悬臂施工在连续桥梁中的施工控制及要点

发布时间：2022-10-05 10:07 热度：

　　摘要：近年来，混凝土连续桥梁在公路桥梁上得到了大量应用，但是悬臂施工混凝土连续桥梁建设中也出现了许多问题。笔者根据施工经验对悬臂施工连续桥梁的施工控制进行总结，以供同行参考。

　　关键词：悬臂施工;连续梁桥;施工控制及要点

　　Abstract: in recent years, concrete continuous Bridges in the highway bridge on get a lot of application, but cantilever construction of concrete continuous bridge construction has been found in many of the problems. According to the construction experience of continuous bridge cantilever construction of the construction control summarized, provide the reference for colleague.

　　Keywords: cantilever construction; Continuous girder bridge; Construction control and points;

　　引言

　　回顾混凝土连续桥梁的发展，可以清楚地看到：施工技术的发展对桥梁的跨径、桥梁的线型、截面型式等方面起着重要的作用。初期的混凝土连续桥梁采用搭设支架现场浇筑的施工方法，桥梁的跨径多为30—40m，由于施工工期长，并要用大量材料，因而建造连续桥梁数量较少。七十年代初期，悬臂施工方法从引入预应力混凝土桥后，使预应力混凝土连续桥梁得到了迅速发展。此方法可以不用或少用支架，也不影响下部通行，将桥梁逐段悬臂施工，其跨越能力已发展到200m以上，因而扩大了混凝土连续桥梁的运用范围。连续桥梁具有跨径大、施工设备机械化程度高、行车条件优越等特点，使预应力混凝土连续桥梁近几十年来在桥梁方案的评审中常常胜出。

　　每一种施工方法都有优点，也存在不足之处，悬臂施工法直接从已建墩台顶部逐段向跨径方向对称延伸施工，每延伸一段就施加预应力使与已建成的部分联结为整体。具有许多独特的优点。

　　1.比较适用于大跨径桥梁中，对于跨越河道、沟谷更加适用，而且受地形影响小。

　　2.可以减少吊装等程序，一次成型，简化了桥梁施工程序。

　　3.机械化程度高，减少劳动力投入量。

　　4.可以适用于多种桥梁类型，如梁式桥、刚架桥、、刚构桥、拱桥、斜拉桥等。

　　5.由于实现机械化和循环重复作业，可改进工艺并提高工程质量，容易实现连接及中跨合拢。

　　6.淘汰了满堂支架的施工方法，给桥下以较宽敞的净空。 存在一些缺点：悬臂浇筑必须等混凝土浇筑后强度达到设计强度才能进行下一道工序，这样会延长施工工期;施工监控比较复杂，施工误差再所难免。 下面我们主要对悬臂施工连续桥梁质量控制进行探讨。

　　一、施工控制的必要性

　　桥梁结构设计时，参数的选取(如材料特性、密度、截面特性等)、施工状况的确定(施工荷载、混凝土收缩徐变、预应力损失、温度、湿度、时间等参数)和结构分析模型等诸多因素的影响，以及混凝土材料的非均匀性和不稳定性，大跨度预应力混凝土连续梁、T型刚构、连续刚构等梁桥施工过程中结构的实际状态与设计状态很难完全吻合。而且悬臂分节段施工，是一个复杂的施工过程，各施工阶段是一个连续、系统的施工体系，前期工作的成果直接影响后期阶段的结果，且由于连续刚构桥梁自身的特点，特别是施工标高偏低的情况是很难在后续阶段予以弥补的。因此，在桥梁悬臂施工过程中，必须对施工预拱度、主梁梁体内的应力等进行严格的施工控制。目前施工控制方法主要有内力控制和变形控制。

　　内力控制和变形控制是大跨度预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥施工控制的两个主要方面。内力控制是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，使其不致过大，危及桥梁的安全使用。变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及横向偏移，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析，并做出相应的调整，以确保下一节段的施工更为精确。

　　二、施工控制的方法

　　桥梁施工控制的方法主要有：倒退分析法、前进分析法和无应力状态法。而对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥，主要采用前进分析法和倒退分析法的施工控制。预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥的施工控制原则是：首先要满足与实际施工

　　方法相符合的基本要求，此外，还要考虑与施工相关的各方面的因素。

　　三、梁段悬灌施工控制

　　1.施工控制流程

　　从挂篮的前移定位至预应力钢束张拉完毕是悬臂施工的一个周期，每个周期中有施工控制的步骤如下：1)按照监控方提供的挂篮定位预报标高进行挂篮定位，请施工单位测量定位后的挂篮标高，并向控制小组提供挂篮的定位测量结果。2)立模板、绑扎钢筋;3)浇筑混凝土前，测量己施工梁段上的高程测点，复测挂篮定位标高，墩顶的水平位移，报施工控制小组;4)施工控制小组分析测量结果，如需调整，给出调整后的标高;5)浇筑完混凝土后第二天测量所有已施工梁段上的测点标高，，测量本梁段端部梁底和预埋在梁顶的测点标高，建立测点与梁底标高的关系，提供给施工控制小组;6)张拉预应力钢筋后，测量已施工梁段上的高程测点，并提供给施工控制小组;7)施工控制小组分析测量结果，根据上一施工周期梁底标高测量值和应力、温度等测量结果计算、预报下一施工周期的挂篮定位标高。工作程序关键是：每个施工循环过程的结束都必须对已完成的节段进行全面的测量，分析实际施工结果与预计目标的误差，从而及时地对己出现的误差进行调整，在达到要求的精度后，才能对下一步施工循环作出预报。

　　2.误差控制

　　施工控制的最终目标是：成桥后的线型与设计线型的所有各点的误差均为控制在2cm范围之内。根据这一目标，在每一施工步骤中制定了如下的误差控制水平：

　　1)挂篮定位标高与预报标高之差控制在lcm之内;2)预应力束张拉完后，如梁端测点标高与控制小组预报标高之差绝对值超过2cm，需经控制小组研究分析误差原因，确定下一步的调整措施;3)如有其它异常情况发生影响到梁体标高，其调整方案也应经控制小组分析研究，提出控制意见。

　　3.施工要点

　　在施工过程中务必做好以下几方面：

　　首先，为避免日晒雨淋影响混凝土的质量，应在挂篮上设风雨蓬，并且应从挂篮的前端开始灌注混凝土，保证挂篮实现大部分的微小变形，使新、旧混凝土能较好的连接;其次，应用短钢筋做成井字形作为管道的定位筋，其间距应保持在0.5-0.8m左右，并使其与箱梁钢筋网固定牢固，以防混凝土在振捣过程中引起波纹管道上浮，避免预应力张拉时产生沿管道法向的分力。同时，在灌注混凝土前，为避免管道被压瘪，宜在波纹管内插入硬塑管作衬填，在混凝土灌注完成后，应立即用通孔器检查管道，以防因漏浆等情况造成管道堵塞;再次，为保证箱梁的设计线形，应制定线形控制方案，确定各阶段的立模标高，在箱梁各节段的混凝土浇注前，需严格检查以下各方面：纵、横、竖三向预应力束管道，挂篮中线、挂篮底模标高，钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置，必须在确保各项都准确无误后才能灌注混凝土;最后，如果不能一次性完成全断面的灌注施工，就应先后进行二次灌注和三次灌注，其中，二次灌注是指对第一次由底板至腹板下承托的剩余部分，再进行混凝土的灌注;三次灌注是指第一次由底板至腹板下承托，第二次由腹板下承托至腹板上，第三次由腹板上承托至顶板。

　　4.施工注意事项

　　(1)为了缩短施工时间，保证混凝土的浇筑质量，减少混凝土的接缝，应尽量使每个梁段混凝土都能一次灌注成形。混凝土浇筑宜从挂蓝前端开始，在挂蓝只发生微小沉降的前提下完成大部分的浇筑工作，从而使新、旧混凝土能较好的连接。一般来说，应遵循先底板、次腹板、最后顶板的浇筑顺序。

　　(2)施工中应采取措施减少混凝土在振捣过程中波纹管道的上浮，避免预应力张拉时产生沿管道法向的分力。同时，在灌注混凝土前，为避免管道被压瘪，宜在波纹管内插入硬塑管作衬填，在混凝土灌注完成后，应立即用通孔器检查管道，以防因漏浆等情况造成管道堵塞。

　　(3)箱梁各梁段立模的标高是设计标高、预拱度以及挂篮满载后的自身变形之和，为使徐变系数的取值更加符合工程实际，不仅要分析徐变对挠度的影响，还应作现场徐变试验的对比。此外，为保证箱梁的设计线形，应制定线形控制方案，确定各阶段的立模标高，在箱梁各节段的混凝土浇注前，需严格检查以下各方面：纵、横、竖三向预应力束管道，挂篮中线、挂篮底模标高，钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置，必须在确保各项都准确无误后才能灌注混凝土。

　　四、合拢施工控制

　　合拢段施工是体系转换的过程，合拢段施工的目的是，使桥梁完成体系的转换。在施工中，首先进行边跨合拢，最后进行中跨合拢。其中，边跨合拢应采用吊架施工，当完成了现浇段的施工，并且达到了混凝土的强度设计等级后才能进行边跨合拢段的施工;当完成边跨合拢段混凝土的浇筑，且拆除边跨挂篮后才能进行边跨劲性骨架的合拢。

　　合拢段的长度一般为1.5-2.0m，且宜在一天低温下进行合拢。由于合拢段的施工，一般是由两个挂篮向一个挂篮过渡，因此，应事先拆除一个挂篮，并用另一个挂篮跨过合拢段，行至另一端悬臂施工梁段上，形成合拢段施工支架。在合拢施工中，应采取措施，用锁定装置固定一部分钢筋，另外张拉部分预应力筋，然后在合拢段浇筑混凝土，当合拢段的混凝土达到设计强度后，再张拉其余预应力筋，最后将锁定装置拆除。

　　五、底板开裂的控制措施

　　由于大跨径的连续刚构桥梁从桥墩到跨中呈曲线变化，因此，在立面上造成了底板纵向预应力筋的弯曲。桥梁出现底板裂缝的原因主要有：底板横隔板的布置密度与厚度不够，底板箍筋间距过大，横向预应力束未张拉到位。一旦出现上述问题，当张拉底板预应力筋时，就会对底板底层钢筋形成压力，进而造成底板的裂缝。在大桥施工过程中控制底板开裂的措施主要有：第一，严格控制截面尺寸，以保证底板厚度与设计尺寸相符;第二，保证预应力的张拉到位，避免预应力束产生折线引起对底板的集中力，在张拉纵向预应力后，测试箍筋上拉应力的变化，同时，要控制合龙段两端的标高，应尽量减小高差;第三，在关键部位合龙段，分批张拉底板的预应力筋，并在底板箍筋上安装应力计;第四，严格控制横向预应力筋的张拉过程，加密箍筋间距，以使箍筋产生的拉应力抵消预应力筋的径向力。

　　结束语

　　在悬臂桥梁的建设过程中，连续桥梁的结构形式不断变化，由于受到预应力张拉、环境温度、施工临时荷载、材料特性参数、混凝土收缩、徐变等不确定因素的影响，导致桥梁的实际状态与理想情况间存在着一定的差异。所以，必须对此进行控制，减少各类偏差对结构安全造成的危害，保障在建大跨径桥梁的安全和质量，并对相应的问题进行进一步的探索和控制。

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