連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工案例講解

主講：曹夢強公溝特大橋懸臂澆筑施工案例公溝特大橋處于峽谷河段，季節(jié)性有水，于DK36+480~DK36+850處跨越公溝，谷底開闊，地勢較平坦。于DK37+061~DK37+108處跨越準東鐵路，與準東鐵路線路右前角為153度。準東鐵路為單線電氣化鐵路，預留準東二線。準東二期預留復線暫定為既有準東鐵路南側，采用（48+80+48）m連續(xù)梁跨越既有準東鐵路。主梁采用單箱單室、變高度、變截面預應力混凝土結構，梁底下緣按圓曲線變化。箱梁中支點梁高6.4m，端支點及跨中梁高3.4m；頂板寬度為10.9m，厚0.35m，底板寬度為7m，底板厚0.4～0.9m，腹板厚0.5～0.9m，翼緣板厚為0.2～0.65m。全橋設5道橫隔梁，分別設置于中支點、端支點和跨中。中支點處設置厚2.4m的橫隔梁，邊支點處設置厚1.3m的端隔梁，跨中橫隔梁厚0.8m。一、工程概況雙線懸臂連續(xù)梁梁體采用C50混凝土、預應力混凝土結構，梁體施工采用懸臂澆筑法，其中A0#、邊跨現(xiàn)澆A12#節(jié)段、邊跨合龍A11#節(jié)段采用滿堂支架現(xiàn)澆，A1#～A10#節(jié)段、B1#～B10#節(jié)段及中跨B11#合龍段采用掛籃施工。全橋共分47個梁段，中支點0號梁段長度10m；一般梁段分成3m，3.5m和4m，合龍段長2m，邊跨直線段長9.65m。全梁采用三向預應力體系。（1）縱向預應力（2）橫向預應力（3）豎向預應力（4）管道壓漿采用M40水泥漿一、工程概況連續(xù)箱梁施工采用懸臂澆筑法，其中A0#、邊跨現(xiàn)澆A12#節(jié)段、邊跨合龍A11#節(jié)段采用滿堂支架現(xiàn)澆，A1#～A10#節(jié)段、B1#～B10#節(jié)段及中跨B11#合龍段采用掛籃施工。以38#、39#為中心在A0#節(jié)段兩端對稱安裝掛籃并對稱平衡懸灌箱梁。A0#節(jié)段采用在主墩身周圍搭設滿堂支架，在滿堂支架上澆注成形。其它懸澆段在掛籃上對稱澆注混凝土，邊跨現(xiàn)澆A11#節(jié)段搭設滿堂支架現(xiàn)澆施工。懸澆段和現(xiàn)澆段施工完成后，在邊跨先合龍，最后在中跨合龍，形成三跨連續(xù)梁。邊跨合龍采用滿堂架合龍，中跨合龍利用其中一套掛籃合龍。施工順序為：[A0#段施工]—[懸臂灌注一般梁段（A1#~A10#節(jié)段）]—[懸臂灌注一般梁段(B1#～B10#節(jié)段）]—[澆筑邊跨A12#節(jié)段]—[邊跨合龍段A11#]—[中跨合龍段B11#]。二、施工總體方案1.掛籃結構根據(jù)混凝土懸臂澆注工藝及對掛籃設計的技術要求，綜合各種形式的掛籃施工特點、用鋼量、鋼材種類、操作工藝等研究比選后，決定采用三角形掛籃施工，走行方式為無平衡重走行方式，使桁架走行時的穩(wěn)定系數(shù)大于2.0，滿足規(guī)范要求。滿足掛籃下凈高不小于4.5m。掛籃由承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、模板系統(tǒng)（內、外）、走行系統(tǒng)、后錨固系統(tǒng)組成，掛籃的設計荷載為291t，當1#梁段的混凝土強度達到設計強度的100％且張拉F2、T2索后才可安裝掛籃。三、掛籃結構的型式2.承重系統(tǒng)（1）主架系統(tǒng)承重三角架為掛籃懸澆主要受力結構，縱向主梁采用雙槽鋼[36b，長12m。前后拉桿采用[32b雙槽鋼。立柱采用[36b雙槽鋼。拉桿與主梁的連接采用45#鋼φ60銷軸進行連接。（2）懸吊系統(tǒng)吊點裝置為掛籃主要傳力結構，根據(jù)受力特性分前后主吊點、前后副吊點、外模邊吊點、中吊點及內模吊點幾部分。前端吊點支承于前上橫梁上，后副吊點支承于已澆筑好的翼緣板上，后主吊點支承于后端已澆筑混凝土底板上，各吊點均三、掛籃結構的型式設千斤頂調節(jié)裝置，用于控制底平臺標高。各吊點通過φ32㎜精軋螺紋鋼與底平臺下橫梁連接。為克服掛藍前傾覆荷載，利用原設計的垂直φ25mm精軋螺紋鋼和在箱梁腹板內預埋部分φ25mm精軋螺紋鋼作為后錨筋，錨固于大梁尾端，掛藍走行后支點上拔力亦通過走行滑道傳遞至預埋筋。（3）前上橫梁：采用2根I56b工字鋼栓接于主梁前端上翼緣，豎向配置6根承重吊桿。（4）后上橫梁：采用2根I25a工字鋼，豎向配置4根承重吊桿，2根后錨吊桿。（5）立柱：上端設有橫向聯(lián)連接桿，保證主梁橫向穩(wěn)定。三、掛籃結構的型式（6）模板系統(tǒng)①底模板底模長4.5m在混凝土懸臂施工中承擔鋼筋混凝土重量及施工機具重量，并兼做施工操作平臺。底模采用大塊鋼模板，底平臺主要采用前、后下橫梁承重。上面鋪設桁架式I22a工字鋼4根承擔腹板混凝土底模傳遞過來的荷載，中間底板混凝土由15根I22a工字鋼承載，上底板底模支撐采用3根I40b工字鋼，翼緣部分模板采用2根I40b，分配梁與下橫梁通過扣環(huán)和焊接連接。三、掛籃結構的型式②側板系統(tǒng)（內、外）外模用槽鋼及角鋼做骨架，其外圍為大塊鋼模，鋼模面板用6mm熱軋板，骨架與模板連接均采用焊接，側模與底模用螺栓連接，懸臂部分用鋼管斜撐在外模槽鋼上，側面與底模同三角形掛籃一起移動，內模采用槽鋼和角鋼做骨架，鋼木組合模板，采用內導梁移動。（7）走行系統(tǒng)走行系統(tǒng)分為三角形組合梁走行系統(tǒng)、側模走行系統(tǒng)及內模走行系統(tǒng)三部分。三角形組合梁走行系統(tǒng)：在每片梁中部設滑動點2個，后部設平衡導向滑輪，箱梁頂面上設2個滑道，向前滑移。三、掛籃結構的型式外模走行：外模走行，在側模上安裝調節(jié)桿，當松開后錨栓、底模連接螺栓及支撐拆模時，在模板自重和調節(jié)桿共同作用下，側模、底模向下脫落在主梁上，主梁、側模、底模、內?；和瑫r前進。內模走行：放松內模后，內模板即落在內導梁上，與主梁、側模、內模同時前進。（8）后錨栓采用φ25mm精軋螺紋鋼筋。作用是將掛籃承受的荷載傳至箱梁上，并防止掛籃傾覆。主梁移動的傾覆穩(wěn)定由主梁后端壓緊器來維持。三、掛籃結構的型式1.A0#梁段施工(1)中墩（38#、39#）地基處理①三七灰土處理A、原地面平整：采用人工配合DH220挖機平整。B、原地面地基承載力檢測：按照規(guī)范要求采用輕型動力觸探儀檢測，合格后進行下道工序施工。C、測量放線：根據(jù)地基處理范圍，由技術人員用全站儀放線點位，放樣地基處理范圍四個角。D、三七灰土拌合：采用人工配合DH220挖機集中拌合。四、施工步驟E、攤鋪：采用DH220挖機將集中拌合好的三七灰土進行攤鋪，攤鋪從一端依次向另一端進行，攤鋪厚度要均勻，如果不平整由人工采用鐵鍬進行平整。F、碾壓：每層三七灰土攤鋪完畢后，及時采用18T振動壓路機進行碾壓，碾壓達到規(guī)定壓實度，且表面平整，各項指標均符合設計要求。碾壓由兩側向中間進行，交接處應相互重疊壓實，縱向搭接壓實長度不小于2.0m，縱向行與行之間的輪跡重疊不小于40cm。G、養(yǎng)生：三七灰土碾壓完畢后，上鋪土工布進行灑水養(yǎng)生，使其固結。H、承載力檢測：每層施工完畢后進行自檢，合格后報驗監(jiān)理工程師抽檢，嚴格按照規(guī)范要求的試驗方法、試驗點數(shù)、檢驗頻次，逐層進行試驗檢測，檢測采用輕型動力觸探儀。四、施工步驟②混凝土澆筑處理完畢的地基檢測合格后，在其上澆注C20混凝土，澆筑厚度為20cm，澆筑寬度為17.2m，長度為20.8m。1）澆筑混凝土過程中，用平板振動器進行振搗，混凝土振搗密實，人工收面保證平整。2）澆筑完畢的混凝土進行覆蓋灑水養(yǎng)護，經檢測混凝土強度達到要求后方可搭設碗扣式腳手架。3）澆筑完成的混凝土上表面不得有裂紋、裂縫和不均勻沉降發(fā)生。若出現(xiàn)上述情況，必須重新對地基進行處理。四、施工步驟③地基的排水在進行完畢地基處理之后，在地基處理的四周挖設排水溝，用于排除由于雨季施工和在養(yǎng)護鐵路梁板時排出的水，防止由于水的侵蝕使地基出現(xiàn)沉降或者降低地基的承載力，破壞滿堂支架的施工。根據(jù)梁板的結構尺寸和地基處理的寬度，綜合考慮排水溝布設在地基處理完畢的兩側，并用5cm厚C20混凝土澆筑。排水溝的尺寸為：排水溝深度0.30m，底寬0.3m。四、施工步驟(2)滿堂碗扣式支架搭設碗扣式支架縱向間距60cm；橫向間距腹板處30cm，箱底60cm，其它90cm；橫桿層距60cm，縱橫分別布置；剪刀撐沿線路方向每5米在橫截面上設置一道，縱向設置5道即兩側翼板下各1道，兩側腹板下各1道，梁體中間1道，剪刀撐與地面成45°-60°角，45°角度與立桿連接不超過7根，50°角度與立桿連接不超過6根，60°角度與立桿連接不超過5根，剪刀撐鋼管搭接時，搭接長度不小于1m，且至少用兩個扣件連接；掃地桿距離地面不大于35cm；頂?shù)淄薪z扣外露長度不大于30cm，底托下布置10×15cm分配方木做為豎向力擴散材料。頂托上放置10㎝×15㎝方木，方木上橫向放置間距20cm（凈距10cm）10㎝×10㎝方木作為模板肋板，在上面鋪設固定箱梁底模。支架標高的微調通過頂托和頂托絲桿實現(xiàn)。(3)支架預壓支架預壓試驗采用編織砂袋的方法進行，按照0#、1#節(jié)段懸臂端重量的120%進行模擬壓重。壓載時間自加載結束到開始卸載為48小時，從開始加載就要布設好觀測點（每個截面布置7個點），觀測次數(shù)為加載前、加載50%、加載80%、加載120%、加載完畢24小時、加載完畢48小時、卸載80%、卸載50%、卸載完畢共9次。每級加載完成后靜止2h，測量人員測量各觀測點的標高并與上級荷載標高值比較，偏差較大時檢查支架結構，并排查原因，確定符合要求后再次進行加載。加載過程由技術人員現(xiàn)場盯控，確保加載重量和加載位置準確，避免出現(xiàn)過大誤差而影響觀測結果。(4)支座安裝①正式支座現(xiàn)澆箱梁主墩頂支座采用球型橡膠支座，在支座安裝前先復核墊石位置、標高，符合要求后方可進行支座安裝。安裝前認真檢查支座連接是否正常，但不得隨意松動上、下支座連接螺栓。鑿毛支座就位部位的支撐墊石表面，清除預留錨栓孔中的雜物，并用水將支撐墊石表面浸濕。用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座，并將支座底面調整到設計標高，在支座底面與支撐墊石之間留20～30mm空隙，然后安裝灌漿用模板。仔細檢查支座中心位置及標高，符合要求后采用重力灌漿方式灌注支座下部及錨栓孔處空隙，灌漿過程從支座中心部位向四周注漿，直至從鋼模與支座底板周邊間隙觀察到灌漿材料全部灌滿為止。②臨時支座連續(xù)梁懸臂現(xiàn)澆施工過程中，由于永久支座不能夠承受施工中產生的不平衡力矩，故須在A0#塊采取臨時固結措施，用以臨時鎖定梁體，平衡施工中產生的不平衡力矩。此方案中臨時固結采用在每個中墩頂設置4個臨時支座，其結構為C50硫磺砂漿。為了便于在合龍時解除臨時約束，在臨時支座中部布置800W電阻絲，拆除時通電即可解除約束。每個臨時支座內布置13根Φ32mm精軋螺紋鋼筋和20根Φ32mm普通螺紋鋼筋。(5)模板安裝模板安裝順序：底?！鈧饶！鷥饶！祟^板→底板堵頭板→頂板內模→頂板堵頭板→外翼邊板。模板采用15mm厚竹膠板。支架搭設完畢且支座安裝完成后，進行底模鋪設和預壓，預壓結束后根據(jù)測量結果調整支架及底模標高，按要求設置預拱度，預拱度=設計預拱度+支架系統(tǒng)及地基彈性變形值，梁底立模標高=設計預拱度+設計梁底標高+支架系統(tǒng)及地基彈性變形值。標高調整完畢后，在底模上進行放線定位，經驗收合格后，先綁扎底板及腹板鋼筋，再安裝內模和外模。模板面要平整光滑，模板縫用雙面膠填充并涂刷玻璃膠或膩子防止漏漿。脫模劑采用食用油，指派專人涂刷，保證其均勻、平整、顏色一致。(6)綁扎鋼筋、預埋波紋管道鋼筋按要求下料、彎制，制作成型后掛牌分類堆放，需要鋼筋時吊裝至施工位置，人工綁扎。先綁扎底板、腹板鋼筋，并安裝豎向預應力筋及波紋管道，待內模前移到位后綁扎頂板底層鋼筋，安裝頂板預應力管道，綁扎頂板上層鋼筋、安裝頂板預埋件。安裝鋼筋、波紋管道、預埋件的尺寸偏差不得大于設計和規(guī)范要求。全橋預應力管道均按照設計要求采用波紋管成孔，安裝波紋管時，如果波紋管與梁體構造鋼筋沖突，調整構造鋼筋，保證波紋管位置準確。并采取加大定位鋼筋直徑，加密定位鋼筋網(wǎng)片、網(wǎng)片與箱梁構造筋點焊牢固等措施，保證預應力管道位置在澆筑混凝土時不移動。(7)混凝土施工①原材料：混凝土施工所用的骨料、水泥、外加劑必須符合有關規(guī)定。②配合比設計：本橋梁體混凝土設計為C50混凝土，由于梁段鋼筋及預應力管道較密，選用混凝土配合比的坍落度應在18～22cm為宜。③混凝土拌制與運輸：混凝土拌制采用拌和站集中拌制，采用混凝土罐車運送混凝土。④混凝土灌注與振搗：為了使后澆筑的混凝土不引起先澆筑混凝土的開裂，箱梁梁段混凝土一次澆筑成型，并在底板混凝土凝固以前全部澆筑完畢，也就是要求掛籃的變形全部發(fā)生在混凝土初凝前，以免裂紋產生。施工時特別注意錨墊板下、橫梁及腹板位置的振搗，保證混凝土搗固密實，無蜂窩麻面。⑤混凝土澆筑順序：混凝土澆注過程堅持“對稱、平衡、同步進行”的原則，沿梁高方向先澆注底板，再澆注橫隔板、腹板，橫隔板和腹板澆筑同步進行，分層澆筑，分層振搗，最后澆注頂板。⑥混凝土養(yǎng)護：混凝土澆注完畢后進行收面和覆蓋土工布保溫保濕養(yǎng)護。冬季施工采用油布或厚實塑料薄膜制成養(yǎng)護罩密封梁體，并在箱梁內部生火爐，每個節(jié)段放置一個火爐，火爐上放置鐵鍋，鍋內加水，將加熱的水每天對梁體進行噴灑。(8)預應力施工①鋼絞線穿束：縱向、橫向預應力筋穿束前用通孔器疏通預應力管道，縱向預應力筋穿束時先將導線穿過孔道與預應力筋束連接在一起，由卷揚機牽引穿束；穿束后檢查預應力筋外露情況，保證兩端外露長度基本相同，滿足張拉要求②鋼絞線張拉：預應力束張拉縱向選用YDC4600型穿心式液壓千斤頂，橫向張拉選用YDC270型穿心式液壓千斤頂，豎向張拉選用YC60A型穿心式液壓千斤頂，千斤頂配套用油泵選用ZBX2-1.5/63型電動油泵張拉(9)孔道壓漿①漿液要求：孔道壓漿時，水泥漿抗壓強度要求不小于M40，水泥標號不得低于42.5號普通硅酸鹽水泥，同時水灰比不超過0.34；為減少收縮，可摻入0.04水泥用量的膨脹劑。②壓漿準備：張拉施工完成后，切除外露的鋼絞線，進行封錨，同時將錨墊板表面清理干凈平整，在保護罩底面與橡膠密封圈表面均勻涂一層玻璃膠，閉上橡膠密封圈，將保護罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊。清理錨墊板上的灌漿孔，保證通道通暢。③拌漿：拌漿前先加水空轉數(shù)分鐘，使攪拌機內壁充分濕潤，將積水倒干凈；將稱量好的水倒入攪拌機，之后邊攪拌邊倒入水泥，再攪拌3～5分鐘直至均勻；將溶于水的外加劑和其它外加劑倒入攪拌機，攪拌5～15分鐘，然后倒入盛漿筒；倒入盛漿筒的水泥漿應盡量馬上泵送，否則應不停的攪拌。④灌漿：啟動真空泵，當真空度達到并維持在負壓0.08Mpa左右時，打開閥門，啟動灌漿泵，開始灌漿；當漿體經過三通接頭到達真空泵透明高壓管時，打開排漿閥門并關閉負壓容器閥門，關閉真空泵。透明高壓管應超過10米以便控制。觀察廢漿筒處的出漿情況，當出漿流暢、穩(wěn)定且稠度與盛漿筒漿體基本一樣時，關閉灌漿泵，并關閉另一端閥門；再次啟動灌漿泵，使灌漿壓力達到0.4Mpa左右，關掉灌漿泵，關閉灌漿端的閥門；接通水，打開閥門清洗，拆透明高壓管。（10）封錨張拉端采用C50補償收縮混凝土封錨，混凝土間隙用C50水泥漿填封。混凝土澆筑前在新老混凝土結合面上鑿毛，鑿毛利用人工方法，若老混凝土面有雜物必須清除干凈，之后用水沖洗干凈并使新老混凝土接觸面充分吸水后方可進行澆筑，并要求振搗密實。（11）模板拆除模板拆除順序：堵頭板→端模板→內模板→外側模板→過人洞?！啄！４炷翉姸冗_到60%以上，即可拆除堵頭模板和內模；混凝土強度達到設計規(guī)定強度后，按對稱同步原則張拉預應力筋，拆除滿堂支架，準備安裝掛籃。（10）封錨張拉端采用C50補償收縮混凝土封錨，混凝土間隙用C50水泥漿填封。混凝土澆筑前在新老混凝土結合面上鑿毛，鑿毛利用人工方法，若老混凝土面有雜物必須清除干凈，之后用水沖洗干凈并使新老混凝土接觸面充分吸水后方可進行澆筑，并要求振搗密實。（11）模板、支架拆除模板拆除順序：堵頭板→端模板→內模板→外側模板→過人洞?！啄?。待混凝土強度達到60%以上，即可拆除堵頭模板和內模；混凝土強度達到設計規(guī)定強度后，按對稱同步原則張拉預應力筋，拆除滿堂支架，準備安裝掛籃。2.掛籃施工（1）掛籃拼裝掛籃加工完成后，利用汽車運輸?shù)绞┕ざ瘴惶?，主墩掛籃拼裝采用25t吊車提吊拼裝，等1#梁段施工完畢并張拉預應力索后才能拼裝。拼裝順序如下：安裝下縱梁、前支點及后勾板→組拼三角形掛籃主桁及其聯(lián)結系→安裝后錨固→安裝前上橫梁→拼裝并整體提升掛籃底模平臺→安裝外模及導梁、吊帶（桿）→安裝內模。（2）掛籃的載荷試驗采用編織砂袋的方法，按照控制掛籃整體設計節(jié)段（2#節(jié)段）的1.2進行模擬壓重。壓載時間自加載結束到開始卸載為48小時，從開始加載就要布設好觀測點（每個截面布置7個點），觀測次數(shù)為加載前、加載50%、加載80%、加載120%、加載完畢24小時、加載完畢48小時、卸載80%、卸載50%、卸載完畢共9次。（3）掛籃調試就位調試時，需作好中線及標高的控制：中線控制：在0#節(jié)段上放置全站儀，將軸線打到模板上，與橋軸線和底板幾何中心比較，確定掛籃位置，如有偏差，用倒鏈在縱梁上反拉直到中線吻合。標高控制：前吊點標高=設計標高+掛籃彈性變形+掛籃自重引起的對結構的下?lián)稀＃?）綁扎鋼筋、預埋波紋管道先綁扎底板、腹板鋼筋，并安裝豎向預應力筋及波紋管道，待內模前移到位后綁扎頂板底層鋼筋，安裝頂板預應力管道，綁扎頂板上層鋼筋、安裝頂板預埋件。安裝鋼筋、波紋管道、預埋件的尺寸偏差不得大于設計和規(guī)范要求。（5）混凝土施工混凝土澆注過程堅持“對稱、平衡、同步進行”的原則，沿梁高方向先澆注底板，再澆注腹板，最后澆注頂板。（6）預應力施工鋼絞線穿束：縱向、橫向預應力筋穿束前用通孔器疏通預應力管道，縱向預應力筋穿束時先將導線穿過孔道與預應力筋束連接在一起，由卷揚機牽引穿束；穿束后檢查預應力筋外露情況，保證兩端外露長度基本相同，滿足張拉要求，然后安裝錨具、千斤頂。豎向預應力筋依設計下料加工成型，并在梁段混凝土灌注前直接安放在梁體豎向波紋管中。鋼絞線張拉：預應力束縱向張拉選用YDC4600型穿心式液壓千斤頂，橫向張拉選用YDC270型穿心式液壓千斤頂，豎向張拉選用YDC650型穿心式液壓千斤頂，千斤頂配套用油泵選用ZBX2-1.5/63型電動油泵張拉。（7）孔道壓漿啟動真空泵，當真空度達到并維持在負壓0.08M