悬臂桥梁施工工艺探讨

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摘 要：采用悬臂桥梁施工工艺对大跨度钢筋混凝土桥梁进行施工优势明显,使用的施工机械简单且用量减少,避免采用大量支架为施工提供辅助,同时拓展了施工的范围,如跨越深谷、河流、交通、在用桥梁等,且不受施工跨度限制,提高项目的经济性。由于悬臂桥梁在施工技术及施工工艺上的优势，越来越多地在大跨径桥梁中应用。随着桥梁设计的样式多样化, 悬壁施工工艺必定会发挥更大的潜力, 本文从实际施工案例出发,介绍了悬臂桥梁施工工艺在桥梁施工中的应用, 简述了悬臂桥梁施工工艺的施工控制等。

关键词：悬臂桥梁；施工工艺；控制

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。悬臂梁施工适用于大跨径的预应力混凝土悬臂梁桥结构,其优点是无须建立落地支架、无须大型起重机械及运输机具。悬臂施工法最早主要用于修建预应力T形刚构桥。由于悬臂施工方法的优越性，后来被推广用于各种类型的桥梁。随着桥梁事业的发展，尤其是近年来采用悬臂施工法在国内外大跨径预应力混凝土桥梁中得到广泛采用。

1 工程简介

某大桥横跨V型沟谷，沟底宽约45m，地形起伏较大。主桥上部为(45+80+45)m变截面P.C 连续刚构箱梁,箱梁根部梁高4.2m，高跨比 1/19.05,跨中梁高1.8m，高跨比 1/44.44，箱梁顶板厚25cm,底板按二次抛物线变化,除墩顶 0 号块设两个厚50cm 的横隔板及边跨设厚80cm的端横隔板外,箱梁其余部位均不设横隔板,采用双向预应力体系。

2 悬臂浇筑施工工艺

2.1 悬臂施工工艺的可操作性

由于悬臂施工方法具有许多独特的优点，使其在桥梁施工中被广泛应用。悬臂施工受地形影响较小，因此对大跨径桥梁、跨越河道、沟谷都比较适用。悬臂浇筑可减少吊装等程序，达到一次成型，简化桥梁施工程序，悬臂浇筑机械化程度较高，减少了劳动力投入量。可以适用于多种桥梁类型，如梁式桥、拱桥、刚架桥、斜拉桥等。由于实现机械化和循环重复作业，可改进工艺并提高工程质量，容易实现连接及中跨合拢。淘汰了满堂支架的施工方法,给桥下以较宽敞的空间。该施工方法适用于大跨径的预应力混凝土悬臂梁桥、T型刚构桥、连续梁桥、连续刚构桥。

2.2施工准备

该大桥上部箱梁悬臂浇筑共分为四个部分, 即第一部分为0号和1号块施工；第二部分为2号～8号块梁段悬臂浇筑部分；第三部分为边跨现浇段施工；第四部分为合拢段施工,包括边跨合拢段施工和中跨合拢段施工。

2.2.1 挂篮设计及加工

挂篮是悬浇箱梁的重要构件，它的主要功能是用一个可活动的模架，然后通过悬臂挂在悬臂梁上的逐渐循环，最终完成梁段的浇筑。按照结构形式国内外现有的挂篮可分为为桁架式、三角斜拉带式、预应力束斜拉式、斜拉自锚式；如果按照行走方式则可分为滑移式和滚动式；如果按照平衡方式又可分为压重式和自锚式。在对挂篮进行设计时，其基本思路是要设计出强度大、刚性强、稳定性好、运动轻巧方便的挂篮，因此，在设计时，应遵循以减轻挂篮重量为基本，尽量减少挂篮施工运转周期，确保施工质量。挂篮的加工由工厂或现场根据挂篮设计图纸精心制作而成。

图1：挂篮结构示意图

2.2.20号、1号块的施工

对于0号、1号块挂篮是利用已浇筑的箱梁段，作为支撑点，通过桁架等主梁系统、底模系统，人为创造一个工作平台。由于没有支撑点或支撑长度不够，需要采用通常的扇形托架浇筑。该托架可用万能的杆件、贝雷片或其它装配杆件组成，托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上。为减少变形，防止梁段下沉和裂缝，才用的托架不仅要满足承重强度要求，还须具有一定的刚度，使各连续点能够连接紧密，螺栓旋紧。

2.2.3 临时固结

对于梁与墩未固结在一起的连续箱梁，在施工的时候，由于两侧悬浇施工难以保持绝对的平衡，因此必须在施工中采取临时固结的措施，以使梁具有抗弯的能力。临时固结措施通常采用在支座两侧临时加预应力筋，梁和墩顶之间浇筑临时混凝土垫块。将梁固结在桥墩上，使梁具有一定抗弯能力。在条件成熟时，再采用静态破碎方法，解除固结。

2.3 悬臂浇筑部分施工

2~8号块为悬臂浇筑的部分，每幅桥总计28块。钢筋绑扎、混凝土浇筑、钢绞线张拉、孔道安装等工序都要在挂篮上操作，因此挂篮的设计除了要经济外，还必须考虑打破安全性和灵活性，使施工过程能在安全操作下进行。本项目大桥的挂篮采用本国产的贝雷片，每片长3m，高1.5m，重270kg。其上下横梁采用240工字钢焊接而成的。其外模采用定型模板，内模采用组合模板。

在0号块竖向精轧螺纹钢张拉结束后挂篮就可以组装了，安装时，通过参考安装流程，实施压重测验，检验各桥梁段的预拱度，确保操作平台的施工设备的操作安全，避免危险物品的下落，并在挂篮周围做好防护工作，进行全面的封闭处理，保护施工人员的安全。1号块是悬臂浇筑部分的第一阶段，精确的控制挂篮的标高和平面位置，为全桥的控制提供了重要的保障。在进行悬臂挂篮现场安装时，按照安装的顺序，即由平铺枕、轨道、支座、主构架的顺序。在处理平铺枕时，应注意梁段中担梁的方位，科学合理地找出平铺枕的位置。拼装轨道时，一般用螺母对其加锁固定。在安装好主构架、吊带后，进行底模的拼装。底模的拼装技术主要包括：先安装纵梁支座在安装横梁支座，横梁吊起后，连结好吊带和销座，最后安装模板挂篮。

2.4 现浇段施工

由于悬臂挂篮其支撑力强，在运载施工材料等较灵活方便，并且可以对混凝土进行张拉，因此，在施工中的作用十分重要。施工时，在悬臂挂篮的操作台上基本要实现支架模板的安装，钢筋和混凝土的浇筑等工作。现浇段施工要在5号块施工的同时进行，以保证在8号块施工结束后可以及时进行边跨合拢（如：图2）。

2.5 合拢段施工

通过合拢段的施工可以使桥梁完成体系的转换。要分别进行边跨合拢、中跨合拢。边跨合拢施工时应考虑外界环境对现浇段的影响,并在全天温度最低的时段进行浇筑,预应力张拉应在混凝土强度达到80%以上方可实施,张拉结束后方可拆除锁定装置和支架。中跨合拢应考虑物体的热胀冷缩以及中跨混凝土收缩产生徐变的影响，施工时一般应对其采取制约措施，并应保证混凝土强度的增加引起的水化热应和气象同步，因此中跨合拢一般应在夜间施工，以保证其在浇筑后可降低混凝土自身温度减少混凝土初凝后热增值，进而减少混凝土收缩徐变的影响防止裂缝产生。合拢后混凝土强度达到80%方可进行钢筋束张拉，张拉时应从底板正弯矩束开始以完成体系最终转换。

图2：墩侧几对梁段的浇筑

3 施工控制

挠度监测。应在每个施工块件上布置左、中、右三个对称的高程观测点来观测以保证测量箱梁的挠度，并可观察箱梁是否发生扭转变形，必要时可采取全桥联测。

预拱度设置。悬臂桥梁施工中的最后一个块件是通过预应力钢绞线与前一块相连接而成，因此其每个施工段都密切相关，因此为保证最终成桥状态可达到各项设计指标而必须在确定每个待浇筑块的预拱度以保证一个单跨的两个悬臂端尽可能处于同一水平面。

4 结语

随着悬臂施工技术的进步和完善，施工机械化程度的提高，加上电子计算机辅助进行桥梁结构内力分析计算及施工控制，使悬臂施工法成为现代大跨径桥梁建造的主要施工方法，这也推动了桥梁进一步向高强、轻型、大跨方向发展。

参考文献：

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