浅述斜拉桥混凝土主梁的悬臂浇筑施工

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　　摘要：当前，伴随着社会与科技的发展，众多的桥梁正在修建，尤其是对大跨度的桥梁建造提出了要求，斜拉桥就是大跨度桥梁的一种。本文主要介绍斜拉桥混凝土主梁的施工，并结合工程实例详细介绍悬臂浇筑施工的施工过程与质量控制。
　　关键词：悬臂浇筑；斜拉锁；吊篮
　　1 引言
　　我国的桥梁历史悠久，精湛的造桥技术和艺术在古代就已闻名于世，它是我国绚丽多彩的文化瑰宝的重要组成部分。当今，随着科技的发展，我国已建立了上万座桥梁，尤其是斜拉桥的建造，其跨度大，建造技术要求高，从分体现了我国的世界桥梁大国地位。
　　2 斜拉桥混凝土主梁常用的施工方法
　　斜拉桥主梁施工常用的施工方法包括悬臂法、支架法、顶推法、平转法等，而大跨度的斜拉桥常使用悬臂法，还可以用支架法加以辅助。
　　2.1 悬臂法
　　悬臂法有悬臂拼装法与悬臂浇注法两种：在悬索塔下主梁的0号块上用吊架逐渐进行主梁节段对称安装的方法，即悬臂拼装法；在悬索塔下主梁的0号块的尾部对称安装吊篮，利用吊篮逐渐对称地向两端浇筑混凝土的施工方法，即悬臂浇注法。当桥梁的过大时，还可以在胯间加设临时支墩，以用来减小悬臂施工的长度。
　　2.2 支架法
　　支架法主要用来主梁0号块的施工，或者对边跨主梁的端部区域施工的辅助施工。
　　3 斜拉桥混凝土主梁悬臂浇筑施工的特点
　　由于斜拉桥有斜拉锁的逐段支承，与梁式悬臂施工相比，其具有如下的优点：第一，斜拉锁能够承受已施工梁段地重力；第二，进行悬臂浇筑施工时，吊篮前端可以与悬索相连，能够承受吊篮施工时一半左右的力。因此，斜拉桥悬臂施工能够实现更长的跨度，进行悬臂浇筑会更加简便。
　　另外，斜拉锁的存在使主梁的超静定次数增多，使受力变得更加复杂，进而要求悬臂浇筑施工时的工艺控制更加严格，对混凝土收缩徐变的影响计算更难。
　　4 简述悬臂浇筑的施工程序
　　斜拉桥悬臂浇筑施工的步骤主要是：0号梁段的施工→吊篮的安装→各梁段的悬臂浇筑→各梁段拉索的安装及张拉→合龙→进行调索。
　　具体的施工工序，通过下面的施工实例进行详细介绍。
　　5 斜拉桥悬臂浇筑施工实例
　　5.1 工程概况
　　某大桥为PC梁独塔斜拉桥，主跨为252m，边跨为175m，悬索塔高154.11m，桥面以上为116.90m。设有两个交界墩，在边跨另有两个辅助墩，没有协作体系。主梁的形式新颖：双主肋之间加设了双小纵肋，之间通过横隔梁与桥面板组合成正交异性板结构，全宽是30m。大桥的结构采用的体系是双索面、密索、扇形的索面，墩、塔固结，主梁悬浮，塔下横梁附近有纵横向限位装置。江心侧主梁有41节段，岸侧有36节段，岸侧的梁箱体内填有数量不同的低标号混凝土压重，而边跨尾部还设有配重块，对边跨密索段进行搭架现浇施工。
　　5.2 主桥施工的主要技术难点
　　由于带涂层钢绞线和前支点吊篮的配合使用，为本斜拉桥的悬臂浇筑施工带来了一系列的技术难点，主要为
　　① 环氧喷涂钢绞线是半成品索，在牵引式的吊篮施工中需留有一定的成索空间，这就使转换系统变得复杂，转换系统的安全性与可靠性是牵引式吊篮设计的一大难点；
　　② 斜拉锁锚具的夹片低应力状态下对保证钢绞线夹持的可靠性。在初张力下，斜拉锁可能出现小于10％的控制应力状态，这时候夹片对钢绞线的夹持就可能得不到保证，进而导致失锚；
　　③ 多根钢绞线组成的斜拉锁，其间具有空隙，会使整条拉索的弦振特征不明显，进行索力的检测就变得困难，并且单根钢绞线间的索力均匀性也难以控制；
　　④ 设计上采用的截面形式是混凝土双主肋+小纵梁形式，主梁的主肋外侧还有1.65m宽的翼缘板，进行牵引式吊篮的设计时就必须考虑到这些；
　　⑤ 此桥主梁的构造形式，导致横隔板的中顶部易开裂；
　　⑥ 斜拉桥耐久性的关键是斜拉锁的防护，做好斜拉锁的防护措施显得尤其重要。
　　5.3 吊篮的结构及试验
　　① 吊篮的构造。吊篮是悬臂浇筑施工的主要机具，分为承重系统、提升锚固与止推系统、定位系统、行走系统和模板系统。为确保体系转换和索力张拉的可靠安全，根据其特点，设计了一与其配套的索力转换装置。
　　② 吊篮的试验。试验主要从两个方面进行：预压试验与重要构件的超张拉试验。
　　5.4 主梁的施工过程
　　① 主梁0号块的现浇施工
　　主梁0号块的全长20m，主肋在0号块处加宽2.2m，共有5道横隔板。沿墩轴、桥轴线对称布置4个塔梁临时固结支座与2个横向的限位装置，当体系转换后塔梁临时支座作为纵向的限位装置。0号块施工的主要步骤如下：
　　现浇支架的架设、模板加工、劲性骨架的加工、钢筋制作及其他的准备工作→安装底模、塔梁临时固结支座的施工→钢筋及预应力系统的安装→内模、外模及横隔板模板的安装→混凝土的浇筑→拆模、养护→预应力筋的张拉。
　　进行0号块的浇筑前，用吊篮的主纵梁作为现浇时的支架置于底模下，并用一组钢绳将其前端临时锚固在悬索塔上，以确保浇筑时结构的安全可靠。
　　② 主梁标准节段的悬臂浇筑
　　进行主梁标准节段的悬臂浇筑的主要步骤如下：
　　牵引式吊篮的行走就位→内模拱架的提升→吊篮初始状态的调整→单根钢绞的挂锁→刚进的绑扎及预应力管道的安装→斜拉锁的第一次整体张拉→本节段一半混凝土的浇筑→斜拉锁的第二次整体张拉→浇筑本节段剩余的混凝土→纵横向预应力筋的张拉→张拉斜拉锁，将吊篮脱离斜拉锁并锚固到主梁上，进行体系的转换→斜拉锁的第三次整体张拉→吊篮的前移就位。
　　重复上述过程，直至标准梁段的浇筑完成。
　　③ 边跨密索区的现浇施工
　　中跨为252m，边跨为175m，所以17至40号的密索段，不能进行对称的吊篮施工作业，只有在支架上进行现浇，且要在边跨合拢前全部完成，才能保证对中跨标准节段的悬臂浇筑不造成影响。要求增加密索区的质量以达到配重的目的，因此要在主纵肋的箱体内填入低等级的混凝土。为确保支架的承载力稳定可靠，在浇筑前必须对支架进行全断面的压重。
　　④ 主梁合龙段的施工
　　主梁合龙段长3m，采用预压换重法进行混凝土的浇筑，也就是在混凝土的浇筑前，在合龙段一端加水箱，并按合龙段混凝土的质量注入等重的水，随后进行合龙段的刚性连接施焊，进行混凝土浇筑时边浇筑边放水，直到合龙段浇筑完毕。
　　⑤ 斜拉锁体系施工
　　斜拉锁安装时对应的施工步骤主要是：
　　前支点吊篮的前移就位→斜拉锁转换装置的安装→PE圆管的安装→单根钢绞线的挂锁、张拉→模板与钢筋的施工→斜拉锁的第一次调索→浇筑混凝土并及时调整斜拉锁以控制标高→待混凝土的强度达到设计的85％时进行进一步调索→体系的转换，把斜拉锁锚固在梁体上。
　　5.5 预应力体系和混凝土工程
　　主梁的预应力体系有横隔板预应力束、纵向预应力束、顶板的横向预应力束。纵向预应力束是由精轧螺纹钢与带有连接器的钢绞线预应力主索构成。
　　张拉预应力筋时混凝土的强度达到50MPa，采用“双控”的张拉原则，并按规定的顺序进行。
　　主梁混凝土的等级为C60，进行浇注入模时应先“前端”，后“后端”，先主肋再隔板，并使用水平分层浇筑的方法。当浇筑一半时进行一次斜拉锁的张拉，再浇筑余下的混凝土。
　　5.6 施工控制原则
　　本桥施工采用的是自适应控制方法。在施工过程中应做好以下几方面的工作：
　　① 应力控制。在施工监测中及时采取适当的索力调整措施，确保主梁不出现失稳、屈服的现象。
　　② 线形控制。严格控制主梁线形、主梁轴线以及索塔的轴线偏位。
　　③ 索力控制。主要是控制好单根钢绞线与整体索力之间的索力均匀性。
　　④ 过程控制。建立良好的信息收集、传递系统，以使整个施工过程受控。
　　6 小结
　　我国的桥梁建设技术方兴未艾，正向着世界桥梁强国的方向快速迈进，相信在科技的进步与实践经验的积累下，一定会建设成更加安全稳定、更大跨度的桥梁。

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