连续梁挂篮悬灌技术应用范文

【摘要】本文讲述了连续梁挂蓝悬灌法在莲花岗大桥中的应用

【关键词】莲花岗大桥连续梁挂蓝悬灌法施工、

一、工程概况

莲花岗大桥位于福建省福鼎市，属山丘区，为跨越一山谷和一水泥路而设,河道在桥址处较顺直，设计流量884.6m3/h，设计水位21.75m。该桥位于线路的曲线段，起止里程为DK96+666.27～DK96+389.72，全桥长为224.45m，为国家Ⅰ级双线电气化干线铁路桥。孔位布置:1-32m简支箱梁+(40+64+40)m连续梁+1-32m简支箱梁，下部采用钻孔桩基础，温州台及福州台桩径为1.25m，1#、2#、3#、4#墩桩径为1.5m，温州台及福州台承台厚2.0m，1#、2#、3#、4#墩承台厚3.0m，桥墩采用双线圆端形桥墩，标准断面为8.0×3.2米，桥面铺装道渣层。由于最大跨度达到64米，所以本桥在施工中采用连续梁挂蓝悬灌法施工。

二、悬臂灌注施工方案

1、悬灌施工概况

莲花岗大桥（40+64+40）m连续梁采用悬臂灌注法施工，墩顶0号块支架现浇，墩身与0号块做临时支墩固结后进行悬灌施工，悬臂节段使用菱形挂篮悬灌，边跨直线段支架现浇，两主墩旁设立塔吊进行挂篮拼装和拆除并解决材料机具的提升运输，墩侧搭设人员上下平台通道，钢筋现场绑扎，混凝土采用自动计量集中拌合站拌合，搅拌运输车运输，混凝土输送泵泵送入模。

2、现场组织机构及总体策划

悬灌施工由桥梁队负责实施，两个T构安排两个作业组分别施工。用于梁部悬灌的主要机械设备见“悬灌施工主要机械设备配备表”，每班组配置约60人。

悬灌施工主要机械设备配备表

序号设备名称型号产地数量

1悬灌施工挂篮单个80t4套

2塔式起重机GT80成都建机2台

3张拉千斤顶YCW350柳州工程机械厂4台

4电动油泵ZB4-500柳州工程机械厂4台

5混凝土搅拌站BCM60镇江1套

6混凝土输送泵HBT60湖南三一重工1台

7混凝土搅拌运输车CWB520HML日本尼桑3台

8变压器500KVA洛阳1台

9钢筋加工设备1套

施工顺序：桥梁下部结构完成后，先设置临时支墩进行墩顶0号节段施工，然后用挂篮进行悬灌节段施工，根据计划适时进行边跨直线段的施工，最后进行边跨和中跨合拢段施工，拆除临时支墩完成体系转换。施工速度：0号段支架搭设和浇注60天，挂篮拼装就位试压60天，正常节段施工按10天/1节段，边跨直线段60天，合拢段及挂篮拆除60天。

三、悬灌施工主要方法及工艺要点

悬灌施工主要方法：

1、变截面连续箱梁的工艺流程示意图：

2、主墩及0号块的施工要点与工艺

1)施工测量

a.除各个墩台身的工程测量应符合设计整桥的纵横轴线外，另在两桥台外侧各20～30m以外搭设测量纵轴的测量高台或高架，其高程应考虑桥梁的拱度，悬浇挂篮的高度不能影响仪器的视线（需能直接照准桥面的测点或特制的观测架，测量仪器最好用全站测量仪）。

b.高程测量方面应在桥梁两端（河两岸）及桥梁两侧设4个半永久性水准点，水准点的位置需能照顾到全桥，每周与现场的保护很好的临时工地水准基点作一次闭启较正。

c.墩帽开始浇筑起，对墩身、墩顶、梁身支座垫石及0号块上、下高程均须逐步仔细观测，各点误差应在5mm以内，不得有累积差；支座垫石的高差应不超出1mm，同墩上的支座垫石相对误差应小于0.5mm，不能达此要求须仔细加工处理。

d.在施工过程中，对已悬浇的节段，在天气温度变化不大同时又无日照影响的期间（最好在早晨太阳未出来前一短段时间内）作一次已完成的悬浇节段的检测，以此结果与设计数据进行对比，检查已浇块件有无误差，以便更正。

e.0号块件的轴线点与四角点的方位与高程，是后期悬浇进程的准绳，因此要求各相应点的误差应在2～3mm以内，以防后期出现问题不便纠正。

2)悬臂浇筑的施工要点及工艺

a.支座垫石与设计的支座，在墩顶浇筑并达到预期强度，墩顶部位的支座垫石，为了支座能灵活的起到其应有的作用，支座垫石的混凝土强度比墩身混凝土强度要高，预留有支座上平高程要用精密水准仪观测，支座平面，四角高差应不大于0.5mm，如有超出的误差，应用磨石机加工使之达到要求。

b.墩顶0号块件临时垫块，垫块与墩顶及0号块该处底板须用塑料薄膜隔开，以便拆除。其厚度应与0号块件底板相平。为了便于拆除，可在垫块中部加一层硫磺胶泥垫块内埋电阻丝以便拆除时通电熔化。以便拆除临时垫块。

c.根据施工需要，在吊装块件需要与墩身结在一起，一般均用预应力方法在0号块前后两端用预应力张拉力方法使之达到上述目的。预应力钢筋或群锚钢绞线均在末端作锚头埋于承台中。其上部用埋设管道方法直到0号块顶部，再通过千斤顶按计算压力张拉钢丝束，以使0号块与墩身连成整体，保证悬拼施工安全。钢丝束的数量根据施工阶段可能产生最大不平衡弯矩计算，待整桥转换结构体系后再放开上锚头拆除。

d.0号块件在支模及浇筑混凝土过程中，对块件的纵横轴应严格校对，前后边线位置及四角高程均应反复测量，以免发生失误造成严重的质量事故。

3)施工方法：

a.菱形型钢挂篮，是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来，其上部结构为菱形，前后伸出两伸臂小梁作为底模挂篮平台和侧模的滑道，在菱形结构后端锚结固于已浇的箱梁顶板上以代替平衡重，前端伸出部分作为张拉平台的悬吊设施，如此其结构简单，自重减轻。

b.悬浇法挂篮施工工艺流程：按滑动斜拉式挂篮的施工工艺顺序。

3、1号块件施工

1)0号箱梁段施工完成后，两端1号箱梁段位置同时开始组装挂篮。首先吊装主导梁并锚固，随即安装前后横梁、斜拉梁及联结系统。

2)通过前后横梁利用吊链起吊前后底横梁，并悬挂固定于前后上横梁上。用吊车和吊链配合安装底纵梁及模板。

3)吊装外侧模板。

4)安装固定剪力销。

5)安装内外侧斜拉带。

6)调整方位，对称张拉带使之受力均匀。

7)绑钢筋，立内模。

8)两侧1号箱梁段同时浇筑混凝土并养护。

9)张拉预应力钢丝束、灌浆。

4、2号块件施工

1)拆除斜拉带。

2)拆除底后横梁在0号箱梁底板上的后锚固点及剪力销。

3)拆除内侧模板，放松外模板。

4)放松前后横梁吊带，使底侧模板整体下落脱模。

5)主墩两端分别同时用千斤顶顶推挂篮整体移至2号箱梁段位置就位。

6)挂篮前移就位后，立外模板。

7)拉紧前后吊带，固定底后横梁并安装剪力销。

8)安装斜拉带，并按计算好的施工高程对称拉紧。

9)绑钢筋、支内模板，浇筑混凝土。

10)张拉预应力钢筋束、灌浆。

下拉式挂篮示意图

5、梁块件如此往复循环施工直至跨中。

6、施工工艺要求及注意事项：

1)端跨的施工工艺：端跨为就地现浇梁段，施工采用满常红支架法，由于它与悬挂浇筑法相连，故对支架的牢固及可能发生的下沉量应特别注意，对普通基础在支架完成后应以混凝土箱梁重量1.2倍进行预压，预压时间应不少于3天，以保证就地浇筑的箱梁段高程与设计要求相符。

2)注意事项：在浇筑端跨梁段前，应考虑到该段箱梁在施加预应力张拉时，箱梁身有微量向主墩侧移动的倾向，为了保证该段箱梁梁身能均匀的受到预压力，箱梁底板下面主支架接触部加一层磨擦力系数小的滑动设施或释放支架的纵向约束，以使该段箱梁能自由滑移。

7、施工控制

1)高程控制

为保证箱形连续结构在跨中正确位置合拢，符合设计竖曲线高程要求，各箱梁段施工中间的梁端的高程控制是施工中关键问题之一。各节段施工高程受以下四个因素控制：一是各箱梁段在自重作用之下产生的挠度应符合设计要求，因而各箱梁段浇筑混凝土量应与设计要求相符；二是各节段加预应力的大小误差应在设计要求范围内，同时要注意不要发生同号的累积差；三是各节段在挂篮及施工机具重量要严格控制，不宜忽大忽小；四是各节段原设计的竖曲线标高要逐日在温度平均时进行检查，并同设计要求进行核对。

2)悬臂箱梁段挂篮施工控制

悬臂箱梁的施工，主跨与边跨应同时对称施工，要求主墩两侧箱梁施工位置，挂篮停放位置，钢筋、混凝土浇筑等各施工工序必须同步一致，对可能产生的施工工序时间差误差造成的不平衡力矩必须控制在主墩固结及抗不平衡措施所能够提供的抗不平衡力矩范围之内，以确保悬臂挂篮浇筑混凝土施工工艺的安全稳定。

质量要求与允许偏差：

项次检查项目允许偏差检查方法和频率

1混凝土强度（Mpa）在合格标准内GBJ-107-87检查

2轴线偏位（mm）10用经纬仪检查每跨5处

3顶面高程(mm)±10用水准仪检查，每跨5处

悬灌施工工艺要点：

1、临时支座安装

为承受悬臂施工中临时T构梁重量及不平衡弯矩，在其墩顶支撑垫石两侧分别对称设置4个临时支座。临时支座采用C50级砼灌注，顺桥向靠外侧分别设置两排Φ25Ⅳ级精轧螺纹钢筋，上下端分别锚固于梁体及墩身内。为便于合拢时拆除临时支座，在临时支座中间设置一层6cm厚硫磺砂浆间隔层，并在其中预埋电阻丝。拆除临时支座时，在临时支座与永久支座间设隔热层，然后向电阻丝通电使硫磺砂浆熔化，拆除临时支座。

2、0#块及边跨直线段施工

0#块及边跨直线段均在支架上现浇。支架搭好以后先进行超载预压，消除支架非弹性。

3、挂篮的制作、试装配与测试

挂篮比较常见的是三角形和菱形挂篮。各构件连接方式以焊接和销接为主，因此挂篮制做完成后要对重要构件的焊缝进行探伤。菱形挂篮构造见《菱形挂篮示意图》。

挂篮主桁承载力及变形试验图

挂篮挂篮各构件制做完毕后，在加工场地要进行试装配，以保证挂篮在施工现场能顺利组装。挂篮出厂前，要对主桁架进行承载力和变形试验。试验在平整的场地上进行，采用两个主桁对拉的方式，分级加载，最大加载为最大使用荷载的1.3倍。同时要求挂篮下挠最大值为2cm。挂篮主桁承载力及变形试验见《挂篮主桁承载力及变形试验图》。

4、挂篮悬臂灌注

当底模、外模随桁架向前移动就位后，分别安装箱梁梁段底板和腹板钢筋，并安装纵向预应力钢筋管道以及竖向预应力筋和管道。将内模架从已灌梁段箱体内拖出，待内模安装完毕，再绑扎安装顶板钢筋以及安装横向预应力筋和管道，然后灌注梁段砼。经养生增强，进行新浇筑梁段预应力筋的张拉和管道压浆作业，随后，挂篮再向前移动，进行下一梁段的施工。如此循环，直至所有的梁段悬灌完成。

5、合拢段施工

合拢是连续梁施工和体系转换的重要环节，合拢施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体线形，控制合拢段的施工误差。合拢段砼施工尽量避免昼夜温差的影响，并特别注意控制浇注合拢段砼时的温度（20℃～22℃）。砼浇注时间控制在2×3小时内。合拢段施工利用挂篮悬吊法施工，悬吊梁采用2[50，吊杆利用Φ32精轧螺纹钢，浇注前按设计要求安装好合拢段劲性骨架，并在悬臂端予加压重，同时在浇筑过程中逐步拆除，使悬臂挠度保持稳定。

6、体系转换

连续梁分段悬浇过程中，各独立T构的梁体处于负弯距受力状态，随着各T构的依次合拢，梁体也依次转化为成桥状态的正负弯距交替分布形式。这一转化就是连续梁的体系转换。因此，连续梁悬浇的过程就是其体系转换的过程，就是悬浇时施行临时支墩固结、各T构的合拢、临时支墩固结适时的解除、预应力筋的分批依次张拉的过程。

7、预应力施工

箱梁一般采用纵、横、竖三向预应力体系。预应力筋、夹片及锚具均要安试验规程进行检验，千斤顶使用前要进行校核和标定。预应力筋张拉前，须提出施工梁段砼的强度试验报告。当砼的强度达到设计强度的90%以上后，方可施加预应力。张拉时用应力指标控制张拉，以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内，否则查明原因采取相应措施处理后才能继续张拉。预应力钢束张拉过程中，按《铁路桥涵施工规范》的要求认真执行，除横向预应力束单端张拉外，纵向预应力束均采用两端同时张拉，对称进行。张拉程序为0→0.1σk→1.05σk(持荷5min)→σk(锚固)。预应力束张拉完成后要尽早进行管道压浆，为保证压浆质量应优先采用真空辅助压浆工艺。

8、连续梁竖向线性控制

首先确定立模标高，箱梁悬灌的各节段立模标高按下式确定

H1=H0+fi+(×fi预)+f篮+fx

式中H1—待浇段箱梁底板前端处挂篮底模板标高(张拉后)；

H0—该点设计标高；

fi—本施工段及以后浇筑的各段对该点挠度的影响值，该值由设计图纸提供，实测后进行修正，按经验修正系数为0.5～0.9；

fi预—本施工段顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值，由设计图纸提供，但需实测后进行修正，据经验本桥的修正系数为0.8～1.0；

f篮—挂篮弹性变形对该灌注段的影响值，由挂篮结构和构造决定，本桥由挂篮静载试验实测获得为20mm；

fx—由砼的徐变、收缩、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等影响产生的挠度计算值，其中徐变、收缩值可按1个月内完成的节段考虑。

为保证箱梁轴线、高程的施工精度，及时准确地控制和调整施工中发生的偏差值，测量工作必须有一套严格的程序作为保证。

四、结束语

经过紧张的施工，莲花岗大桥在2008年10月施工完毕。莲花岗大桥线形美观，受力合理，竣工验收质量评为优良。莲花岗大桥使用挂蓝设计简单，加工制作方便，不用架设轨道，灌注一次成型，移动灵活，阶段施工快，从而大大的提高了施工进度，节约了施工成本。