石武客运专线大跨度连续梁施工控制技术

　　摘要：石武客运专线大寺台跨京港澳高速公路特大桥连续梁，为（80+128+80m）三跨一联预应力混凝土单箱单室、变高度、变截面连续箱梁，采用挂篮悬臂灌筑法施工。按照施工标准化要求进行施工质量控制，通过对施工过程技术质量监控，分析施工过程中存在的各种因素影响，并采取措施纠偏，指导后续施工进程，使成桥后梁的实体质量和线形较好地符合了设计文件要求，为今后大跨度连续梁施工提供参考。
　　关键词：石武客专，连续梁，挂篮，悬臂施工，技术控制
　　
　　一.工程概况
　　石武客运专线河南段1标段大寺台跨京港澳高速公路特大桥全长34151.4m，中心里程为DK519+467.7，其中1-（80+128+80m）连续箱梁在DK526+939.6处跨越京港澳高速公路，是全线控制性工程。本段连续梁为三跨一联连续箱梁，主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构，设计跨度为（80.6+128+80.6）m，截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式，全梁采用三向预应力体系，连续梁段采用挂篮悬臂灌筑法施工。
　　二.连续梁施工质量技术控制
　　连续梁段采用菱形挂篮悬臂灌注法施工，设置菱形挂篮2套（四个挂篮）。同时满足两个T构施工。在箱梁0#段施工之前，按设计中线水平安装永久支座，0#段砼直接浇筑在支座板上。
　　1）临时固结
　　临时固结通过设置临时支墩和锁定支座的方式来实现。临时支墩是在墩顶设置砼支墩，钢筋与墩身、梁体相通，支墩设置硫磺砂浆夹层，砂浆内设电阻丝，在临时支墩底设塑料薄膜隔离层。
　　临时固结的解除：通过临时支墩电阻丝内通电，融化硫磺砂浆即可解除临时支墩并解除支座的锁定，临时固结完全解除。
　　2)0#段施工
　　墩顶现浇梁段0#块，采用万能杆件拼装落地支架法施工，0#段在墩旁支架上整体一次性全部浇筑完成。
　　3）悬灌梁段施工
　　（1）施工挂篮
　　①挂篮结构
　　施工挂篮采用自行设计制作的液压菱形挂篮，并经检算安全性能满足要求。本挂蓝由主桁系、底模系、外模系、内模系、前吊系、底锚系、走行系和施工平台组成。该挂篮承载能力和刚度大，机械化程度高，操作方便快捷、安全可靠。
　　②挂篮拼装
　　挂篮结构构件运达施工现场后，利用塔吊吊至已浇梁段顶面，在已浇好
　　的0#梁段顶面拼装，拼装完毕后，对挂篮施加荷载进行预压，充分消除挂篮产生的非弹性变形，悬灌施工过程中，将挂篮的弹性变形量纳入梁段施工预拱度计算。
　　③挂篮静载试验
　　挂篮静载试验方法：挂篮静载试验采用底模梁加挂水箱逐级加载的方法。选择多个受力点，用钢丝绳滑轮机构进行受力分配，总荷载为节段最大重量的1.25倍。试验目的是检测挂篮的应力和变形，消除挂篮非弹性变形，同时为1#段立模高程提供依据。
　　挂篮拼装完毕后，进行荷载试验以测定挂篮的实际承载能力和梁段荷载作用下的变形情况。荷载试验时，加载按施工中挂篮受力最不利的梁段荷载进行等效加载。根据各级荷载作用下挂篮产生的挠度绘出挂篮的荷载—挠度曲线，为悬臂施工的线性控制提供可靠的依据。根据最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力，可以计算挂篮的实际承载能力，了解挂篮使用中的实际安全系数，确保安全可靠。
　　④挂篮的移动与拆除
　　在每一梁段混凝土浇筑及预应力张拉完毕后，将挂篮沿行走轨道移至下一梁段位置进行施工，直到悬灌梁段施工完毕。
　　箱梁悬灌梁段施工完毕后，进行挂篮结构拆除。拆除顺序为：箱内拱顶支架→侧模系统→底模系统→主桁架，吊带系统及行走锚固系统在其过程中交叉操作。
　　⑤挂篮拼、拆装注意事项
　　挂篮拼装、移动、拆除保持两端基本对称同时进行。产生不均匀时，不平衡重不能超出6.5T,施工时安排专人负责检查落实。
　　挂篮拼装顺序操作，作业前对吊装机械及机具进行安全检查，在操作过程中地上、空中有专人进行指挥。
　　（2）悬臂灌注施工
　　悬臂灌注施工主要包括挂篮前移、挂篮调整及锚固、钢筋及孔道安装、混凝土灌注及养护、预应力施加、孔道压浆六个工序循环进行。悬灌梁段施工长度3-5m，混凝土强度和弹性模量达到设计要求后进行预应力张拉。
　　①挂篮前移：在前一梁段施工完毕后，解除各吊点，使模板脱离梁体，解除梁上后锚点，进行锚固转换，行走小车托力转换在滑道上，通过手拉葫芦拖拉主桁,挂篮前移动至下一梁段位置。
　　②挂篮调整及锚固：挂篮就位后，先进行主桁梁上锚固转换给梁体的锚筋和底篮后锚安装转换在梁体上，然后通过测量仪器进行中线、高程测量、定位，通过千斤顶进行标高调整，经过检查确定合格后，最后进行全面锚固。
　　（3）钢筋工程
　　钢筋由工地集中加工制作，运至现场由吊车提升、现场绑扎成型。
　　0#段钢筋一次绑扎成型，绑扎时注意绑扎顺序，确保位置准确，其它梁段钢筋分段一次绑扎成型。
　　顶板、腹板内有大量的预埋波纹管，为了不使波纹管损坏，一切焊接在波纹管埋置前进行，管道安装后尽量不焊接，当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时适当移动钢筋位置，准确安装定位钢筋网，确保管道位置准确。
　　钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，经复核无误后方进行钢筋绑扎。纵向普通钢筋在两梁段的接缝处的连接方法及连接长度满足设计及规范要求。
　　（4）混凝土工程
　　模板、钢筋及预应力系统和各种预留件安装完毕经检查认可后即可进行浇筑。为减少混凝土收缩徐变等的影响，对混凝土各项指标要求进行卡控，严格掌握混凝土的配合比，并规定施工所用水泥、碎石、砂要与试验报告一样，并严格控制砼的坍落度，确保梁体的质量。0#段混凝土一次水平分层浇筑，由中间向两边浇筑；其它梁段分段一次浇筑成型，先底板，后腹板，再顶板，悬臂段浇筑时要求对称进行。在灌注箱梁砼的过程中及时测量挂篮有模板挠度变化，发现实际沉落与预留量不符合时，采取措施避免结构超限下垂。混凝土浇筑完毕后，顶面采用麻袋覆盖并洒水养护，箱内及侧墙用养护剂养护。
　　（5）预应力
　　三向预应力施工按先纵向后竖向再横向的顺序进行。
　　〈1〉预应力筋及其管道的安装
　　竖向预应力：为确保竖向预应力筋的位置准确、垂直，在中部采用定位钢筋、在顶面用角钢定位。竖向预应力筋锚固端与箱身钢筋位置发生矛盾时，保证锚垫板和锚下螺旋筋的位置准确而调整箱身钢筋位置。
　　纵向预应力：纵向预应力管道，设置定位钢筋定位，管道中穿入PVC管保持管道顺直，在混凝土浇筑过程中，经常转动PVC管，以防预应力波纹管漏浆“凝死”PVC管，在混凝土浇筑完毕初凝后及时抽出。
　　横向预应力：横向预应力钢绞线及波纹管在竖向和纵向预应力管道安装完毕后安装。0#块横向预应力应该在0#块强度达到要求，纵向预应力拉完后，立即张拉，这样能够保证连续梁0#块梁体稳定。
　　〈2〉预应力张拉及锚固
　　预应力张拉设备使用与锚具相配套的千斤顶及油泵，使用前先进行标定，确保张拉质量。张拉时做到对称、平衡，按照设计要求张拉。
　　①纵向预应力
　　纵向预应力采用千斤顶张拉，张拉顺序为先腹板束，后顶板束，左右对称张拉。
　　②横向预应力
　　横向预应力钢束为扁形锚具张拉，采用YDC240Q型千斤顶利用悬臂板的支架搭设工作平台，由0#段中心向两侧逐束双向张拉。
　　③竖向预应力
　　竖向预应力钢筋在安装前均按设计张拉力在台位上进行预拉，其锚固端在施工前先将螺母及垫板用环氧树脂将螺母下端与粗钢筋固定，采用YG70型千斤顶由0#段向两边与桥轴线对称单向张拉。
　　④预应力筋张拉采用张拉力与伸长量双控，以张拉力为主，实际伸长量与计算伸长量差值控在±6%以内，张拉时混凝土强度必须达到设计规定强度以上，张拉步骤严格按照设计或规范要求进行。
　　〈3〉压浆及封锚
　　①压浆管的布置
　　纵向预应力在两端分别设置压浆孔和出浆孔，中间设接力压浆孔。横向和竖向预应力管道，每一段设压浆嘴、排气孔各一个。相邻两根竖向预应力管道下部采用钢管相连，上部一根为进口，一根为出口，上端排气孔采用在锚板上拉缝留孔的方法处理。
　　②压浆
　　预应力管道压浆采用不低于设计等级的水泥浆，并按试验配比加入符合要求的膨胀剂。施工中采用压浆工艺，使得管道水泥浆更密实。
　　③封锚：按照设计要求，采用C50级的混凝土封锚。
　　4）结构体系的转换
　　连续梁桥采用悬臂施工法，在结构体系转换时，为保证施工阶段的稳定，边跨先合拢，释放梁墩锚固，结构由双悬臂状态变成单悬臂状态，最后跨中合拢，形成连续梁受力状态。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　中跨合拢施工步骤图
　　
　　
　　施工过程中存在梁的受力结构体系转换，施工时注意以下几点。
　　（1）结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时，梁体某些部位的弯矩方向发生转换。所以在拆除梁墩锚固前，按设计要求，张拉一部分或全部布置在梁体下部的正弯矩预应力束，对活动支座需保证解除临时固结后的结构稳定，采取措施限制单悬臂梁发生过大纵向水平位移。
　　（2）梁墩临时锚固的放松，均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放。在放松前测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常情况，立即停止作业，找出原因，以确保施工安全。
　　（3）对转换为超静定结构，需考虑钢束张拉、支座变形、温度变化等因素引起结构的次内力。按设计要求，需进行内力调整时，以标高、反力等多因素控制，相互校核。
　　5）线形控制
　　为确保施工中结构的可靠性和安全性以及保证桥梁线形及受力状态符合设计要求，对桥梁悬臂施工进行控制，施工全程进行严格线形监控，按照设计图纸和规范要求，建立模型元，对桥梁应力和线性变化进行有效监测，用《桥梁博士》计算，用MIDAS校核，以确保线性满足设计要求。
　　三、结语
　　大寺台跨京港澳高速公路特大桥连续梁于2010年9月建成，施工过程没有发生任何质量安全问题。混凝土各项指标全部符合要求，表面光洁密实，梁体线形平顺，主梁结构受力状况良好，符合设计规范要求，主梁结构安全可靠，较好地实现了监控目的，为今后大跨度连续梁施工提供了参考。

《石武客运专线大跨度连续梁施工控制技术》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 石武客运专线大跨度连续梁施工控制技术

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-13562