張新平

【摘要】連續(xù)懸梁臂澆筑法在連續(xù)梁施工上發(fā)揮著重要作用也是主要方法之一，我國預應力混凝土連續(xù)梁橋在早年就應用于城市橋梁工程之中，是一種經典的梁式結構體系。它的施工質量直接影響到整體結構的受力懸臂梁施工主要依據對稱平衡原理，利用掛籃作為施工平臺逐段進行連續(xù)梁施工，目前我過斜拉橋設計主要以大跨度、多車道為主。本文通過對懸臂灌筑法進行相關介紹，介紹了這些施工技術的流程及技術要點，并對具體的應用進行實例分析，為后續(xù)連續(xù)梁懸臂澆筑施工創(chuàng)造了條件。

【關鍵詞】懸臂灌筑法；懸臂施工技術；工程概況

一、懸臂灌筑法介紹

懸臂灌筑法又叫做掛籃法。它的方法是：在墩柱兩側使用托架來支撐，一定長度的梁段的灌筑作為起步長度，并把它作為起點，運用這種方法通過掛籃的向前移動，平衡對稱地向兩側逐段灌筑混凝土，在這個過程中給它一定的預應力，來回澆筑，重復多次，每當一段澆筑完成后，等到它達到鋼鉸線位置處后，就向前移動懸臂掛籃，緊接著進行下一步的施工作業(yè)。掛籃懸臂澆筑施工使用少量施工機具設備，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷，掛籃組拼完成后，為了防止實測掛籃本身在加載狀態(tài)下的彈性變形，有效消除掛籃安裝后的塑性變形，需對組拼后的掛籃進行加載預壓。這個過程中可以將整體施工分為四個部分，這四大部分中包括有以下程序：一個是在墩頂托架上澆筑，在墩頂托架上澆筑0號段，對其進行固結，成為固結系統。再者就是在0號段上安裝懸臂個懸臂掛籃。向兩側逐步對稱分段澆筑，直到合攏前段。在梁段與邊敦間的臨時支架上支模澆筑梁段，可以澆筑主梁合攏段。

二、0#段施工技術

1、施工的大致過程。0號段是是施工中具有很大施工難度和復雜性較高的一段，因為0號段在施工中縱向預應力束根數最多，構造較為復雜，管道排布縱橫交錯，所以0#段施工技術占據這重要位置。接下來是其順序，主要流程為：先在0號段預埋牛腿及鋼立柱支立焊接，然后對平牛腿及立柱頂進行放線和調平，同時要加設分配梁，安裝底模及外側模及腹板鋼筋和豎向筋、并安裝小部分側模及倒角模板，在這之后澆注底板鹼并養(yǎng)生，將頂板鋼筋安裝上，橫向、縱向設置管道，然后澆注頂板鹼并養(yǎng)生，再做張拉及壓漿工作，最后轉入下道工序。

2、施工要點。（1）首先在0#段施工時，0號段的管道、鋼筋密集，要用定位鋼筋網片對鋼束管道進行固定，為了掛籃拼裝時能準確就位，要進行預埋筋，為了避免管道移動位置，要對其進行鋼筋骨架和水平鋼筋的點焊接，鋼筋骨架上的定位鋼筋網片要牢固焊接，并保持其有一定間距，混凝土澆筑后采用高壓水管沖洗管道，如果在豎向預應力壓漿孔設在箱梁腹板內側面，要在豎向波紋管上開孔設置注漿孔，并要求用密封膠帶密封。預應力管道與骨架鋼筋出現矛盾時，不要改變管道的位置，要適當對普通鋼筋位置進行移動，為了防止混凝土對管道的沖擊，要封閉并加固側窗，繼續(xù)向上施工。（2）0#塊采用在墩身設置焊接型鋼托架法施工。將支架拼裝好以后，必須按0#段混凝土重量及其它相關施工荷載總重量的1.25倍考慮，在每側桁梁上布置6片分配梁，間距為（4×35+70）cm；分配梁上布設48mm×3.5mm的焊接鋼管，上接可調頂托，利用掛籃底模做底模，在鋼板上安裝橫擔工字鋼后，縱向鋪設工字鋼，間距0.5m，在工字鋼上安裝木排架，在木排架上鋪設0#段底模。（3）當骨架鋼筋于預應力管道位置發(fā)生矛盾時，最主要的是保持管道位置不變，再進行適當的移動，只有這樣調整局部才不會牽動整體。在完成混凝土澆筑后要使用高壓水管對管道進行沖洗，定位鋼筋網片牢固地焊在鋼筋骨架上，鋼束管道位置采用定位鋼筋網片固定，并且為防止管道位置移動，定位鋼筋網片所焊的鋼筋骨架與水平鋼筋采用點焊。

三、梁段懸灌施工

1、施工順序。對掛籃先進行設計、加工掛籃，然后試驗，進入下一懸灌段施工，外模校正，預應力管道安裝，內模、端模安裝，在進行澆筑，然后分別進行豎向預應力筋張拉機壓漿和橫向預應力筋張拉及壓漿工作。梁段混凝土的懸臂灌注應隨溫度變化及運輸和澆注速度做適當調整，控制好坍落度。

2、施工要點。（1）在認真核對了錨頭、鋼筋、人行道及其它預埋件的位置后再繼續(xù)擰混凝土的灌注。要制定線性控制方案，對各階段的立模標高進行確定。在澆注箱梁每個節(jié)段混凝土之前，進行嚴格檢查，做好橫、豎、縱向預應力束管道工作，要對掛籃中線、底模標高，保證鋼筋、錨頭、人行道及其它預埋件的位置，混凝土的灌注為了使掛籃的微小變形大部分實現要從掛籃前端開始，避免新、舊混凝土間產生裂縫。還有就是為了保證箱梁的設計線形，應制定線形控制方案，確定各階段的立模標高。（2）進行全斷面灌注，要按照一定的順序進行灌注：二次灌注，第二次完成剩余部分；三次灌注，第三次進行腹板上承托到頂板的灌注。若能全斷面一次灌注最好，若不能則進行二次灌注。先從掛籃前面開始混凝土的灌注可以防止新、舊混凝土間產生裂縫。箱梁混凝土灌注完成后，為了避免出現漏漿情況對管道造成堵塞，要馬上用通孔器對管道進行檢查。（3）混凝土的灌注宜先從掛籃前端開始，避免新、舊混凝土間產生裂縫，以使掛籃的微小變形大部分實現。

四、合龍段施工

合龍段施工是連續(xù)橋梁整個懸臂澆筑施工中最為關鍵的一步，合龍段施工注意事項有：對于環(huán)境溫度的選擇，梁體對溫度變化的反應對合龍段質量乃至整個連續(xù)梁橋體系受力有很大影響；鎖定合龍口的時機選擇，要求在梁體相對變形最小和溫度變幅最小的時間內；合龍段混凝土澆筑前應合龍段兩側梁端混凝土鑿毛和潤濕，以利于新舊混凝土接合；施工前要制定詳細的施工方案，科學安排，采取穩(wěn)妥的安全措施，確保在要點時間內完成工作內容。合龍段施工質量是整個懸臂澆筑過程施工技術是否達到先進水平的重要標志之一，

五、應用實例分析

1、工程概況。鴨淀水庫連續(xù)梁設計并沒有提供不對稱荷載作用時的支座不平衡彎矩數據，由于臨時支撐與梁體的錨固連接，在連續(xù)梁懸臂施工過程匯中固定支座已不能受力，所以梁體混凝土自重及施工荷載全部由臨時支撐承擔，因此現對橋墩兩側懸臂施工時相對不平衡荷載設定為：移動掛籃時期位移差不超過一個節(jié)段；澆筑混凝土時其重量差不超過1/4節(jié)段?，F階段設計計算過程主要是以手算為主，最后的結果以電算來復核。主要是因為手算采用簡支梁模式，相反電算按實際連接狀態(tài)以剛性連接建模，支點為對稱0號節(jié)段中軸線的兩側臨時支撐，初步擬定運用鋼管混凝土支撐柱與鋼管支撐柱，其中鋼管混凝土支撐柱采用直徑800mm，壁厚為10mm的鋼管，內填充帶有C30混凝土；鋼管支撐柱，直徑為600mm，壁厚為10mm。

2、考慮施工荷載驗算。在施工中，發(fā)生掛籃連帶混凝土墜落事故，是沒有做好掛籃錨固的緣故，這是屬于施工單位的特殊事件，為防止倒塌造成損失嚴重，要進行載荷驗算，重新驗算最不利的傾覆彎矩是否會產生拉應力。采用此種結構的臨時支撐，在任何情況下都不會出現拉應力，無需設置預應力抗拉鋼筋。但對支撐的抗壓強度要求很高，且在鋼管兩端與承臺和梁底接觸處需配制與鋼管等強度的抗壓鋼筋。

3、強度驗算。其中受力最大的支撐截面由φ800×10mm鋼管填充C30混凝土組成。鋼管采用Q235，強度設計值f=215N/mm2，C30混凝土強度設計值fc=13.8N/mm2。假設臨時支撐為軸心受壓桿件。鋼管承壓面積248cm2，換算混凝土承壓面積為248×215/13.8=3863cm2，混凝土承壓面積4778cm2，兩項合計，總承壓面積為：A=3863+4778=8641cm2.則臨時支撐的混凝土所受最大壓應力為：σ1=Nmax/A=5267.84×103/（8641×102）=6.09Mpa4、臨時支撐承壓鋼筋計算。在鋼管兩端與梁底及承臺接觸處，需要配置與鋼管等強度的抗壓鋼筋，以保證梁底與承臺混凝土不被壓壞。考慮采用HRBФ25螺紋鋼，材料屬性為：截面面積A=490.9mm2，標準強度設計值為300N/mm2，單根力=490.9×300/1000=147kN。臨時支撐鋼管截面積248cm2，能所承受的壓力為248×102×215/1000=5332kN，每根鋼管支撐需要配置HRBФ25螺紋鋼筋根數為：5332÷147=36（根）

5、鋼筋錨固長度計算。鋼筋的錨固長度按《混凝土結構設計規(guī)范》的規(guī)定計算，普通鋼筋：La=a（fy/ft）d式中fy—普通鋼筋的抗拉強度，ft—混凝土軸心抗拉強度設計值，當混凝土強度等級高于C60時，按C60取值；HRB鋼筋為280Mpa；d—鋼筋直徑；光面鋼筋a=0.16，帶肋鋼筋a=0.14）。La=a（fy/ft）d=0.14×（280/1.39）×25La=705mm所以HRBФ25螺紋鋼筋錨固長度為0.705m，則每根鋼筋最小長度為2×0.705=1.41m。為確保安全，鋼筋錨固長度盡可能長一些，以不露出梁體底板為原則。0號塊底板厚0.8～1.0m，所以錨固鋼筋錨固長度取0.8m，則每根錨固鋼筋總長度為2×0.8=1.6m。鋼筋平面位置沿鋼管邊緣環(huán)形布置。

6、Midascivil建模復核驗算。根據以上設定的特殊荷載及臨時支撐的布置，采用Midascivil建模，連接的邊界條件按剛結點設置，計算單位為kN（力）、m（長度），結構自重按1.1系數加載。在模型計算過程中，將鋼管混凝土中的C30混凝土換算成Q235鋼材。經建模分析，鋼管混凝土和鋼管臨時支撐最大壓應力為91Mpa，小于鋼管強度設計值f=215MPa，驗算滿足設計要求，結構安全。通過觀察該橋的具體情況，考慮在施工過程中影響橋梁結構內力和線形的原因有以下幾種情況：澆筑時的立模標高、主梁和支架變形、預應力鋼束張拉、系統溫度、梯度溫度、橋梁施工臨時荷載的誤差等。當上述因素不能及時識別引起控制目標偏離的真正原因時，必然會導致引起誤差積累，在以后階段的施工中采用錯誤的糾偏措施。所以，施工控制是大跨徑連續(xù)梁橋懸臂法施工過程中不可缺少的工序。因此我們要對實際監(jiān)測數據對設計參數進行估計、分析，確保橋梁受力和橋梁線型盡量與理想的設計狀態(tài)一致，指導和控制結構計算，實現結構成型，進行安全的施工運營。

六、結束語

跨鴨店水庫連續(xù)梁懸臂施工技術的應用，建立起了一個建筑史上的一個新起點，有里程碑的作用，據此我國的連續(xù)梁懸臂施工技術將得到廣泛的應用，造福于更多的人，為社會的穩(wěn)定和國家的發(fā)展提供了一個更為廣闊的空間。