关于桥梁悬臂箱梁的挂蓝施工技术分析

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　　摘要: 笔者结合桥梁工程实例,就悬臂箱梁的挂蓝施工技术及施工过程进行了探讨。该桥梁的主桥为(30+2×48+30)预应力混凝土连续箱型梁桥。本文从理论上阐述了可行性方案, 然后从技术上进行了认真分析, 探讨了详细的施工过程。
　　关键词: 桥梁工程; 悬臂箱梁;挂蓝; 施工技术
　　1. 工程概况
　　 某桥梁的主桥为(30+2×48+30)预应力混凝土连续箱型梁桥。主桥设计为分离式上下行两幅,每幅箱梁均为独立的单箱单室直腹板断面, 箱梁顶宽12.16m,底宽6.6m,翼缘板悬臂长度2.78m、翼缘板厚度为15～62cm,腹板厚度60~75cm。箱梁顶横坡为1.5%,主墩墩顶梁高度为2.8m,箱梁纵向梁高由根部向跨中按1.8次抛物线变化。悬浇段施工的箱梁块段每墩单幅桥为7对。
　　在该桥梁工程中悬臂箱梁的挂蓝施工是该工程控制工期的主要工程之一, 为了确保整个工程如期完成, 经过分析, 在进行0号块施工完毕后采用挂蓝悬臂施工。施工时间为四个月, 9月1日――12月31日。
　　2. 施工进度计划
　　( 1) 0号块施工: 9月1日~10月15日; ( 2) 挂蓝拼装及1# 段模板安装: 10月16日~10月20 日; ( 3) 1#~7# 段悬浇施工每10天施工一段:10月21日~12月31日。
　　3. 主桥0号块的施工
　　主桥0号块高2.8米,长8m,底板宽6.6米,顶板宽12.16米。0号块为双向预应力,管道密集,为高空(墩身高11米)作业。施工完毕后进入挂蓝悬臂施工
　　4. 挂蓝悬臂施工
　　4.1 施工挂蓝的结构形式及安装
　　从整体结构上挂蓝可分为主桁承重系统, 底蓝与模板系统和液压电气系统。主桁承重系统: 主桁承重系统由两组贝雷梁,每组3片,组成主桁, 并在其上设置横向联系以提高其抗风稳定性及整体刚度。在前横梁下方设置分配梁,通过吊杆联接底蓝、内外滑梁。挂蓝前支腿放于已浇筑箱梁端部,尾部利用箱梁竖向预应力钢筋锚固于已浇箱梁上, 挂蓝在前支点下设置滑船, 后支点设置后锚小车,车轮反扣于工字钢轨道上, 保证挂蓝纵移时的抗倾覆稳定。
　　底蓝和模板系统: 底蓝前横梁通过吊杆与主桁联结,底蓝后横梁中部锚固于已浇箱梁底板上。挂蓝前移时,底蓝后横梁两端通过吊杆联结于主桁后横梁上。在底蓝前后横梁上铺设横梁及底模板, 内外模板按箱梁全高设置。箱梁内外均匀设有滑梁, 前端联接在主桁前横梁上, 后端吊挂在已浇箱梁顶板上。外模两侧设有活动操作平台等。
　　 挂蓝试压: 为保证挂蓝结构的可靠性和实际操作中弹性变形以及测定挂蓝实际变形量, 确保箱梁施工中的安全和质量,在第一次使用之前必须对已拼装的挂蓝按设计荷载加安全系数进行试压,以求得挂蓝在不同长度时不同荷载下的变形挠度值。试测的荷载作用点拟在主桁梁上, 每边的试压吨位为最大悬浇块重乘1.2倍,初步拟定为“千斤顶加压法”。其主要方案为在承台上埋置一定数量的预埋件, 通过预埋件安放能承受大吨位的“Ω”字型钢支架, 支架的位置应正对挂蓝的主桁架,“Ω”字头和墩身预埋件铰接,“Ω”字型支架的中心应准挂蓝的受力中心, 并与穿心顶下的钢绞线连接,张拉后千斤顶反作用主桁受力中心, 从而对挂蓝完成预压。第一次试压时,应按砼浇筑重量分级加载, 第一级加载后,必须及时检查各杆件的连接状况和工作状况, 及时作出是否继续加载的结论, 如第一次加载后情况良好, 应反复加载,卸载2~4 次, 直到非弹性变形全部消失为止。
　　4.2 悬浇箱梁施工挂蓝操作工艺
　　待0# 块浇筑完毕达到设计强度的85%即可张拉压浆,然后进行挂蓝安装, 采用挂蓝悬臂法浇筑施工。本双悬臂箱形连续梁桥采用2套( 4 个) 挂蓝, 施工挂蓝预计含模板重约240t( 60t×4) ,后限位器采用预留孔限位, 斜拉索直接锚固在已成梁段上。浇筑第一梁段时, 挂蓝采取锚固与前后段平衡相结合的方式, 将锚梁及主梁在0# 段中间用连接板对接, 同时将顶锚梁锚固在0# 段上,待浇注1# 块后两挂蓝分开工作。
　　挂蓝结构布置: 挂蓝主桁由6 排贝雷组成( 每排4 片) 长12 米,在其上设置前后横梁, 前横梁由2 根25 米的工字钢组成, 后横梁由2根20 米的槽钢组成, 构成空间结构。挂蓝两主桁悬臂端长度为5.0m;前支点采用一种专门设计加工的滑船,其底部设置橡胶四氟滑块, 在不锈钢贴面的轨道上滑移,减少滑动阻力;行走轨道分为长轨( 11 米)和短轨( 2.5 米) 两种,轨道端部与端部结合紧密, 根据挂蓝的工作情况分别使用。挂蓝主桁尾部锚固分为两种情况, 在工作状态时利用已浇箱梁, 每个挂蓝用10 根拉杆锚固,每根拉杆可承受27T 的拉力, 锚固安全系数K=2.2。在空蓝行走时锚固小车用φ200mm 的铸钢轮反扣在轨道翼缘,实现主桁行走时无须平衡重的目标;通过尾部锚固分配梁上设置千斤顶实现后支点反力在拉杆和后锚固小车之间的相互转换;后锚杆与拉杆之间通过一种专门的连接器连接, 以此适应预应力筋埋设在各处方向产生的误差。
　　 挂蓝操作:当主桁行走到位后,通过液压装置调后锚千斤顶, 将上拔力转换由竖向拉杆承受,解除后锚小车拉杆上的销子。安装底模板,通过主桁前横梁分配梁上的液压穿心式千斤顶调整底蓝前吊杆, 后横梁穿心式千斤顶调整后吊杆。由测量人员根据里程控制点来确定底模位置( 控制点在挂蓝模板上取两点,每块箱梁取1~2个截面) 。放出底模板中线, 当出现与蓝后横梁卸架千斤顶、分配梁, 然后安装后横梁锚固杆及后端工作平台。通过两根锚杆, 锚固底蓝后横梁, 使底模与浇砼底板贴紧, 起到防止漏浆的作用。脱模时, 通过千斤顶使卸架分配梁下降,然后再通过主桁前后横梁上穿心式液压千斤顶放松底蓝前后吊杆, 靠自重脱底模板。施工人员站在后端工作平台松开螺母, 解除底蓝锚杆。
　　安装调试好底模后, 进行外模安装。根据梁高和梁宽选择模板组合, 立模设计标高由测量人员放出,施工人员通过液压千斤顶调整吊杆微调模板就位, 同时派人站在侧向的工作平台上,调整底蓝紧固肋上的螺栓, 使两侧的外模紧靠底模, 然后安装外模锚固杆,并施力锚固于已浇梁段翼板上, 在浇筑养生穿束后, 就可以脱外模。先解除外模下缘的紧固肋与纵梁间的螺栓, 拆除对拉螺杆, 解除外模翼板的后锚固杆, 然后放松滑梁前后吊杆靠自脱外模板。施工中严禁采用敲、撬等强制脱模办法。
　　4.31#- 7# 块箱梁施工作业程序
　　 安装锚梁及主梁系统―――安装底模―――安装底锚及下限位系统、内斜拉系统―――安装侧模―――安装外斜拉系统、外侧模牛腿、翼缘板拉杆―――测量中线水平―――调整模板―――模拟荷载静载试验―――(合格)绑扎底板、腹板钢筋、供水管道预留孔、预埋件、预应力管道安装―――安装内模―――绑扎顶板钢筋、安装预应力管道―――调整标高及斜拉带―――自检和监理工程师检查―――两端对称灌注混凝土(其差值不得大于4m3)―――洒水养护―――拆除端模、凿毛―――穿束―――(混凝土强度达到85%) 张拉―――压浆―――――在27# 和32# 段上铺设枕木、垫板―――安装锚梁―――解除模板与主梁系统的联结及外斜拉带, 内外模对拉筋―――脱外侧模(翼缘挂在行走桁架上, 下端连在底板上)―――底模挂在外侧模上―――解除内侧斜拉带、底锚、下限位(徐徐下落)―――模板系统挂在行走桁架上随主梁沿锚梁滚动前进到位(电动推杆)―――提升底模―――安装内斜位系统、底锚、下限位系―――提升外侧模安装外斜位系统牛腿、翼缘板拉杆―――测量调模―――绑扎底板、腹板钢筋、安预应力管道、供水管道预留孔、预埋件―――移内模―――绑顶板钢筋、安预应力管道―――调整标高及斜拉带―――自检和监理工程师检查―――对称灌注混凝土(其差值不得大于2m3)―――洒水养护―――拆除端模、凿毛、穿束(混凝土强度达到85%)张拉, 压浆进入下一循环。

　　4.4 箱梁砼施工
　　 挂蓝悬浇箱梁梁段的施工步骤, 必须按照程序进行,不得任意改动。悬臂两端浇筑砼同步进行, 其差值不得大于4m3。梁体浇筑砼时,随时观测桥墩偏移量, 如偏移过大需用压重来调整,悬臂最大时, 必须严格控制外加荷载与偏载。
　　 砼的运输和浇筑: 砼采用砼输送泵运输,通过沿墩身上升的管道输送到桥面。由于受气温、原材料等方面的影响, 在砼灌注过程中通过以下措施保证混凝土施工质量: 灌注前先用清水以及1:1.5水泥砂浆润滑管道, 不允许砂浆泵入箱内。在夏季高温时要用湿草覆盖管道, 并浇水降温, 防止管内混凝土坍落度损失。每过一段时间测定进出口混的坍落度并及时调整。
　　 砼浇筑方式:箱梁采用全断面一次浇注。浇筑顺序为由下而上, 先底板, 后腹板, 最后顶板。底板又分先左右两侧对称浇筑, 然后中间合拢;顶板浇筑时先两翼, 后中间, 浇筑时加强振捣。在施工中还需要控制一个T 上两端总施工荷载均衡,并且每幅挂蓝的两侧腹板砼高差不能相差太大。底板与顶板施工均从未成梁端向已成梁段方向灌注, 最后在已成梁段范围内合拢。浇筑腹板砼时, 泵管端加软管从腹板内侧模板上预留的两开口处进入到箱梁腹板内下砼。砼施工中加强对锚固端和张拉振捣。振捣采用插入式振捣器, 当振动时砼不再有显著的沉落, 不再出现大量的气泡, 砼表面均匀、平整, 并泛浆, 说明振动适宜。振动时间有可过短或过长, 过短时砼振不实, 过长时砼可能产生离析现象, 振动时间约20~30s。砼浇筑完成后用锤检查, 如发现空洞或不密实情况应及时通知监理工程师现场检查并处理。
　　4.5 合拢段施工
　　合拢段施工顺序为先两边跨合拢再中跨合拢,待边跨预应力筋张拉完毕后, 拆除中跨一端的吊蓝, 利用另一端的吊蓝前移到合拢段施工。合拢段施工由于两悬臂受温度日照、砼收缩徐变的影响,应严格按设计要求的合拢顺序进行。合拢段落劲性骨架和砼浇筑应控制温度在15℃左右。合拢段砼施工应采用早强以达到减少徐变的目的, 当合拢中跨时应在T 型悬臂端设置施工平衡重,通过放置水箱来实现。
　　4.6 预应力施工
　　三向预应力施工按先纵向后竖向再横向的顺序进行。纵向预应力筋采用Φ15.2 钢绞线、VSL 系列锚具, 钢绞线在现场下料, 待梁段混凝土浇筑完毕后, 开始穿该段锚固束。箱梁混凝土强度达到设计强度的85%后, 方可进行张拉, 张拉设备采用YCD- 500 型千斤顶、ZB4- 500 电动油泵, 锚下张拉控制应力为1395MPa, 两端同时张拉, 以张拉力为主, 以应力和应变双控, 张拉顺序严格按设计要求进行。如实际伸长值与理论伸长值相比误差超过理论伸长值的±6%, 则停止施工, 查明原因报监理工程师并及时处理。
　　5.安全施工
　　 悬浇施工为高空作业, 因此安全施工是该项目工程的重要工作内容。作业前对参与高空作业的人员要进行严格的安全生产教育, 增强安全生产意识, 按国家有关规范及项目部的规定,严格执行本项目工程的各种施工操作程序, 消除事故隐患, 杜绝事故发生。外围设安全网、如在外围施工应配挂安全带等。

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