連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂澆筑施工工法

高速鐵路由于速度高、沖擊荷載大、無砟軌道系統(tǒng)精度要求高、橋梁設(shè)計(jì)使用年限（100年）長，因此對(duì)于大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的施工精度、工后沉降以及跨中徐變撓度都提出了更高的要求。廣深港鐵路客運(yùn)專線沙灣水道特大橋跨越紫坭河水道、沙灣水道設(shè)計(jì)為（104168×2112）m和（112168×2104）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，砼強(qiáng)度等級(jí)C60，梁部采用懸臂澆筑法施工。圖1沙灣水道特大橋跨越紫坭河水道（104168×2112）m連續(xù)剛構(gòu)橋立面示意圖一、工法特點(diǎn)1、0#塊采用墩頂托架法施工，安全可靠。2、本工法使用特制無平衡重、自行式掛籃,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛度大，受力明確，操作方便，重復(fù)利用性較好。3、本工法優(yōu)化了鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝，將懸澆梁單節(jié)段施工時(shí)間縮短至平均8-10天（5天張拉），提高了工效，加快了施工進(jìn)度。4、本工法將高標(biāo)號(hào)、高性能、耐久性混凝土施工程序化、標(biāo)準(zhǔn)化。5、懸澆梁線形和應(yīng)力監(jiān)控方法先進(jìn)，效果好。6、本工法有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。二、適用范圍1、適用于高速鐵路高墩、大跨度連續(xù)剛構(gòu)、連續(xù)梁懸臂澆筑施工。2、適用于安全風(fēng)險(xiǎn)大、工期緊的懸臂澆筑施工。三、工藝原理結(jié)合高空、跨航道、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、工期緊等特點(diǎn)，對(duì)于大體積0#塊采用懸空托架施工并采用張拉鋼絞線的方法進(jìn)行預(yù)壓。懸灌掛籃采用了LM-300無平衡重自行式三角掛籃。為了保證橋梁成橋后的質(zhì)量和施工線形，懸灌施工過程中在對(duì)掛籃拼裝、模板標(biāo)高、鋼筋綁扎、砼泵送、澆筑及養(yǎng)生、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等環(huán)節(jié)進(jìn)行控制的同時(shí)，還通過采用SAP2000、MIDAS

等軟件模擬施工過程、計(jì)算節(jié)段預(yù)拋值，使成橋內(nèi)力、線形符合要求。通過對(duì)整個(gè)施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量跟蹤、安全控制，沙灣水道特大橋順利完成合龍，保證了施工工期。四、施工工藝流程及操作要點(diǎn)（一）總體施工工藝本橋主墩位于水中，從岸邊搭設(shè)棧橋至墩位，作為通道。墩位處設(shè)塔吊，作為垂直提升機(jī)具?；炷敛捎幂斔捅帽盟椭潦┕がF(xiàn)場。0#塊采用墩頂托架法施工，混凝土分兩次澆筑。懸澆施工采用三角掛籃，合龍順序?yàn)橄戎锌绾筮吙?，合龍段兩?cè)設(shè)水箱配重，利用掛籃主桁架形成合龍段井字形吊架?？傮w施工工藝流程圖（二）0#塊施工工藝及技術(shù)0#塊采用墩頂托架法施工，單片三角托架在地面采用型鋼焊制，塔吊安裝，與墩身頂部預(yù)埋鋼板相連，0#塊托架結(jié)構(gòu)檢算見下圖。0#塊托架結(jié)構(gòu)計(jì)算圖0#塊施工圖0#塊托架采用鋼絞線張拉法預(yù)壓，從托架頂安裝鋼絞線與承臺(tái)預(yù)埋鋼絞線相連，在托架頂采用千斤頂按設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行張拉。0#塊托架預(yù)壓荷載等于承受最大荷載的1.1倍。0#塊托架預(yù)壓0#塊托架預(yù)壓施加荷載（三）懸臂澆筑施工工藝及技術(shù)懸灌梁施工工序?yàn)椋簰旎@就位→調(diào)整底模、外側(cè)模標(biāo)高→綁扎底板、腹板鋼筋→安裝豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋→內(nèi)模系統(tǒng)滑出就位→安裝縱向、橫向預(yù)應(yīng)力管道→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→穿鋼絞線→張拉→壓漿→前移掛籃→下一節(jié)段施工。如此循環(huán)施工，每節(jié)段施工周期平均為8-10天。1）掛籃設(shè)計(jì)與施工本橋連續(xù)梁設(shè)計(jì)為單箱單室，最重懸澆節(jié)段286t，節(jié)段長度3m～4m。大噸位梁段掛籃一般采用菱形或三角形特制掛籃，本橋采用LM-300型三角掛籃。（1）掛籃掛籃主要由三角主桁架、前后橫向聯(lián)結(jié)系、頂橫梁、前后下橫梁、底縱梁、模板系統(tǒng)、吊帶錨固系統(tǒng)、走行滑移系統(tǒng)及張拉平臺(tái)等組成。LM-300三角掛籃設(shè)計(jì)后下橫梁與吊帶采用鉸結(jié)，有利于調(diào)整梁底線形和保證兩次接縫嚴(yán)密。掛籃行走采用無配重后錨固自行系統(tǒng)，減輕了掛籃自重，每只掛籃自重115t。掛籃主桁架前斜吊帶設(shè)計(jì)可以采用精軋鋼和千斤頂進(jìn)行預(yù)緊，大大降低了掛籃總體施工撓度，確保了施工安全和施工質(zhì)量。掛籃內(nèi)模系統(tǒng)與內(nèi)滑梁采用滾輪連接，可以方便內(nèi)模系統(tǒng)滑移抽出。掛籃檢算采用SAP2000建模進(jìn)行整體分析，經(jīng)檢算，主桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛度大，變形量小，掛籃滿載狀態(tài)下最大撓度為16.7mm。掛籃3D模型及模型受力后的變形（2）掛籃預(yù)壓掛籃預(yù)壓在地面進(jìn)行，首先在平地上平鋪3條頂橫梁作為調(diào)平架，采用水準(zhǔn)儀調(diào)平。然后在調(diào)平架上拼裝主桁架，兩片主桁架相對(duì)，支點(diǎn)O處將前支座上好，后端A點(diǎn)用3條扁擔(dān)梁和6條Φ32精軋螺紋鋼錨固。在前端B節(jié)點(diǎn)處放置2條扁擔(dān)梁，采用4根Φ32精軋螺紋鋼穿過扁擔(dān)梁連接，利用兩臺(tái)YCW80B-200型千斤頂分別分級(jí)張拉。最大荷載按最不利狀態(tài)下掛籃主桁架受力的1.20倍，。預(yù)壓按10%、25%、50%、75%、100%、120%的級(jí)差分級(jí)加載，加載完畢后每6小時(shí)觀測(cè)一次，應(yīng)力和撓度值穩(wěn)定后，分50%、10%、0%三級(jí)卸載。在加載前，在主桁架OB、AC、OC桿和BC的兩條吊帶分別貼應(yīng)變計(jì)，分級(jí)加載和卸載時(shí)分別讀取應(yīng)力值。在A、O、B點(diǎn)分別安裝位移計(jì)，以測(cè)量分級(jí)加載和卸載時(shí)的主桁架各點(diǎn)撓度值。掛籃預(yù)壓示意圖掛籃主梁預(yù)壓（3）掛籃拼裝T構(gòu)的0#梁段施工結(jié)束后，首先清理梁段頂面，并用1：2水泥砂漿將鋪枕部位找平，用塔吊將桿件吊至0#塊頂面，然后按下列程序?qū)ΨQ拼裝掛籃：鋪設(shè)鋼枕→安裝軌道→安裝前、后支座→吊裝主桁架→吊裝前上橫梁→安裝后吊帶→吊裝底模架及底模板→吊裝內(nèi)模架走行梁→安裝外側(cè)模→調(diào)整立模標(biāo)高。（4）掛籃移動(dòng)①掛籃移動(dòng)流程：箱梁張拉→松側(cè)模和底?！惭b軌道→移籃到位→安裝后錨→調(diào)整模板→驗(yàn)收合格→下一道工序。掛籃遷移首先在梁段頂面找平并測(cè)量好軌道位置，鋪設(shè)墊枕和軌道，然后脫模，將底模用倒鏈滑車吊掛在外模走行梁上，松開主構(gòu)架后錨，用倒鏈牽引前支座使掛籃、底模架、外側(cè)模一起向前移動(dòng)至下一節(jié)段預(yù)定位置并重新錨固在軌道上。安裝后吊帶，將底模架吊起。其次在該梁段上安裝外側(cè)模走行梁后吊架，然后解除一個(gè)前一梁段上的后吊架，移至該梁段預(yù)留孔道安裝好，再解除另一個(gè)。走行梁就位后調(diào)整好外模板和底模標(biāo)高，內(nèi)模在底板和腹板鋼筋綁扎完成后才拖出，最后封端模。②掛籃前移注意事項(xiàng)A.下放、前移、提升等操作應(yīng)設(shè)專人統(tǒng)一指揮，各控制點(diǎn)派專人負(fù)責(zé)監(jiān)控。B.松底籃前，應(yīng)檢查模板對(duì)拉螺桿是否全部清除，防止下放、移機(jī)時(shí)卡阻；移掛籃前，設(shè)一組保險(xiǎn)鋼絲繩，拉住掛籃后部，防止突然滑行。C.下放底籃時(shí)，操作千斤頂應(yīng)同步平衡下放；操作千斤頂正下方不準(zhǔn)有人停留，防止手柄掉落傷害；吊桿需劃標(biāo)記。D.軌道要鋪設(shè)牢固、平整、順直，不得偏移。E.在軌道上劃出標(biāo)尺刻度，以控制前移速度；掛籃行走時(shí)，要緩慢進(jìn)行，速度應(yīng)控制在每分鐘行程250px左右，左右必須同步前移。F.T構(gòu)兩側(cè)掛籃應(yīng)同步對(duì)稱進(jìn)行，其前移距離差值不得大于梁段長度一半。

G.前移時(shí)應(yīng)注意掛籃各桿件變形情況，加強(qiáng)對(duì)各受力部位（如吊帶、保險(xiǎn)繩等）牢固情況的檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。H.移機(jī)到位，調(diào)整標(biāo)高，錨固可靠，待驗(yàn)收合格之后才可進(jìn)入下道工序施工。（5）掛籃拆除拆除順序如下：全橋合攏后，掛籃外側(cè)模及底模利用鋼絞線進(jìn)行下放至河道中間運(yùn)輸船上，船只接收后移至碼頭解體拆除。掛籃主桁架、軌道鋼枕及其它構(gòu)件退至塔吊處進(jìn)行拆除；合龍段不用的內(nèi)模、內(nèi)走行梁，在合龍段施工前拆除。掛籃模板拆除2）鋼筋、混凝土和預(yù)應(yīng)力施工工藝及技術(shù)主要包括以下內(nèi)容：鋼筋施工、混凝土施工、預(yù)應(yīng)力施工、孔道壓漿、封錨。（1）鋼筋施工A.鋼筋加工制作①鋼筋加工前調(diào)直并清理干凈，不得有油漬、漆污、水泥漿等。②下料時(shí)，根據(jù)梁體鋼筋編號(hào)和供料尺寸的長短，統(tǒng)籌安排，采用連續(xù)配料法下料以減少鋼筋的損耗。③彎制鋼筋宜從中部開始，逐步彎向兩端，彎鉤應(yīng)一次完成。④鋼筋接頭采用閃光對(duì)焊、電弧焊等焊接形式。在正式施焊之前先進(jìn)行試焊，掌握好各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，試焊合格后進(jìn)行批量生產(chǎn)。B.鋼筋綁扎①綁扎順序?yàn)椋旱装邃摻睢拱邃摻睢敯邃摻?。綁扎鋼筋的同時(shí)安裝相應(yīng)部位的波紋管。②鋼筋在車間加工為半成品，運(yùn)至現(xiàn)場后綁扎成型。③鋼筋綁扎過程中要合理安排不同鋼筋的綁扎順序。④保護(hù)層采用細(xì)石砼墊塊，強(qiáng)度≧60MPa，梅花形布置，每平方米不少于4個(gè)。（2）混凝土施工A.懸臂施工的兩個(gè)對(duì)稱節(jié)段及其斷面對(duì)稱平衡灌注。B.混凝土灌注方法是分段分層灌注，分層厚度宜為750px。灌注順序：先底腹板倒角，再底板中部，然后灌注腹板，最后灌注頂板，C.灌注混凝土的自由落高不得大于2m，當(dāng)超過2m時(shí)，應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具。D.混凝土灌注要連續(xù)進(jìn)行，上、下層間隔時(shí)間不能超過初凝時(shí)間。E.混凝土灌注過程中，要防止碰撞模板、鋼筋、預(yù)埋件及預(yù)應(yīng)力鋼束管道。F.混凝土振搗以插入式振搗器為主，要防止漏振，也要避免過振。施工時(shí)要設(shè)專人對(duì)模板、錨墊板等關(guān)鍵部位進(jìn)行振搗和檢查。（3）預(yù)應(yīng)力施工A.預(yù)應(yīng)力孔道①預(yù)應(yīng)力孔道采用塑料波紋管，波紋管的接頭應(yīng)用比被接長的波紋管直徑大一個(gè)號(hào)的波紋管旋入套接。②為保證預(yù)留孔道暢通，對(duì)縱向波紋管內(nèi)宜插入比波紋管內(nèi)徑小3~6mm的厚壁膠管或塑料管，并在混凝土灌注過程中直到初凝前要經(jīng)常往返抽動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，當(dāng)混凝土初凝后及時(shí)拔出。③為保證波紋管與混凝土及水泥漿粘結(jié)良好，波紋管外面不得有油污、泥土等。波紋管與錨下墊板應(yīng)保持同心，支承板面應(yīng)垂直于管道軸線。預(yù)應(yīng)力孔道安裝B.預(yù)應(yīng)鋼絞線下料和穿束①切割后的鋼絞線應(yīng)進(jìn)行梳理順后穿束，然后用扎絲每隔2～3m綁扎一道，其扎絲扣應(yīng)置于綱絞線的空隙里，編束后分類存放。②穿束前，應(yīng)用壓縮空氣清除管道內(nèi)積水及污物。③根據(jù)鋼束長度可選用人工或卷揚(yáng)機(jī)配合穿束。C.預(yù)應(yīng)力束（筋）張拉。為確保預(yù)應(yīng)力束張拉控制應(yīng)力的準(zhǔn)確性，在預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉前，需進(jìn)行孔道摩阻試驗(yàn)，制作2個(gè)裝有預(yù)應(yīng)力管道、錨墊板、配有鋼筋的試件，分別選取梁體設(shè)計(jì)圖中2種類型的鋼絞線束進(jìn)行測(cè)試。管道布置與連續(xù)梁設(shè)計(jì)圖中一致，要求順直，加強(qiáng)定位（詳見圖5.3.2-2）?；炷翉?qiáng)度等級(jí)與梁體設(shè)計(jì)強(qiáng)度一致，試驗(yàn)前混凝土要求強(qiáng)度達(dá)到100%。試驗(yàn)前需先清孔，待實(shí)驗(yàn)人員到位后安裝檢測(cè)片后，方可安裝錨具、夾片。若試件強(qiáng)度不足、管道不平直或錨口、喇叭口位置則不滿足實(shí)驗(yàn)條件，必須重新制作試件。加載順序共分4級(jí)，各級(jí)荷載分別為設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力的10%、30%、50%、70%，加載到最大值（設(shè)計(jì)張拉力的70%）后，張拉千斤頂回油，并卸載到設(shè)計(jì)張拉力的10%，并做好伸長量的各項(xiàng)記錄。試驗(yàn)過程中若發(fā)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)異常或其它意外情況，應(yīng)立即停止加載，待情況查明后方可重新恢復(fù)加載。根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)u和管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)k確定預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失。一般按下列公式進(jìn)行計(jì)算：ση=σσcon[1-e-(uθkx)]式中：σσcon—預(yù)應(yīng)力鋼筋錨下的張拉控制應(yīng)力（MPa）；θ—從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）；x—從張拉端至計(jì)算截面的管道長度，可近似取該管道在構(gòu)件縱軸上的投影長度（m）；u—預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)；k—管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)。摩阻試驗(yàn)試塊安裝圖（mm）預(yù)應(yīng)力束張拉主要注意事項(xiàng)如下：①千斤頂和油壓表使用前按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行標(biāo)定并配套使用。②張拉順序：按設(shè)計(jì)張拉順序進(jìn)行。③錨具夾具安裝前應(yīng)逐個(gè)檢查是否有裂紋或變形，錨下混凝土是否密實(shí)，并清除支承面上的雜物。④張拉以應(yīng)力為主，以伸長量校核進(jìn)行雙控，實(shí)際伸長量與計(jì)算伸長量之差不得大于±6%?？v向束張拉為兩端同時(shí)進(jìn)行。⑤張拉程序：0→0.1σk→0.5σk→1.0σk→持荷5分鐘→緩慢回油錨固→計(jì)算伸長量→回油卸載至0。D.孔道壓漿1）預(yù)應(yīng)力孔道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。工藝流程為：孔道口安裝閥門→將真空泵連接在非壓漿口→壓漿泵連接在壓漿口→以串聯(lián)的方式將負(fù)壓容器、三向閥門和錨墊板壓漿孔連接起來，其中錨墊板壓漿孔和閥門之間用透明塑料管連接。2）壓漿前關(guān)閉所有的排氣閥門（連接真空泵的除外），啟動(dòng)真空泵抽真空，使壓力達(dá)到－0.08MPa。在真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，啟動(dòng)壓漿泵開始?jí)簼{，直至壓漿端的透明塑料管中出現(xiàn)水泥漿，打開壓漿三向閥門，當(dāng)閥門口流出濃漿時(shí)關(guān)閉閥門，繼續(xù)壓漿并在0.7MPa壓力下保壓2min。3）水泥漿的性能要求：水灰比0.3～0.35；泌水率2%，泌水應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)被漿體吸收；流動(dòng)度14～18s；膨脹率＜3%；初凝時(shí)間應(yīng)≥4小時(shí)，終凝時(shí)間≤10小時(shí)；壓漿時(shí)大氣溫度應(yīng)在5℃～30℃。4）壓漿人員應(yīng)詳細(xì)記錄壓漿過程，包括每個(gè)管道的壓漿日期、水灰比及摻加料、壓漿壓力、試塊強(qiáng)度、障礙事故細(xì)節(jié)及需要補(bǔ)做的工作。5）壓漿應(yīng)在張拉完成后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。E.封錨箱梁內(nèi)部縱向預(yù)應(yīng)力束，橫向預(yù)應(yīng)力束，兩邊跨端頭縱向束張拉，壓漿完畢后，即可加設(shè)鋼筋網(wǎng)片，并用C60混凝土填封，填封混凝土前將接茬面先鑿毛并用水沖洗干凈。（四）邊跨直線現(xiàn)澆段施工技術(shù)邊跨直線現(xiàn)澆段采用支架法施工，墩身較高時(shí)可采用墩頂支架法施工。支架搭設(shè)完畢后應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載為最大承受荷載的1.1倍。邊跨現(xiàn)澆段應(yīng)在主墩邊跨懸澆結(jié)束前施工完成。邊跨現(xiàn)澆段施工（五）合龍段施工工藝及技術(shù)合龍段采用井字形吊架法施工，懸澆至合龍段后，合龍口一側(cè)掛籃后退，另一側(cè)掛籃前移，形成合龍吊架。合龍遵循“低溫灌注，既拉又撐還抗剪”的原則。選擇在一天之中氣溫較低、溫度變化幅度小的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行混凝土灌注，保證合龍段新灌注的混凝土處于氣溫變化不大的環(huán)境中、在受壓的狀態(tài)下達(dá)到終凝，從而避免混凝土受拉開裂。中跨合龍段施工中跨合龍后全橋合龍后（六）夏季高性能砼長距離泵送施工工藝及技術(shù)長距離泵送混凝土施工主橋箱梁混凝土配合比混凝土泵送工藝及技術(shù)混凝土輸送示意圖（七）懸澆施工監(jiān)控技術(shù)1、懸臂施工線形監(jiān)控高速鐵路由于采用無砟軌道，精度要求極高，對(duì)大跨連續(xù)剛構(gòu)的成橋標(biāo)高和跨中徐變撓度要求也就更高，因此懸澆施工線形和應(yīng)力監(jiān)控工作非常重要。監(jiān)控主體為施工單位，可以采用與科研院校等單位合作的方式。（1）線形監(jiān)控內(nèi)容：1）施工過程的仿真計(jì)算；2）標(biāo)高、撓度和中線位置的現(xiàn)場測(cè)量；3）施工過程的參數(shù)識(shí)別；4）施工過程中標(biāo)高、中線位置的預(yù)測(cè)與調(diào)整。（2）線形監(jiān)控計(jì)算連續(xù)剛構(gòu)有限元計(jì)算模型各懸澆節(jié)段施工標(biāo)高計(jì)算公式：H施=H設(shè)∑f1∑f2f3f4∑f5

(5.7.1-1)式中：H施：箱梁施工設(shè)計(jì)標(biāo)高。H設(shè)：箱梁成橋后設(shè)計(jì)標(biāo)高?！苀1：本施工梁段和后續(xù)施工梁段自