分析悬浇箱梁施工中常见问题-桥梁

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摘要：悬臂浇筑施工方法，整个施工过程是一个结构逐渐形成，线形、应力不断变化的过程。由于施工条件的变化、混凝土收缩徐变、制作误差、施工临时荷载、挂篮定位及变形、预应力束张拉、量测误差和环境干扰等因素必将使结构实际状态偏离设计状态。施工中为了保证结构安全，需要对桥梁的施工质量和运营状态起到必要的重视并采取合理的措施进行防控。

关键词：桥梁工程悬臂浇筑施工

1、 悬浇箱梁施工中存在的主要问题分析

1连续梁桥存在体系转换多的问题；

2其最大跨径受支座最大吨位的限制，支座与桥梁使用寿命不匹配，使支座养护和更换困难，永久支座取代临时支座的运用不合理；

3箱梁截面局部温差，混凝土收缩、徐变及预加应力均会在结构中产生附加内力，增加了设计计算的复杂性；

4预应力混凝土连续箱梁结构裂缝的发生；

5悬臂浇筑挂篮施工时的支撑临时锚固，在以墩身和混凝土立柱作为承重结构的时候选择了预压处理；

6悬臂箱梁的施工挠度控制不合理；

7悬臂浇筑混凝土采用二次浇注；

8伸缩缝的设计不合理。

2、 悬臂浇筑施工问题处理对策分析

2.1 结构体系转换方面

体系转换是一个十分重要的环节。悬臂施工结束后，悬臂端在温度变化、日照、风力等影响下会发生纵向伸缩、竖向挠曲及水平向偏移变形。在合拢段预应力钢束张拉之前，尤其是混凝土浇注初期这些变形可能导致混凝土开裂，体系转换的施工工艺应保证合拢过程中适应这些变形，才能避免裂缝出现。

2.2 支座方面

利用永久支座来取代临时支座。一般情况下，在桥梁设计中，许多设计师喜欢设计临时支座。桥梁是由桩基、承台、桥墩、支座、梁段构成，支座与桥梁的连接是铰接。铰接是可以活动的设计图中采取临时固结构造，变铰接为刚结构，让承台支座暂时不受力。临时固结构造是因主墩的形状而异：有的把支座设在主墩上，直接与梁接触，并在桥墩面四周浇筑混凝土，顶牢箱梁底部。有的把支座设在主桥墩下，上下承台之间，承台支座四周增设四个钢箱临时支座，待桥竣工后拆除，恢复永久支座的铰接作用。

鉴于临时支座阻碍混凝土立柱作用的发挥，临时支座中设置的普通钢筋抵抗偏载弯矩的力臂远小于钢绞线的力臂，建议将产生偏载弯矩的可能性适当提高，如采用悬浇段体积差±3%，在浇段进度差为一块底板重，风力及梁面堆载等取悬浇段末端增加10吨集中力，按永久支座参与抵抗偏载弯矩的提式进行计算，并考虑挂篮整体脱落事故发生时的安全。永久支座具备承担浇筑时的偏载弯矩，可以取代临时支座。但在支座安装时，对支座高度必须四角丈量，将其虚高于标准高度部分露与底板面之上，并割除其在运输中防脱落的连接钢板，在浇筑0#块混凝土时尽量消除其两个支座不等量的非弹性变形，以抵消下沉量（约1cm）， 防止底板开裂，竖向钢绞线应尽量减少，以各测留两束为宜，初张拉约500kg，并在底板顶部增设混凝土小梁。

2.3 裂缝方面

贴钢法加固桥梁一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋或玻璃钢等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面，使之与结构形成整体，从而起到提高构件抗弯、抗剪能力，以及限制裂缝扩展的效果。该加固方法具有施工简便，粘钢所占空间小，不减小桥梁净空，加固施工周期短，消耗材料少，粘贴加固部位、范围与强度可视设计构造需要灵活设置等优点，并可在不影响或少影响交通的情况下施工。

外包混凝土加固法又称加大截面加固法，它是增大构件的截面和配筋，以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性，也可用来修补裂缝，梁式桥和拱式桥等旧桥均可采用该方法加固。

采用化学灌浆修补混凝土结构所出现的裂缝，能恢复结构的整体性和使用功能，已是国内外桥梁维修加固中广范应用的技术。但对于结构承载力不足引起的裂缝除采用化学灌浆修补法处理外，尚应采取其它相应的加固补强措施去提高桥梁的承载力，否则桥梁仍然会产生裂缝甚至更为严重的病害。

2.4 临时锚固预压方面

悬臂浇筑挂篮施工时要求支撑临时锚固，如以墩身和混凝土立柱作为承重结构，可以不预压。鉴于主墩墩身为永久结构，不存在预压的问题，混凝土立柱的压缩变形可以通过施工打压时计算出承载力，其间隙可以估算，以每间隙0.5-0.7m 来设预抛高。箱梁纵向悬出部分依靠混凝土立柱设置钢斜撑。通过对混凝土立柱采取的稳定措施来实现悬浇受力支撑，因此预压没有实际意义，可以不预压。

2.5 挠度控制方面

桥梁悬臂施工中，悬臂每一浇梁段预拱度的合理设置，是保证跨径内将要合拢的两个悬臂端顺利合拢的关键，其计算与控制的难点是怎样选取合适的参数，特别是混凝土的徐变系数和弹性模量。需要测定、查阅的各参数有：挂篮自重、模板重量、挂篮的变形值、施工人员重力(近似按2000KN／m2)、施工机具、箱梁混凝土容重和弹性模量、混凝土的收缩与徐变系数、温度等。施工中根据现场测定的各项参数会同设计重新计算箱梁节段的预拱度，作为施工挠度控制的依据。施工根据预拱度及设计标高，测量确定待灌梁段的立模标高，之后再观测每个节段施工中混凝土浇注后、预应力张拉前后、挂篮前移就位后4种工况下悬臂的挠度变化情况。每节段施工后，整理出挠度曲线进行分析，及时准确控制和调整施工中发生的偏差值。合拢前相接的最后2、3个节段在立模时进行联测，以保证合拢精度。

2.6 合拢施工方面

合拢段施工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．合拢段的施工偏差要尽量小。如何控制好合拢段的施工偏差，笔者认为合拢的顺序和临时锁定的设计和施工至关重要。

合拢施工顺序一般采用逐孔合拢、多孔一次合拢或分段合拢的方式，施工时对称进行先边跨合拢，后次中跨，最后中跨。逐孔合拢适用于全桥对称且固定支座设置在中间墩，最后固定支座两侧一次合拢：多孔一次合拢从理论上分析受力合理，但由于各结构存在着不同龄期差，在加上混凝土的不均匀性、施工偏差和温差效应的影响可能导致局部薄弱环节存在难以估计的隐患，而且对施工要求较高，一次投入较大，一般不宜采用；分段合拢对于全桥设计为非对称结构或固定支座设置较多桥梁结构是适宜的。

2.7 混凝土浇筑方面

箱梁混凝土浇筑不得采取二次浇筑，必须一次完成。其顺序一般为底板-腹板-顶板，应特别注意的是腹板底部的底板部分必须直接下料，所浇层次应严格水平分层，层厚以30 公分为宜，才能保证规范振捣。不管是什么层次浇筑，均不允许出现泌水现象。顶板磨平机磨平后，不宜采用人工拉毛，应进行收光技术处理，才能保证面层达到设计强度。

2.8 伸缩缝方面

现全球性的气候异常和新材料的使用，混凝土的徐变、收缩和温差效应的难确定性直接导致伸缩缝设计时很难准确估算，特别是多跨连续体系桥梁伸缩缝，设计要建立在充分调研的基础上进行，同时要加快开发大变形量伸缩缝材料和大位移橡胶支座。设计时多使用一些固定支座也是很必要的。施工方面主要是安装伸缩缝装置，在切除已旆工路面时，不要简单的切除伸缩缝装置安装空间，多切除30-50cm，容易保证二次浇筑质量。

结语

由于大变形量收缩缝和大位移橡胶支座的开发和利用，以及对混凝土收缩徐变、连续梁合拢及体系转换内力、纵向制动力分配、预拱度及施工变形控制等问题认识的深化，多跨预应力混凝土连续箱梁桥在我国已有很大的发展，连续梁一联总跨数和总长度有了很大的突破，但它们的结构体系转换、受力情况和线形调整控制是复杂的，这就对设计和施工各方面提出很高的要求。

参考文献：

1、田武平，周思锋，詹应超.大跨度连续梁悬臂浇筑挂篮的设计及施工.公路.2010（8）

2、吴鹏.浅谈悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥施工.中国科技博览.2011（25）