預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁懸臂施工技術(shù)分析

1、    預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁懸臂施工技術(shù)分析    吳至博摘要： 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁由于具有變形小，結(jié)構(gòu)剛度好，行車平順舒適，伸縮縫少，養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)易，抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。論文結(jié)合增從高速增江大橋?yàn)槔榻B了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁懸臂施工工藝，并探討了質(zhì)量控制對(duì)策。關(guān) 鍵 詞： 連續(xù)箱梁 單薄壁空心墩0號(hào)塊施工撓度控制： u448.21+3 ：a ：abstract： prestressed concrete continuous box girder with small deformation, rigidity, driving

2、comfort, expansion joints, maintenance simple, strong shock resistance and other advantages, in the construction of the bridge has been widely applied. based on the growth of high speed of increasing from the river bridge as an example to introduce the prestressed concrete continuous box girder cant

3、ilever construction technology, and probes into the measures for quality control.key words：continuous box girder; thin wall hollow pier;construction of 0 block; deflection control引言近些年，隨著我國(guó)交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，橋梁工程設(shè)計(jì)理論與施工技術(shù)也發(fā)展很快。我國(guó)橋梁無論是結(jié)構(gòu)類型、建橋材料、理論分析與電算，還是在施工技術(shù)與監(jiān)控、施工機(jī)械與設(shè)計(jì)及管理等各方面都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。尤其是近年來涌現(xiàn)出了一批跨徑大、形式多樣、構(gòu)

4、造復(fù)雜的梁橋，其中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁由于具有變形小，結(jié)構(gòu)剛度好，行車平順舒適，伸縮縫少，養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)易，抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在城市交通建設(shè)中應(yīng)用越來越多，其中懸臂施工法不需大量施工支架和臨時(shí)設(shè)備，不影響橋下通航、通車，施工不受季節(jié)、河道水位的影響，并能在大跨徑橋上采用，因此得到了廣泛的使用。論文以增江大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁懸臂施工為例，重點(diǎn)探討了施工工藝和質(zhì)量控制。1工程概況增江大橋位于增城市正果鎮(zhèn)及小樓鎮(zhèn)，橫跨增江河流，為增從高速的控制性工程。增江大橋起止樁號(hào)為k21+787k22+580，全長(zhǎng)799.29m，其中主橋跨徑組合為68 m +2×110 m +75 m +55 m，共41

5、8m。地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，平均最大風(fēng)速28.6m/s，設(shè)計(jì)荷載為公路級(jí)。主橋全長(zhǎng)421.52m，橋面寬度為33.5m，橋墩采用單薄壁空心墩，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁施工采用懸臂澆筑法。懸臂澆注法是以掛籃為支撐體系，將梁體分段現(xiàn)澆，待每段混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求并張拉預(yù)應(yīng)力后，再移動(dòng)掛籃，準(zhǔn)備進(jìn)行下一節(jié)段的澆筑。懸臂澆注的每一節(jié)段不僅要承受自身重量及施工機(jī)具人員等荷載，還要承受后期澆注各節(jié)段施加的荷載作用，因此，保持懸臂對(duì)稱澆注是保證結(jié)構(gòu)受力平衡和安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。圖1 增江大橋橋型圖2主橋連續(xù)箱梁掛籃懸臂施工工藝及關(guān)鍵施工過程2.1主橋掛籃懸臂施工工藝澆筑主墩1#、2#、3#臨時(shí)

6、支撐柱安裝0號(hào)、1號(hào)節(jié)段支架墩頂支座安裝并調(diào)平在支架上澆筑0號(hào)、1號(hào)節(jié)段張拉橫向預(yù)應(yīng)力鋼束和豎向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉墩梁臨時(shí)固結(jié)措施的連接鋼束在1號(hào)節(jié)段上安裝掛籃、立模，懸臂澆筑2號(hào)節(jié)段達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉本節(jié)段的縱向、橫向和豎向預(yù)應(yīng)力鋼束掛籃前移一個(gè)階段，重復(fù)上述步驟平衡對(duì)稱施工3號(hào)11號(hào)節(jié)段搭設(shè)邊跨現(xiàn)澆段支架（鋼板樁臨時(shí)支架），在支架上澆筑現(xiàn)澆段砼拆除懸臂澆筑的用的施工掛籃焊接邊跨合攏段臨時(shí)連接構(gòu)件，澆筑邊空合攏段砼，張拉本節(jié)段的縱向、橫向和豎向預(yù)應(yīng)力鋼束安裝中孔合攏段吊架焊接邊跨合攏段臨時(shí)連接構(gòu)件，澆筑邊空合攏段砼，張拉本節(jié)段的縱向、橫向和豎向預(yù)應(yīng)力鋼束拆除中孔合攏段吊架及臨時(shí)連接構(gòu)件清

7、理箱梁內(nèi)雜物、檢查張拉、壓漿情況，壓漿封閉未用預(yù)留孔橋面鋪裝、防撞墻、伸縮縫等附屬設(shè)施施工。主橋箱梁掛籃懸澆。采用主跨結(jié)構(gòu)布置形成68+2×110+75+55預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，一端在5#墩與引橋相連，另一端在0#臺(tái)與橋臺(tái)相連。梁體位于凸曲線上，頂板按雙向1.5%橫坡設(shè)置，橋面全寬33.5米，垂直腹板式變截面單室單箱。連續(xù)梁體設(shè)有三向預(yù)應(yīng)力。除現(xiàn)澆段在支架上施工外，0號(hào)節(jié)段、1節(jié)段在墩旁托架上現(xiàn)澆施工，正常節(jié)段用掛籃懸注施工。合攏段用吊架施工，整個(gè)箱梁施工順序，按設(shè)計(jì)要求從1#、2#、3#墩起，逐步向兩側(cè)推進(jìn)。整個(gè)工程的單幅連續(xù)梁分單“t”掛籃懸臂對(duì)稱澆筑進(jìn)行施工。1#、2#、3#墩為

8、主墩，箱梁懸澆施工做到均衡、對(duì)稱。t構(gòu)施工可分為3個(gè)步驟：第一步是在橋墩建成后，在墩兩側(cè)安裝墩旁托架；第二步是在托架頂安裝底模及平臺(tái)及臨時(shí)支座，進(jìn)行墩頂01號(hào)節(jié)段的施工；第三步是在2號(hào)塊上對(duì)稱安裝懸注掛籃及模板等，逐段澆筑箱梁。2.2墩旁托架箱梁0號(hào)和1號(hào)節(jié)段采用托架現(xiàn)澆。在箱梁1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)墩兩側(cè)分別搭支架（臨時(shí)支墩），0號(hào)和1號(hào)節(jié)段托架拼裝必須保證具有足夠的強(qiáng)度和剛度，為防止支架不均勻沉降導(dǎo)致箱梁混凝土開裂，要求預(yù)壓托架，觀測(cè)變形，待非彈性變形消失后，澆筑0號(hào)和1號(hào)節(jié)段。在0號(hào)、1號(hào)段澆筑時(shí)，應(yīng)注意在底板臨時(shí)支撐柱柱頂采取連接措施，既便于施工受力，也便于竣工后拆除。0號(hào)、1號(hào)節(jié)段混凝土達(dá)

9、到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且齡期不小于79天后，張拉縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，并張拉預(yù)埋在臨時(shí)支墩柱內(nèi)的臨時(shí)錨固鋼束。張拉順序：橫向應(yīng)以先中后邊并對(duì)稱的原則進(jìn)行，縱向應(yīng)以先長(zhǎng)束后短束的原則進(jìn)行。2.3懸澆211號(hào)節(jié)段懸澆前首先要將懸澆掛籃在0號(hào)和1號(hào)節(jié)段上拼裝，懸灌掛籃是沿軌道可以縱向滑移的活動(dòng)懸澆塊的腳手架，在投入使用前，須經(jīng)過壓重試驗(yàn)，確保具有足夠的強(qiáng)度和剛度，減小掛籃非彈性變形；澆筑2號(hào)節(jié)段混凝土，分批張拉節(jié)段懸澆鋼束，錨固在各節(jié)段斷面。每澆完一段，掛籃用倒鏈拉動(dòng)，向前滑移一次，依次完成311號(hào)節(jié)段的施工。懸澆各節(jié)段時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格做到均衡對(duì)稱，掛籃前移時(shí)盡可能同步進(jìn)行。各段箱梁模板可設(shè)計(jì)能共同，外模按高者制

10、作，內(nèi)模用不同組合件組拼，以適應(yīng)梁體變截面的要求。圖2主橋掛藍(lán)懸澆施工2.4邊垮現(xiàn)澆段施工箱梁邊跨（68m及55m跨）的現(xiàn)澆段，采取滿堂式支架澆筑施工。邊跨合攏段施工必須待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，才能張拉箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束。施工步驟如下：1）安裝勁性骨架；2）澆筑合攏段砼前，在邊跨懸臂端加平衡重，其平衡重的最大值為邊跨合攏段砼重量的0.9倍。3）邊澆筑砼邊卸載邊跨懸臂端的平衡重，卸載重量為同期澆注砼重量的0.9倍。4）砼達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉鋼束。張拉順序：橫向應(yīng)以先中后邊并對(duì)稱的原則進(jìn)行，縱向應(yīng)以先長(zhǎng)束后短束的原則進(jìn)行。2.5合攏段施工當(dāng)懸臂澆筑結(jié)束及邊跨現(xiàn)澆段完成后，即可同時(shí)進(jìn)行邊

11、跨和中跨合攏。先用臨時(shí)連接型鋼將現(xiàn)澆段與邊跨懸臂澆筑段臨時(shí)連接或安裝臨時(shí)連接構(gòu)件和中跨澆筑合攏段，再澆筑合攏段混凝土。施工合攏段選擇在當(dāng)日低溫溫差最小而時(shí)間較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行，一般為午夜至凌晨。合攏之前調(diào)整懸臂箱梁兩端高差，對(duì)合籠實(shí)施臨時(shí)鎖定，采取拉、壓、撐方法。一端掛籃前移，將掛籃自重分配到兩懸壁端上，拆除另一端掛籃。在兩懸臂端用水箱加平衡重，其重量為二分之一合攏段自重。灌注完合攏段砼后，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止開裂。當(dāng)砼強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，先張拉縱向預(yù)應(yīng)力束，再?gòu)埨Q向預(yù)應(yīng)力束及頂板橫向預(yù)應(yīng)力束。2.6體系轉(zhuǎn)換體系轉(zhuǎn)換根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，當(dāng)形成3孔連續(xù)梁后，張拉完全部預(yù)應(yīng)力束（筋）并及時(shí)進(jìn)行孔道壓漿，待壓漿

12、強(qiáng)度達(dá)到100%即進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換工作，使連續(xù)梁由臨時(shí)支座受力全部轉(zhuǎn)換為正式支座受力，正式支座以標(biāo)高控制為準(zhǔn)。體系轉(zhuǎn)換以砂箱控制為主要工具手段。懸臂澆注砼梁的質(zhì)量應(yīng)符合公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（jtg f80/1-2004）中表8.7.4.-1的要求。3增江大橋主橋連續(xù)箱梁掛籃懸臂施工質(zhì)量控制3.1預(yù)應(yīng)力的控制預(yù)應(yīng)力筋張拉是預(yù)應(yīng)力硅結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵工序，人為因素影響大，張拉施工的質(zhì)量直接關(guān)系到構(gòu)件的質(zhì)量和安全，對(duì)操作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)和教育使全體參與人員上從思想上進(jìn)一步引起高度重視、技能上更加熟練提高。由于預(yù)應(yīng)力對(duì)于梁的撓度影響較大，所以必須嚴(yán)密控制。關(guān)于預(yù)應(yīng)力的控制主要從預(yù)應(yīng)力的施加過程來分析。施工

13、當(dāng)中預(yù)應(yīng)力是按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑闹祦硎┘拥?，施加的方式采用張拉鋼束來?shí)現(xiàn)，而在張拉過程中，影響預(yù)應(yīng)力實(shí)際效果的因素主要包括:張拉設(shè)備的精度、鋼束彈性模量精度、管道摩阻、錨具的錨固能力等，其中張拉設(shè)備可以通過定期校核來保證精度，鋼束的彈性模量很容易通過實(shí)驗(yàn)確定，因此，它們二者造成的預(yù)應(yīng)力施加誤差可以控制在允許范圍內(nèi)，錨具所造成的誤差可以通過廠家提高錨具的性能來控制，只有管道摩阻需與現(xiàn)場(chǎng)施工情況關(guān)系比較密切，需通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來確定，但即便如此，管道摩阻對(duì)于預(yù)應(yīng)力的實(shí)際施加效果影響相當(dāng)小，所以預(yù)應(yīng)力的誤差控制可以在允許范圍內(nèi)。3.2混凝土彈性模量的控制混凝土的彈性模量是決定梁體變形的一個(gè)重要參數(shù)，并且在

14、梁體分段施工過程內(nèi)，由于現(xiàn)場(chǎng)種種因素的影響，使得同一配合比下攪拌出的混凝土的強(qiáng)度和彈性模量都會(huì)有所變化，因此，為了更準(zhǔn)確地給出下一個(gè)階段梁體的形態(tài)，給出立模標(biāo)高，就必須在施工過程中對(duì)于混凝土彈性模量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，不斷修正模型參數(shù);再者，為了保證施工安全，也要求施工單位在實(shí)施鋼絞線張拉和移動(dòng)掛籃前，必須掌握混凝土強(qiáng)度和彈性模量參數(shù)，所以，施工單位要充分重視現(xiàn)場(chǎng)關(guān)于混凝土參數(shù)的試驗(yàn)。3.3對(duì)拱度的變形滯后現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控因?qū)︻A(yù)應(yīng)力在施加過程中梁體變形的發(fā)展及最終梁體線型、變形量及錨下有效應(yīng)力的大小影響無法確定，只能由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地觀測(cè)得到經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)后定。為減少預(yù)應(yīng)力筋的松弛、有效保護(hù)預(yù)應(yīng)力免除銹蝕，預(yù)應(yīng)力筋張拉后盡快利用灌漿泵將水泥漿壓注到預(yù)應(yīng)力筋孔道中去，時(shí)間間隔差控制在24小時(shí)以內(nèi)，確保鋼鉸線構(gòu)件與硅有效粘結(jié)，減輕梁端錨具的負(fù)荷狀況，避免鋼鉸線滑絲、斷絲;壓漿時(shí)保證漿液的質(zhì)量和性能，并且保證漿液中不含有對(duì)鋼鉸線有侵蝕性的氯化物、硫化物及硝酸鹽等，保證壓漿體密實(shí)、無空隙。4結(jié)語總之，本文結(jié)合增江大橋?qū)嶋H施工情況，對(duì)預(yù)應(yīng)力箱梁施工中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行分析、總結(jié)，從具體的施工工藝角度，提出了控制箱梁