，最后施工中跨合拢段，变两简支为连续受力结构，完成体系转换成桥施工过程中存在梁的受力结构体系转换，施工时应注意以下几点：（1）结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时，梁体某些部位的弯矩方向发生转换所以在拆除梁墩锚固前，应按设计要求，张拉一部分或全部布置在梁体下部的正弯矩预应力束对活动支座还需保证解除临时固结后的结构稳定，如需控制和采取措施限制单悬臂梁发生过大纵向水平位移2）梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放在放松前应测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常情况，应立即停止作业，找出原因，以确保施工安全3）对转换为超静定结构，需考虑钢束张拉、支座变形、温度变化等因素引起结构的次内力若按设计要求，需进行内力调整时，应以标高、反力等多因素控制，相互校核如出入较大时，应分析原因4）在结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于正式支座上，并按标高调整支座高度及反力调整以标高控制为主，反力作为校核3、结语以上是本人根据施工经验总结的挂篮法施工预应力混凝土连续梁的工艺流程和主要施工方法，在实践中也得到了验证，保证了深茂铁路沙瑯河特大桥控制性工程的顺利完成。

可供广大施工技术人员进行参考参考文献：[1]王利君铁路桥梁连续梁挂篮施工控制要点；高速铁路技术；2011年03期[2]苟炜玮铁路桥梁连续梁挂篮施工技术；中华民居（下旬刊）；2012年10期[3]悬臂浇注预应力混凝土连续桥张继尧、王昌将主编人民交通出版社2004.3  -全文完-。