浅谈不对称悬臂连续箱梁桥施工

马自勇

摘 要：悬臂施工法是在桥墩两侧趋近平衡逐段同步悬臂完成：挂篮前移、模板前移安装、钢筋及预应力管道安装、砼浇筑、预应力张拉压浆等工作，形成受力结构的T型刚构，经过合拢、体系转换形成连续梁结构。

关键词：悬浇梁段；预施应力；锁定合拢；连续梁桥

中图分类号：U445.46 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）06-0107-02

1 工程概况

某铁路大圆里大桥52+112+64连续箱梁桥为悬臂不对称、变高度、变截面连续梁，箱梁为单箱单室三向预应力结构。顶宽9.2m，底宽6.7m，中支点梁高8.2m，跨中合拢段梁高4.8米，跨端梁高5.8m（52m跨）4.8m（64m跨）。全桥节段布置：13+···+1+0（1号墩）+1a+···+13a+合拢段+13b+···+1b+0（2号墩）+1c+···+13c+合拢段+15c+16c。砼.级别C50。悬浇梁段，合拢顺序先边跨后中跨，经体系转换形成连续梁桥。

2 不对称T构悬浇梁段的施工方法

（1）对于不对称的T刚构采取施工压重的方法使悬臂对称平衡。由于52m跨箱梁节段的高度、截面厚度、及重量不同于（大部分大于）对应的另一悬臂端的节段，随着节段的增加施工压重也随之调整，施工压重具有动态性。施工压重的布置：浇筑4a节段，3a节段压重20t；浇筑5a节段，4a节段压重20t；浇筑6a节段，5a节段压重25t；浇筑7a节段，6a节段压重25t；浇筑8a节段，7a节段压重25t；浇筑9a节段，压重撤除。

（2）11、11a节段完成悬臂浇筑、张拉压浆后暂停悬臂浇筑，待52m跨12、13节段支架现浇完成，释放0号墩支座锁定，单边悬臂浇筑12a、13a节段。

（3）在1号墩临时支座中预埋测力装置，跟踪监测。根据反力数据调整施工压重。

3 悬浇梁段施工工艺

悬臂浇筑挂篮采用平行弦主梁。挂篮设计荷载200t，自重75t。全桥配置4套挂篮，两个T构同步对称施工。

3.1 悬浇梁段施工工艺流程

0号块施工→挂篮拼装→模板安装、钢筋预应力管道安装、浇筑1、1a（1b、1c）混凝土、预应力张拉压浆→挂篮、模板前移→逐段施工中间阶段。

3.2 挂篮施工

3.2.1 挂篮的拼装程序

前后支座（下滑道）→挂篮主桁→主桁连接系→后锚梁→后锚带→中横梁→后吊带→前上横梁→前吊带→底模纵横梁、底模→外模→内模。

3.2.2 挂篮的荷载试验

荷载试验的目的是为检验挂篮的承载力和变形值，试验时分别测量主梁前端挠度和底模前端的挠度，在挂篮满负荷作用下，底模前端挠度不大于30mm为合格，并以实测的挠度值作为悬浇梁段时设置预拱度的依据。试验荷载为设计荷载的1.2倍。测量各测点的标高，检查后锚系统、吊挂系统、前支点以及挂篮各部件的受力情况。核算挠度值。

3.2.3 挂篮施工受力分析

（1）1号节段砼浇筑时挂篮受力分析。

（F+2.5/2）×3.3=11/2×1.5+（100/2+4.5/2）×5

F=269.75/3.3-1.7=82.6t

1）每个后锚吊带受力82.6/2=41.3t.

2）每个前支腿受力R=82.6+2.5+4/2+100/4+11/2+100/2+4.5/2=170t

（2）内导梁浇筑砼时、前移时受力分析。

砼浇筑时：内顶模自重3t，砼重5.2/2×0.5×4×2.6=13.52t

q=（3+13.52）/4=4.13t/m=41.3kg/cm

q=1.2×41.3=49.56kg/cm

W=M/σ=（1/8×49.56×5002）/1700=911cm3

前移走行时：内顶模自重3t，跨距10m

q=3000/400×1.2=9kg/cm

W=M/σ=（1/8×9×10002）/1700=661cm3

选截面2[32475×2=950cm3满足要求。

3.3 钢筋、预应力管道及预埋件的安装

钢筋施工顺序：底板下层网片、底板管道定位网片、底板上层网片→腹板的竖向及纵向钢筋→底板波纹管→底板上层网片→底板竖向预应力管道→腹板纵向波纹管→顶板下层钢筋→顶板纵横向波纹管→顶板上层钢筋→预埋件、孔。

波纹管按每一节段长度下料，并注意箱梁节段端头波纹管伸出长度0.2m和0.4m交错布置，以便节段接长，管道每隔20—40m设置一个压浆观察孔，曲线的最高点或拐点处设置观察孔，管道定位必须准确牢固，管道轴线必须与垫板垂直，定位钢筋设置间距直线段50cm，曲线段25cm，防止混凝土浇筑时管道上浮。竖向预应力筋管道采用两个串联一组中间设置联通管形成U型通路。

3.4 混凝土浇筑

箱梁节段的浇筑采用汽車泵泵送，T构梁段平衡浇筑，连续进行。浇筑顺序先底板腹板后顶板，浇筑底板由低处向高处、由外侧向中间进行，浇筑腹板采用水平分层浇筑、振捣，层厚不大于30cm，浇筑顶板采用由外向内（横向）、顺桥向由两侧向中间（中线）合拢。混凝土振捣划定区域专人负责，防止漏振，保证混凝土振捣密实，并注意避让预应力管道。浇筑腹板时，混凝土易沿下梗肋翻出底板，下料、振捣注意谨慎操作。

3.5 砼养护

一般季节土工布覆盖洒水养护，冬季气温低于5℃时，采用热风包加热，棉篷布包盖保温。

3.6 预应力张拉、压浆

钢绞线的下料长度按设计图并考虑千斤顶张拉端的工作长度，下料由砂轮切割机切断。穿束用穿束套使钢绞线束与卷扬机钢丝绳连接整束拖拉。

砼强度达到设计强度的80%龄期不少于三天后，进行预应力束张拉。

张拉顺序：纵向→竖向→横向。纵向：先长束后短束；横竖向：由墩顶向合拢段方向。

张拉工艺流程：0→10%σk（测量伸长量、记录）→20%σk（测量伸长量、记录）→100%σk（持荷5分钟）→补张σk（（测量伸长量、记录，伸长量核对）→锚固。

预应力在张拉完成后及时进行封锚、压浆工作，压浆顺序先下后上均匀进行。压浆采用真空辅助压浆工艺，同一管道的压浆连续进行一次完成，保证密实。

4 合拢段的施工、体系转换

（1）合拢顺序：为了减小温度应力对箱梁和桥墩的影响，采用了先边跨后中跨的合拢顺序。

温度应力分析：柱墩跨距112m，边跨跨距64m，温差按15℃考虑，截面面积13.72m2

中跨升温砼伸长量Δ1=0.00001×112×15=0.0168m

顶撑力F1===72030KN

根据计算温度应力引起的力较大，由于1号墩为固定支座2号墩临时支座的解除采用线切割，在低温时段难以完成，而边跨墩释放支座快捷，这样先合拢边跨，解除2号临时支座，边跨形成∏形式，释放了温度应力。因此合拢顺序先边跨后中跨为合理选择。

（2）合拢段约束锁定。悬浇梁段合拢段的约束锁定目的是消除温差、砼徐变等对合拢段的尺寸及砼凝固的影响。

本桥约束锁定采用体外钢支撑。

安装钢支撑选在气温最低条件下进行，钢支撑的轴线与梁中线平行，两侧的钢支撑与梁中线等距对称以免偏心受力。钢支撑安装完成后箱梁的底板、顶板各临时张拉2束纵向预应力束，每束张拉力500KN。

边跨约束锁定完成后，及时释放3号墩临时支座。

（3）合拢段的钢筋预应力管道安装、砼浇筑。钢筋预应力管道安装按照中间梁段的方法安装。砼级别比梁段提高一个等级并要求早强，采用微膨胀砼。砼浇筑选择在气温较低的条件下进行，浇筑时间在4小时内完成。合拢段钢筋预应力管道密集，砼下料、振捣谨慎操作，不得碰及预应力管道和钢支撑，不能漏振欠振和过振。进行收光抹平。及时进行砼覆盖洒水养护。

（4）预应力张拉。砼达到设计强度时，边跨补拉约束锁定时的临时预应力束到设计张拉力，拆除钢支撑。张拉设计要求的14束预应力束。中跨补拉约束锁定时的临时预应力束到设计张拉力，拆除钢支撑、挂篮，及现浇支架脱离，按先底板后顶板，同一截面先邊束后中束左右对称进行张拉剩余的边跨预应力束，再张拉跨中剩余的预应力束。完成箱梁的张拉压浆工作。

5 结语

对于悬臂浇筑连续箱梁，由于地形、曲线等客观条件的制约，可能有不等跨、不对称的情况，只要科学管理，精心施工，顺利合拢完成。显示出悬浇连续梁跨度大、跨越能力强、便于施工的优越性。