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'《公路桥梁施工组织设计》概述悬臂施工法也称为分段施工法。悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。预应力砼桥梁采用悬臂《公路桥梁施工组织设计》《汇报报告》关于《汇报报告》的文章《公路桥梁施工组织设计》正文开始>>第一节概述悬臂施工法也称为分段施工法。悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。预应力砼桥梁采用悬臂施工法是从钢桥悬臂拼装发展而来。早在1948年,法国工程师E·弗莱西奈在巴黎附近的马恩河上采用预制分段施工法架设了吕章西(Luzancy)桥,主跨为74m,从此在欧洲各国得到推广采用。我国交通系统1964年在河南汤阴县,汤阴至濮阳原窄轨铁路线上修建了五陵卫河桥,采用悬臂拼装法施工,跨度为25m+50m+25m的T型刚构桥,于1965年4月建成通车,这是我国首次采用悬臂拼装法建成的预应力砼T型刚构桥。1968年底建成了柳州桥,跨越广西省柳江,桥跨为45.19m+66.71m+120m+124m+52.29m国内首次采用悬臂浇筑法施工。我国铁路系统60年代修建成昆铁路大会战中,取得了成功经验。旧庄河一号桥采用铰接悬臂梁结构形式,跨径为24m+48m+24m,采用悬臂拼装法施工,经一年多努力,于1966年11月竣工,悬拼速度达到一昼夜一节。尔后孙水河五号大桥也采用铰接悬臂梁结构形式,跨径为32.3m+64m+32.3m,采用悬臂浇筑法施工,于1970年6月竣工,悬浇速度达5~7天/节。悬臂施工法最早主要用于修建预应力T型刚构桥,由于悬臂施工方法的优越性,后来被推广用于预应力砼悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚构桥、桁架桥、拱桥及斜拉桥等。随着桥梁事业的发展,尤其近年来采用悬臂施工法在国内外大跨径预应力砼桥梁中得到广泛采用。据资料统计,国内外1952年以来lOOm以上大跨径桥梁中,采用悬臂浇筑法施工占80%左右,采用悬臂拼装法施工占7%左右。如阿根廷的巴拉奎河(ParaguaryRiver)桥为预应力砼T构桥,主孔跨径达到270m,澳大利亚的给脱威桥主跨为260m的预应力砼连续梁桥,我国的上海奉浦大桥为主跨125m的预应力砼连续梁桥,奉浦大桥在软土地基上采用大跨径预应力连续梁是一个创举。1988年修建跨越珠江的广州洛溪大桥,主跨为65m+125m+180m+llorn为预应力砼连续刚构桥,采用悬臂浇筑法施工。
1995年11月竣工的湖北省黄石长江大桥,主跨162.5m+3×245m+162。5m为预应力砼连续刚构桥,采用悬臂浇筑法施工,并创造了几孔同时合拢的施工方法。1997年7月竣工的广东省虎门辅航道桥,主跨150m+270m+150m,为预应力砼连续刚构桥,是目前世界上同类桥梁采用悬臂浇筑法施工的最大跨径桥梁。悬臂施工的斜拉桥跨径已超过800m。上述实例证明,我国悬臂施工法技术水平已达到国际先进水平。本章主要介绍预应力砼梁式桥的悬臂施工法,其他类型桥梁的悬臂施工特点,将分别在有关章节中介绍。一、悬臂施工法特点1.预应力砼连续梁及悬臂梁桥采用悬臂施工时需进行体系转换,即在悬臂施工时,梁墩采取临时固结,结构为T形刚构,合拢前,撤消梁墩临时固结,结构呈悬臂梁受力状态,待结构合拢后形成连续梁体系。设计时应对施工状态进行配束验算。2.桥跨间不需搭设支架,施工不影响桥下通航或行车。施工过程中,施工机具和人员等重力均全部由已建梁段承受,随着施工的进展,悬臂逐渐延伸,机具设备也逐步移至梁端,无需用支架作支撑。所以悬臂施工法可应用于通航河流及跨线立交大跨径桥梁。3.多孔桥跨结构可同时施工,加快施工进度。4.悬臂施工法充分利用预应力砼承受负弯矩能力强的特点,将跨中正弯矩转移为支点负弯矩,使桥梁跨越能力提高,并适合变截面桥梁的施工。5.悬臂施工用的悬拼吊机或挂篮设备可重复使用,施工费用较省,可降低工程造价。二、悬臂施工法的分类悬臂施工法主要有悬臂拼装法及悬臂浇筑法两种。(一)悬臂拼装法悬臂拼装法利用移动式悬拼吊机将预制梁段起吊至桥位,然后采用环氧树脂胶及钢丝束预施应力连接成整体。采用逐段拼装,一个节段张拉锚固后,再拼装下一节段。悬臂拼装的分段,主要决定于悬拼吊机的起重能力,一般节段长2~5m。节段过长则自重大,需要悬拼吊机起重能力大,节段过短则拼装接缝多,工期也延长。一般在悬臂根部,因截面积较大,节段长度采用较短,以后向端部逐渐增长。
(二)悬臂浇筑法悬臂浇筑采用移动式挂篮作为主要施工设备,以桥墩为中心,对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段砼,待砼达到要求强度后,张拉预应力束,再移动挂篮,进行下一节段的施工,悬臂浇筑每个节段长度一般2~6m,节段过长,将增加砼自重及挂篮结构重力,而且要增加平衡重及挂篮后锚设施;节段过短,影响施工进度。所以施工时应根据设备情况及工期,选择合适的节段长度。(三)悬臂浇筑法与悬臂拼装法的比较1.施工进度方面利用挂篮进行悬臂浇筑时,砼中加入早强剂,每个节段施工周期通常5~7天。悬臂拼装施工时,预制节段可以在进行桥梁下部结构的同时进行,拼装时仅占用吊装定位、环氧胶粘贴和穿束张拉等工序。一个节段拼装时间仅1~1.5天。所以从施工进度方面比较,悬臂拼装速度比悬臂浇筑要快得多,悬臂拼装适合于快速施工。2.结构整体性方面采用悬臂浇筑法施工时,因梁体钢筋采用焊接相连,已建梁体表面砼凿毛等处理,结构整体性较好。悬臂拼装法施工时,块件在预制场预制,块件本身质量较易保证,但组拼时采用环氧胶粘接,预应力束在预留孔道中穿束张拉连接,比起悬臂浇筑法来说,结构整体性要差一些。3.施工变形控制悬臂浇筑法施工时,施工变形易控制,可采用计算机程序控制,逐段进行底模标高的调整。上海吴淞大桥为55m+90m-l-55m三跨连续梁,采用悬臂浇筑法施工,中间合拢误差仅6mm。悬臂拼装法施工时,施工变形控制难度较大,需从施工中摸索控制办法,以达到合拢精度要求。4.施工适应性悬臂浇筑施工时,遇冬季寒冷气候施工,砼蒸汽养护难度较大,所以受地域季节条件影响,但不受桥下地形、水文或建筑物影响。
悬臂拼装施工时,由于节段块件在预制场预制,养生条件较好,拼装时采用环氧树脂胶接缝,也有在零下15℃施工成功的实例。如采用干接缝则不受低温影响。但悬臂拼装时,一般从桥下运输节段,再由悬拼吊机吊起就位,所以对桥下地形及水文等情况有一定要求。5.起重能力要求悬臂浇筑法施工时,悬浇起重能力要求不高,仅起吊钢筋骨架及砼。悬臂拼装法施工时,需起吊节段块件,所以要求悬拼吊机起吊能力较大。悬拼吊机一般采用贝雷桁架或万能杆件拼装。从上面几点分析,可以看出悬臂浇筑法具有结构整体性好,可以不受桥下地形条件限制,优越性较明显,所以大部分大跨径预应力砼桥梁采用悬臂浇筑法施工。第二节悬臂拼装法施工悬臂拼装施工包括块件的预制、运输、拼装及合拢。下面主要介绍预应力砼箱形T构采用悬臂拼装法施工。一、块件预制(一)预制方法箱梁块件通常采用长线浇筑法或短线浇筑的立式预制方法。桁架梁段采用卧式预制方法。1.长线预制长线预制是在预制厂或施工现场按桥梁底缘曲线制作固定的底座,在底座上安装底模进行块件预制工作。形成梁底缘的底座有多种方法,它可以利用预制场的地形堆筑土胎,经加固夯实后铺砂石层并在其上面做砼底板;山区有石料的地区可用石砌圬工筑成所需的梁底缘的形状,地质条件较差的预制场地,需采用打短桩基础,再搭设排架形成梁底曲线。排架可用木材或型钢组成。图8—1为预应力砼T型刚构桥的箱梁预制台座的构造。箱梁节段的预制在底板上进行。模板常采用钢模,每段一块,以便于装拆使用。为加快施工进度,保证节段之间密贴,常采用先浇筑奇数节段,然后利用奇数节段砼的端面弥合浇筑偶数节段。也可以采用分阶段的预制方法。当节段砼强度达到设计强度70%以上后,可吊出预制场地。2.短线预制短线预制箱梁块件的施工,是由可调整外部及内部模板的台车与端模架来完成,见图8—
2。第一节段砼浇筑完成后,在其相对位置上安装下一层模板,并利用第一节段的端面作为第二节段的端模完成砼的浇筑工作。短线预制适合工厂节段预制,设备可周转使用,每条生产线平均五天可生产四块,但节段的尺寸和相对位置的调整要复杂一些。此法亦称活动底座法。3.卧式预制桁架梁的预制节段,常采用卧式预制。卧式预制,要有一个较大的地坪。地坪的高低要经过测量,并有足够的强度,不致产生不均匀沉陷。对相同的节段还可以在已预制完成的节段上安装模板进行叠制,两层构件间常用塑料布或涂机油等方法分隔。桁架梁预制节段的起吊、翻身工作要求操作细致,并注意选择吊点和吊装机具。无论是箱梁或桁架构件的预制,都要求相邻构件之间接触密贴,故必须以前面浇筑块件的端面作为后来浇筑构件的端模,同时必须采用隔离剂(薄膜、废机油、皂类等)使块件出坑时相互容易从接缝处脱离。这种构件预制方法,国外一般叫做“配合浇筑”法。(二)定位器和孔道形成器设置定位器的目的是使预制梁块在拼装时能准确而迅速地安装就位。有的定位器不仅能起到固定位置的作用,而且能承受剪力。这种定位装置称抗剪楔或防滑楔。块件预制时,除注意预埋定位器装置外,尚须注意按正确位置预埋孔道形成器和吊点装置(吊环或竖向预应力粗钢筋)等。二、块件运输箱梁块件自预制底座上出坑后,一般先存放于存梁场,拼装时块件由存梁场至桥位处的运输方式,一般可分为场内运输、块件装船和浮运三个阶段。(一)场内运输当存梁场或预制台座布置在岸边,又有大型悬臂浮吊时,可用浮吊直接从存梁场或预制台座将块件吊放到运梁驳船上浮运。当预制底座垂直于河岸时,存梁场往往设于底座轴线的延长线上,此时,块件的出坑和运输一般由预制场上的龙门吊机担任,块件上船也可用预制场的龙门吊机。
预制底座平行于河岸时,场内运输应另备运梁平车进行。栈桥上也必须另设起重吊机,供吊运块件上船。块件的运输,当预制场与栈桥距离较远时,应首先考虑采用平车运输。起运前要将块件安放平稳,底面坡度不同的块件要使用不同厚度的楔形木来调整。块件用带有花篮螺丝的缆索保险。当采用无转向架的运梁平车时,运输轨道不能设平曲线,纵坡一般应为平坡。当地形条件限制时,最大纵坡也不得大于1%。下坡运行时,平车后部要用钢丝绳牵引保险,不得溜放。块件的起吊应该配有起重扁担。每块箱梁四个吊点,使用两个横扁担用两个吊钩起吊。如用一个主钩以人字千斤起吊时,还必须配一根纵向扁担以平衡水平分力。(二)块件装船块件装船在专用码头上进行。码头的主要设施是施工栈桥和块件装船吊机。栈桥的长度应保证在最低施工水位时驳船能进港起运,栈桥的高度要考虑在最高施工水位时栈桥主梁不应被水淹,栈桥宽度要考虑到运梁驳船两侧与栈桥之间需有不少于0.5m的安全距离。栈桥起重机的起重能力和主要尺寸(净高和跨度)应与预制场上的吊机相同。(三)浮运浮运船只应根据块件重量和高度来选择,可采用铁驳船、坚固的木趸船、水泥驳船或用浮箱装配。为了保证浮运安全,应设法降低浮运重心。开口舱面的船应尽量将块件置于船舱底板。必须置放在甲板面上时,要在舱内压重。块件的支垫应按底面坡度用碎石子堆成,满铺支垫或加设三角形垫木,以保证块件安放平稳。块件一般较大,还需以缆索将块件系紧固定。三、悬臂拼装(一)悬拼方法预制块件的悬臂拼装可根据现场布置和设备条件采用不同的方法来实现。当靠岸边的桥跨不高且可在陆地或便桥上施工时,可采用自行式吊车、门式吊车来拼装。对于河中桥孔,也可采用水上浮吊进行安装。如果桥墩很高,或水流湍急而不便在陆上、水上施工时,就可利用各种吊机进行高空悬拼施工。1.悬臂吊机拼装法
悬臂吊机由纵向主桁架、横向起重桁架、锚固装置、平衡重、起重系、行走系和工作吊篮等部分组成,见图8—3所示。纵向主桁为吊机的主要承重结构,可由贝雷片、万能杆件、大型型钢等拼制。一般由若干桁片构成两组,用横向联结系联成整体,前后用两根横梁支承。横向起重桁是供安装起重卷扬机直接起吊箱梁块件之用的构件。纵向主桁的外荷载就是通过横向起重桁传递给它的。横向起重桁支承在轨道平车上,轨道平车搁置于铺设在纵向主桁上弦的轨道上,起重卷扬机安置在横向起重桁上弦。设置锚固装置和平衡重的目的是防止主桁架在起吊块件时倾覆翻转,保持其稳定状态。对于拼装墩柱附近块件的双悬臂吊机,可用锚固横梁及吊杆将吊机锚固于零号块上。对称起吊箱梁块件,不需要设置平衡重。单悬臂吊机起吊块件时,也可不设平衡重,而将吊机锚固在块件吊环上或竖向预应力筋的螺丝端杆上。起重系一般是由50kN电动卷扬机、吊梁扁担及滑车组等组成。起重系的作用是将由驳船浮运到桥位处的块件提升到拼装高度以备拼装。滑车组要根据起吊块件的重量来选用。吊机的整体纵移可采用钢管滚筒在木走板上滚移,由电动卷扬机牵引。牵引绳通过转向滑车系于纵向主桁前支点的牵引钩上。横向起重桁架的行走采用轨道平车,用倒链滑车牵引。工作吊篮悬挂于纵向主桁前端的吊篮横梁上,吊篮横梁由轨道平车支承以便工作吊篮的纵向移动。工作吊篮供预应力钢丝穿束、千斤顶张拉、压注灰浆等操作之用。可设上、下两层,上层供操作顶板钢束用,下层供操作肋板钢束用。也可只设一层,此时,工作吊篮可用倒链滑车调整高度。这种吊机的结构较简单,使用最普遍。当吊装墩柱两侧附近块件时,往往采用双悬臂吊机的形式,当块件拼装至一定长度后,将双悬臂吊机改装成两个独立的单悬臂吊机(见图8—3)。但在桥的跨径不太大,孔数也不多的情况下,有的工地就不拆开墩顶桁架而在吊机两端不断接长进行悬拼,以免每拼装一对块件就将对称的两个单悬臂吊机移动和锚固一次。当河中水位较低——运输箱梁块件的驳船船底标高低于承台顶面标高,驳船无法靠近墩身时,双悬臂吊机的设计往往要受安装一号块件时的受力状态所控制。为了不增大主桁断面以节约用钢量,对这种情况下的双悬臂吊机必须采取特别措施,例如斜撑法和对拉法。斜撑法即以临时斜撑增加纵向主桁的支点以改善主桁的受力状况。斜撑的下端支于墩身牛腿上,上端与主桁加强下弦杆铰接。当块件从驳船上吊起并内移至安全距离以后,将块件临时搁置于承台上的临时支架上,再以千斤顶顶起吊机,除去斜撑,继续起吊块件,内移就位。用此法起吊块件安全可靠,但增加了起吊工序和材料用量。
对拉法即将横向起重桁架放置于起吊安全距离内,将块件直接由船上斜向起吊,两横向起重桁架用钢丝绳互相拉住以平衡因斜向起吊而产生的水平分力,防止横向起重桁架向悬臂端滚移。对拉法不需附加任何构件,起吊程序简单,但必须确保块件与承台不致相撞。这个方法一般使用在起吊钢丝绳的斜向角度很小的情况下。岸孔T构的安装较常采用的方案是在墩柱岸边一侧疏出一条运梁驳船航道,使装载块件的驳船能停靠到岸边一侧墩柱旁。这时对悬臂吊机的吊装方案要进行相应的改变。改变方法有二:一是在块件向前拼装时,吊机不向前移动,只是连续向前接拼纵向主桁。块件在墩柱旁起吊,由横向起重桁架悬吊着块件外移至待拼位置就位,顺次安装伸人河岸上的块件。二是在吊机拼装好一个块件后,吊机仍按正常程序向前移动,只是从起吊位置起,在桥面铺设轨道供下台车行驶。操作程序是:将上、下台车放在起吊位置,由上台车吊起块件,下台车连同上台车和悬吊着的块件向前移动,直至与吊机尾衔接。接通下台车上弦的轨道,再向前移动上台车到安装位置。2.连续桁架(闸式吊机)拼装法连续桁架悬拼施工可分移动式和固定式两类。移动式连续桁架的长度大于桥的最大跨径,桁架支承在已拼装完成的梁段和待拼墩顶上,由吊车在桁架上移运块件进行悬臂拼装。固定式连续桁架的支点均设在桥墩上,而不增加梁段的施工荷载。图8—4表示移动式连续桁架,其长度大于两个跨度,有三个支点。这种吊机每移动一次可以同时拼装两孔桥跨结构。3.起重机拼装法尚可采用伸臂吊机、缆索吊机、龙门吊机、人字扒杆、汽车吊、履带吊、浮吊等起重机进行悬臂拼装。根据吊机的类型和桥孔处具体条件的不同,吊机可以支承在墩柱上、已拼好的梁段上或处在栈桥上、桥孔下。不管是利用现有起重设备或专门制作,悬臂吊机需满足如下要求:(1)起重能力能满足起吊最大块件的需要,(2)吊机便于作纵向移动,移动后又能固定于一个拼装位置;
(3)吊机处在一个位置上进行拼装时,能方便地起吊块件作竖向提升和纵、横向移动,以便调整块件拼装位置;(4)吊机的结构尽量简单,便于装拆。(二)接缝处理及拼装程序梁段拼装过程中的接缝有湿接缝、干接缝和胶接缝等几种。不同的施工阶段和不同的部位,将采用不同的接缝形式。1.一号块和调整块用湿接缝拼装一号块件即墩柱两侧的第一块,一般与墩柱上的零号块以湿接缝相接。一号块是T型刚构两侧悬臂箱梁的基准块件。T构悬拼施工时,防止上翘和下挠的关键在于一号块定位准确,因此,必须采用各种定位方法确保一号块定位的精度。定位后的一号块可由吊机悬吊支承,也可用下面的临时托架支承。为便于进行接缝处管道接头操作、接头钢筋的焊接和砼振捣作业,湿接缝一般宽0.1~0.2m。一号块件拼装和湿接缝处理的程序:(1)块件定位,测量中线及高程,(2)接头钢筋焊接及安放制孔器(非暗管结构的箱梁,无此要求);(3)安放湿接缝模板;(4)浇筑湿接缝砼(用高标号砂浆或小石子砼);(5)湿接缝砼养护脱模,(6)穿一号块预应力筋(束),张拉锚固。跨度大的T型刚构桥,由于悬臂很长,往往在伸臂中部设置一道现浇箱梁横隔板,同时设置一道湿接缝。这道湿接缝除了能增加箱梁的结构刚度外,也可以调整拼装位置。在拼装过程中,如拼装上翘的误差很大,难以用其他办法补救时,也可以增设一道湿接缝来调整。但应注意,增设的湿接缝宽度必须用凿打块件端面的办法来提供。2.其他块件用胶接缝或干接缝拼装其他块件的拼装程序;(1)利用悬拼吊机将块件提升,内移就位,进行试拼,
(2)移开块件,与已拼块件保持约0.4m的间距;(3)穿束;(4)涂胶(双面涂胶);(5)块件合拢定位(利用定位器并施加压力),测量中线及高程,检查块件出坑前所作跨缝弹线是否吻合;(6)张拉预应力筋(束),观察块件是否滑移,然后锚固。3.环氧树脂胶块件接缝采用环氧树脂胶,厚度1.0mm左右。环氧树脂胶接缝可使块件连接密贴,可提高结构抗剪能力、整体刚度和不透水性。一般不宜采用干接缝。干接缝块件密贴性差,接缝中水气浸入导致钢筋锈蚀。环氧树脂胶的配方应通过试验决定,并随化学工业的迅猛发展,产品换代,应作市场调查,采用性能最好的产品。环氧树脂胶由环氧树脂、固化剂、增塑剂、稀释剂、填料等组成。(1)环氧树脂一般选用环氧树脂E—44(6101)。这种环氧树脂分子量较低(420~500),软化点18℃~22℃,工艺性能好,施工方便,可加人大量填料,既能改善胶料性能,又节约环氧树脂用量。(2)固化剂早期采用乙二胺作固化剂,由于乙二胺毒性较大,不利于操作人员健康一般不宜采用,现在市场上有无毒性的固化剂,如H4环氧固化剂及T--31环氧固化剂。了一31环氧固化剂使用方便,在大于80%湿度下,或在0℃左右低温下,仍能使环氧树脂固化。(3)增塑剂它能降低树脂的粘度,固化后增加胶体的塑性。如以前采用乙二胺作固化剂,这类固化剂固化后环氧材料往往会发脆,所以一定要掺加一定数量的增塑剂。而选用T一31环氧固化剂就不必加增塑剂。胶接缝采用非活性增塑剂,品种有苯二甲酸二丁脂、苯二甲酸二辛脂、磷酸三甲苯酸脂等。(4)稀释剂加入稀释剂的主要作用是降低环氧树脂的粘度,增加流动性,便于施工时调配。常用非活性稀释剂有丙酮、甲苯、二甲苯等。其用量不超过树脂用量的30%。在涂抹后应使其完全挥发,以减少对环氧树脂胶强度和抗老化性能的影响。(5)填料为了降低成本及改善环氧树脂胶的性能,单纯环氧树脂固化后胶体的弹性模量很低,而温度膨胀系数很大,是砼膨胀系数的8倍,所以环氧树脂胶中加入填料来改善胶体性能。填料一般用高标号水泥、洁净干燥砂。
一般对接缝砼面先涂底层环氧树脂底胶(环氧树脂底层胶由环氧树脂、固化剂、稀释剂按试验决定比例调配)然后再涂加入填料的环氧树脂胶。环氧树脂胶随用随配调制。(三)穿束及张拉1.穿束T型刚构桥纵向预应力钢筋的布置有两个特点;(1)较多集中于顶板部位。(2)钢束布置对称于桥墩。因此拼装每一对对称于桥墩块件用的预应力钢丝束须按锚固这一对块件所需长度下料。明槽钢丝束通常为等间距排列,锚固在顶板加厚的部分(这种板俗称“锯齿板”)。加厚部分预制时留有管道(图8—5)。穿束时先将钢丝束在明槽内摆放平顺,然后再分别将钢丝束穿人两端管道之内。钢丝束在管道两头伸出长度要相等。暗管穿束比明槽难度大。经验表明,60m以下的钢丝束穿束一般均可采用人工推送。较长钢丝束穿人端,可点焊成箭头状缠裹黑胶布。60m以上的长束穿束时可先从孔道中插入一根钢丝与钢丝束引丝连接,然后一端以卷扬机牵引,一端以人工送入。2.张拉钢丝束张拉前要首先确定合理的张拉次序,以保证箱梁在张拉过程中每批张拉合力都接近于该断面钢丝束总拉力重心处。钢丝束张拉次序的确定与箱粱横断面形式、同时工作的千斤顶数量、是否设置临时张拉系统等因素关系很大。在一般情况下,纵向预应力钢丝束的张拉次序按以下原则确定:(1)对称于箱梁中轴线,钢束两端同时成对张拉,(2)先张拉肋束,后张拉板束,(3)肋束的张拉次序是先张拉边肋,后张拉中肋(若横断面为三根肋,仅有二对千斤顶时);(4)同一肋上的钢丝束先张拉下边的,后张拉上边的;(5)板束的次序是先张拉顶板中部的,后张拉边部的。每一束的张拉程序参见第七章的后张法预制工艺。四、悬臂挠度控制(一)悬拼挠度计算
悬拼施工过程中所产生的挠度,涉及到梁体自重、预应力、砼徐变、施工荷载等的作用。鉴于施工挠度与许多不定因素有关(例如各段砼间材料性能、温度、湿度以及养护等方面的差异、各段的工期也很难准确估计),并由于施工中荷载的随时间变化以及梁体截面组成也随施工进程中预应力筋的增多而发生变化等等,故要精确计算施工挠度是非常困难的。以下的计算供参考。刚构悬臂梁的挠度包括:由恒载、活载、预应力及砼徐变所产生的刚构悬臂梁本身的挠度;由不对称恒载、活载及风荷载引起刚构墩柱和刚构基础变形所产生的悬臂梁挠度。1.恒载、活载及预应力所产生的挠度恒载、活载及预应力所产生的刚构悬臂梁本身的挠度一般均按共轭梁法计算,其计算图式如图8—6。悬臂端部,I截面的挠度按下式计算:悬臂梁1~(n一1)截面的挠度按下式计算:2.徐变挠度徐变挠度与施工日期和徐变完成时间有密切关系。箱梁悬臂系逐节分段张拉,块件自重和预应力也系逐级加载,块件受载龄期不断变化,同时由二期恒载(桥面铺装等)、挂梁及活载作用时的箱梁各节段的龄期也不一样。加载龄期短的,其后期徐变挠度大,加载龄期长的,其后期徐变挠度小,详细计算十分繁复。为简化起见,一般均取统一的加载龄期。砼徐变终了时间一般定为3年。主要徐变参数有:(1)徐变变形最大值与弹性变形之比:(3)砼从徐变开始到终了期限内的徐变特征值:3.墩柱挠曲引起的挠度在活载弯矩作用下,墩柱挠曲而产生的悬臂梁各截面处挠度按下式计算:在各种水平附加力作用下引起墩柱挠曲而产生的悬臂梁各截面处挠度按下式计算;由制动力产生的:其他符号意义同前。另外,由于不对称刚构悬臂的不平衡静载弯矩作用以及摩擦力作用所产生墩柱挠曲而引起的悬臂梁挠度也应进行计算。日照顶晒时因箱梁上下温差引起的悬臂端点的挠度也是明显的。在挠度组合计算中,悬臂梁各截面的总挠度为上列各因素产生之挠度的代数和。为使悬臂粱在恒载、活载、预应力及砼徐变等的综合挠度下,保持良好的行车条件,就需设置一定的预拱度。(二)安装误差的控制和纠正
在悬臂拼装阶段,影响挠度的因素主要是预应力、自重力和在接缝上引起的弹性和非弹性变形,还有块件拼装的几何尺寸误差。当前,有不少采用悬臂拼装施工的T构桥上挠值大大超过计算值。这种情况主要是由安装误差引起的。影响安装误差的因素很多,最关键的是一号块件定位和胶接缝施工。一号块定位不准,则以后拼装的各个块件均将偏离预计的位置,其偏离值与该块件距梁根部的距离成正比。胶接缝施工时胶浆涂层太厚、接缝加压不均匀,势必也引起梁的意外上翘。为控制和纠正过大上翘,可采取如下措施:1.一号块定位时按计算的悬臂挠度及需设的预拱度确定正确的定位位置,并仔细准确地进行定位;2.其他块件胶接缝的涂层尽量减薄,并使在临时的均匀压力下固化;3.悬拼过程中发现实际悬拼挠度过大时,需认真分析原因,及时采取措施。可采取的措施按上翘程度不同大体上有:(1)通过多次涂胶将胶接缝做成上厚下薄的胶接层,以调整上翘度;(2)在接缝上缘的胶层内加垫钢板,增加接缝厚度;(3)凿打端面,将块件端面凿去一层砼,凿去的厚度沿截面的上、下方向按需要变化,然后涂胶拼接;(4)增加一个湿接缝,即改胶接缝(或干接缝)为湿接缝,将块件调整到要求的位置。五、预应力悬臂桁架梁的悬拼预应力悬臂桁架梁和桁架T构具有与箱梁T构桥基本相同的特点。不同的是因T型单元的悬臂由桁架构件组成,结构自重较小,耗钢较少,跨越能力较大,施工时拼装构件划分方案较多,悬拼方法更易适应不同吊装能力和进度的要求。(一)纵向分块和拼装方案1.杆件拼装当跨径较大时,桁架的单根杆件重量就较大,尤其是靠近根部节间的上弦和下弦特别重而且大,故可按杆件分别预制,然后拼装成整体。这时一般采用斜拉杆式桁架,拼装顺序如图8—7所示。这种分块和拼装方式,在国外采用时一般先将结点做成临时铰,以便在拼装过程中调整悬臂挠度和消除杆端恒载次应力。完工前将结点铰封死。2.三角形块件拼装将每一节间的下弦、斜杆和前竖杆(或前斜杆)预制成三角形构件,上弦杆预制成单独构件。这时一般采用斜压杆式或三角形式桁架,拼装顺序如图8—8所示。古巴扎扎河桥则是先将所有三角形块件用钢索悬挂拼出,然后现浇上弦杆和桥面板,最后统一张拉上弦预应力索。
3.节间块件拼装将桁架片沿竖杆中线分割,预制构件呈四边形(图8—9)。这时适宜采用斜压杆式桁架。拼装时将块件沿拼接缝涂胶合拢后即可进行预应力张拉。4.桁架节段拼装将桁架分成若干段,每段包含一个以上的节间,沿竖杆中线分割或沿结点附近杆段上分割,进行节段预制和拼装(图8—10)。以上四种方案中,后两种主要在国内建造的桥梁上采用。国外在一座桥上往往仅采用一种分块和拼装方式,国内则多采用两种以上的分块拼装方案。湖北黄陵矶大桥主孔的两个T型单元的根部节间由上弦构件和三角形构件组成,拼装时构件由悬臂吊机临时支承,定位后处理湿接缝(图8—11)。第二和第三节间分别为一个块件,其后是包含两个节间的块件,最后是包含两个节间和端牛腿的块件。(二)横向组拼方式在桥的横断面方向上,也有不同的组成方式。有由两片以上平行的桁架片节段用横向联结系联成整体后再拼装的,也有各片节段挨次平行地拼装然后用横向联结系构件联成整体的,也有在拼装的过程中将上、下弦分别横向联成整体的板而腹杆采用较细的构件,如澳大利亚的利普桥。我国黄陵矶大桥和河南嵩县吴村桥(图8—12和图8—13)属第二种方式。预应力悬臂桁架梁利用布置在上弦构件的预应力筋(束)悬拼。预应力筋(束)一般为明槽筋(束)。构件之间的接缝或接头除根部第一节间与墩顶间采用湿接缝定位外,其他一般为胶接缝。需调整悬拼挠度时也可设湿接缝。调整挠度处理方法与箱梁T构同。预应力桁架T构悬拼用的吊机设备种类也与预应力箱梁T构悬拼时相同。六、合拢段施工箱梁T构在跨中合拢时初期常用剪力铰,使悬臂能相对位移和转动,但挠度连续。现在箱梁T构和桁架T构的跨中多用挂梁连接。预制挂梁的吊装方法与装配式简支梁的安装同(详见第六章)。但需注意安装过程中对两边悬臂加荷的均衡性问题,以免墩柱受到过大的不均衡力矩。有两种方法:1.采用平衡量;2.采用两悬臂端部分批交替架梁,以尽量减少墩柱所受的不平衡力矩。用悬臂施工法建造的连续刚构桥、连续梁桥和悬臂桁架拱,则需在跨中将悬臂端刚性连接、整体合拢。这时合拢段的施工常采用现浇和拼装两种方法。现浇合拢段预留1.5~2m,在主梁标高调整后,现场浇筑砼合拢,再张拉预应力索筋,将梁连成整体。节段拼装合拢对预制和拼装的精度要求较高,但工序简单,施工速度快。第三节悬臂浇筑法施工一、概述
悬臂浇筑法施工是桥梁施工中难度较大的施32212艺,需要一定的施工设备及一支熟悉悬臂浇筑工艺的技术队伍。由于80%左右的大跨径桥梁均采用悬臂浇筑法施工,通过大量实桥施工,使悬臂浇筑施工工艺日趋成熟。下面按悬浇施工程序、0号块施工、梁墩临时固结、施工挂篮、浇筑梁段砼、结构体系转换、合拢段施工及施工控制几个方面进行较详细介绍。二、悬臂浇筑施工程序连续梁桥采用悬臂浇筑施工时,因施工程序不同,有以下三种基本方法。包括逐跨连续悬臂施工法、T构—单悬臂梁—连续梁施工法、T构—双悬臂梁—连续梁施工法。1.逐跨连续悬臂施工法(图8—14)(1)首先从B墩开始将梁墩临时固结,进行悬臂施工。(2)岸跨边段合拢,B墩临时固结释放后形成单悬臂梁。(3)从C墩开始,梁端临时固结,进行悬臂浇筑施工。(4)BC跨中间合拢,释放C墩临时固结,形成带悬臂的两跨连续梁。(5)从D墩开始,D墩进行梁墩固结进行悬臂施工。(6)CD跨中间合拢,释放D墩临时固结,形成带悬臂的三跨连续梁。(7)按上述方法以此类推进行。(8)最后岸跨边段合拢,完成多跨一联的连续梁施工。上述逐跨连续悬臂法施工,从一端向另一端逐跨进行,逐跨经历了悬臂施工阶段,施工过程中进行了体系转换。逐跨连续悬臂法施工可以利用已建成的桥面上进行机具设备、材料、砼运输,方便了施工。该法每完成一个新的悬臂并在跨中合拢后,结构稳定性、刚度不断加强,所以逐跨连续悬臂法常在多跨连续梁及大跨长桥上采用。2.T构—单悬臂梁—连续梁施工法(图8—15)(1)首先从月墩开始,梁墩固结,进行悬臂施工。(2)岸跨边段合拢,释放B墩临时固结,形成单悬臂梁。(3)C墩进行施工,粱墩固结,进行悬臂施工。(4)岸跨边段合拢,释放C墩临时固结,形成单悬臂梁。(5)BC跨中段合拢,形成三跨连续梁结构。本法也可以采用多增设两套挂篮设备,BC墩同时悬臂浇筑施工,再两岸跨边段合拢,释放月、C墩临时固结,最后中间合拢,成三跨连续梁,以加速施工进度,达到缩短工期目的。
多跨连续梁施工时可以采取几个合拢段同时施工,以加速施工进度。也可以逐个进行。本法在3~5跨连续梁施工中是常用的施工方法。3.T构—双悬臂梁—连续梁施工法(图8—16)(1)首先从月墩开始,梁墩固结后,进行悬臂施工。(2)再从C墩开始,粱墩固结后,进行悬臂施工。(3)BC跨中间拢,释放刀、C墩的临时固结,形成双悬臂梁。(4)A端岸跨边段合拢。(5)D端岸跨边段合拢,完成三跨连续梁施工。本方法当结构呈双悬臂梁状态时,结构稳定性较差,所以一般遇大跨径或多跨连续梁时不采用上述方法。上述连续梁采用的三种悬臂施工方法是悬臂施工的基本方法,遇到具体桥梁施工时,可选择合适的一种方法,也可综合各种方法优点选用合适的施工程序。三、悬臂梁段0号块施工采用悬臂浇注法施工时,墩顶0号块梁段采用在托架上立模现浇,并在施工过程中设置临时梁墩锚固、使0号块梁段能承受两侧悬臂施工时产生的不平衡力矩。施工托架有扇形、门式等形式,托架可采用万能杆件、贝雷梁、型钢等构件拼装,也可采用钢筋砼构件作临时支撑。托架总长度视拼装挂篮的需要而决定。横桥自托架宽度要考虑箱梁外侧主模的要求。托架顶面应与箱粱底面纵向线形一致。扇形施工托架与门式施工托架形式参见图8—17所示。由于考虑到在托架上浇筑梁段0号块砼,托架变形对梁体质量影响很大,在作托架设计时,除考虑托架强度要求外,还应考虑托架的刚度和整体性;采用万能杆件、贝雷梁、板梁、型钢等做托架时,可采取预压、抛高或调整等措施,以减少托架变形。上海吴淞大桥采用扇形钢筋砼立柱作托架支撑于承台上,并设置竖向预应力索作梁墩临时锚固用,减小了托架变形。四、梁墩临时固结措施大跨径预应力砼桥梁采用悬臂施工法施工,如结构采用T型刚构,因墩身与梁本身采用刚性连接,所以不存在梁墩临时固结问题。悬臂梁桥及连续梁桥采用悬臂施工法,为保证施,工过程中结构的稳定可靠,必须采取0号块梁段与桥墩间临时固结或支承措施。
临时固结措施或支承措施有下列几种形式:1.将0号块梁段与桥墩钢筋或预应力筋临时固结,待需要解除固结时切断,见图8—18所示。2.在桥墩一侧或两侧加临时支承或支墩,见图8—19所示。3.将。号块梁段临时支承在扇形或门式托架的二侧。4.临时支承可用硫磺水泥砂浆块,砂筒或砼块等卸落设备,以使体系转换时,较方便地撤除临时支承,见图8—19所示。临时梁墩固结要考虑两侧对称,施工时有一个梁段超前的不平衡力矩,应验算其稳定性,稳定性系数不小于1.5。当采用硫磺水泥砂浆块作临时支承的卸落设备,要采取高温熔化撤除支承时,必须在支承块之间设置隔热措施,以免损坏支座部件。五、施工挂篮挂篮是悬臂浇筑施工的主要机具。挂篮是一个能沿着轨道行走的活动脚手架,挂篮悬挂在已经张拉锚固的箱梁梁段上,悬臂浇筑时箱梁梁段的模板安装、钢筋绑扎、管道安装、砼浇筑、预应力张拉、压浆等工作均在挂篮上进行。当一个梁段的施工程序完成后,挂篮解除后锚,移向下一粱段施工。所以挂篮既是空间的施工设备,又是预应力筋未张拉前梁段的承重结构。(一)挂篮形式挂篮主要有梁式挂篮、斜拉式挂篮及组合斜拉式挂篮三种。1.梁式挂篮梁式挂篮形式如图8—20所示,由底模板(1)、悬吊系统(2,3,4)、承重结构(5)、行走系统(6)、平衡重(7)、锚固系统(8)、工作平台(9)等部分组成。(1)挂篮承重结构是挂篮主要受力构件,可以采用万能杆件或贝雷梁拼装的钢桁架,也可采用钢板梁或大号型钢作为承重结构。(2)悬吊系统其作用是将底模板、张拉工作平台的自重及其上面的荷重传递到承重结构上,悬吊系统可采用钻有销孔的扁钢或两端有螺纹的圆钢组成。(3)设置锚固系统装置及平衡重目的是防止挂篮在行走状态及浇筑砼梁段时倾覆失稳。在挂篮行走状态时解除锚固系统,依靠平衡重作用防止行走时挂篮失稳。在进行检算时,稳定系数不应小于1.5。
(4)挂篮整体纵移采用电动卷扬机牵引,挂篮上设上滑道,梁上铺设下滑道,中间可用滚轴、也可采用聚四氟乙稀板做滑道。目前现场常采用上滑道覆一层不锈钢薄板,下滑道采用槽钢,槽钢内放聚四氟乙稀板,行走方便、安全,稳定性较好。(5)工作平台设于挂篮承重结构的前端,用于张拉预应力束、压浆等操作用的脚手架。(6)底模板供立模板、绑扎钢筋、浇筑砼、养生等工序用。用梁式挂篮施工初始几对梁段时,由于墩顶位置限制,施工中常将两侧挂篮的承重结构临时联结在一起,如图8—2la)所示,待粱段浇筑到一定长度后,再将两侧承重结构分开,如图8—2lb)所示。粱式挂篮在悬臂浇筑刚开始应用时采用较多,其特点可以充分利用施工单位备有的万能杆件或贝雷梁作挂篮的承重结构,所以挂篮本身的投资较少,挂篮设计时受力明确,施工时装拆较方便。上海金山大桥、吴淞大桥等均采用万能杆件拼装承重桁架的梁式挂篮来施工预应力砼三跨连续梁桥。2.斜拉式挂篮斜拉式挂篮也称为轻型挂篮。随着桥梁跨径越来越大,为了减轻挂篮自重,以达到减少施工阶段增加的临时钢丝束,在梁式挂篮的基础上研制了斜拉式挂篮。斜拉式挂篮承重结构采用纵梁、立柱、前后斜拉杆组成,杆件少,结构简单,受力明确,承重结构轻巧。其他构造系统与梁式挂篮相似。斜拉式挂篮构造见图8—22所示。国内大跨径预应力砼连续梁桥如云南六库怒江大桥、上海奉浦大桥,以及T型刚构如重庆长江大桥,连续刚构如黄石长江大桥等均采用斜拉式挂篮进行悬臂浇筑施工。3.组合斜拉式挂篮组合斜拉式挂篮是在斜拉式挂篮的基础上加以改进的一种新的结构形式。挂篮自重更轻,其承重比不大于0.4,最大变形量不大于20mm,走行方便,箱梁段施工周期更短。组合斜拉式挂篮构造详见图8—23。组合斜拉式挂篮在东明黄河公路大桥施工时采用,承重按2000kN荷载设计。组合斜拉式挂篮的构造如下:(1)承重结构承重结构包括主梁、主上横梁、前上横梁和后上横梁组成一体,承受和传递斜拉带及内、外滑梁的荷重。主梁后部有水平和竖向限位器,其功能除固定挂篮位置外,还起传递施工荷载的作用。挂篮行走时竖向限位器换成压轮,以控制挂篮行走时的稳定性。主上横梁采用型钢制成的三角形垫块用螺栓与主梁联结,其功能是将斜拉带的拉力传给主粱。
前上横梁采用螺栓与主梁联结,并通过吊杆带与内、外滑梁相连,用以支撑和固定模板,并将力传给主梁。后上横梁的功能是在挂篮行走时通过两端钢丝绳吊起底部的下后横梁,使主梁与挂篮下部同步移动,从而使组合斜拉式挂篮一步到位。(2)悬吊系统悬吊系包括斜拉带、下后锚带、内外滑梁吊带。①斜拉带由两根钢带组成,其长度和断面尺寸由设计计算而定。斜拉带上设有销孔,用以调节长度。斜拉带是挂篮的主要受力构件之一,它将底篮及侧模上受的力传递给主梁。斜拉带也是控制挂篮高程的主要构件,即通过上端千斤顶进行微调,达到模板定位的目的。因此,斜拉带除应有足够的强度外,还要有足够的刚度。在较宽的箱梁上,为减小下横梁的变形,宜在腹板外侧再增加两根斜拉带。②下后锚带一般有两个,其材料和断面尺寸基本与斜拉带相同,功用是固定底篮并将后横梁受的力传递到已浇完砼的梁段上,通过带上的销孔来调节长度以适应底板厚度的变化,上端用千斤顶支承,以便保证新旧梁段平顺。⑧内、外滑梁吊带由带钢或精轧螺纹粗钢筋组成,用于支承模板,并将所受的力传递给主梁。(3)模板系统模板系包括底篮、侧模、内模和底模。①底篮和底模板底篮由前后下横梁和若干纵梁组成,在纵梁上直接铺底模板。下横梁和纵梁之间用活动铰链相联,以保证其灵活性。前、后下横梁各有两个(或四个)挂耳,与斜拉带和下后吊带连接,将施工荷载传给已浇段。前下横梁另设两个挂耳,用钢丝绳与主梁前端连接;后下横梁两端各设一个挂耳,用钢丝绳与后上横梁相联,以保证移动挂篮及侧模与主梁同步移动。②外侧模和内模外侧模系用型钢杆件组成框架,内置模板。内模采用组拼式模板。当内滑梁和托架移位后,根据箱梁变截面高度再组拼新内模。(4)限位与锚固系统该系统由水平与竖向两组限位锚固装置组成。①水平限位器又分设上、下限位锚固装置。上水平限位器系通过主梁尾端的4根(由计算确定)精轧螺纹粗钢筋与预埋锚板锚固,主要是限制主梁在斜拉带受力时前移。下水平限位器系通过已浇梁段底板预埋钢板与挂篮上的限位板锚固组成,主要是防止底篮在斜拉带受力时向后移动。②
竖向限位器是为防止主梁在承重和行走时失稳而设。在挂篮主梁后半部利用竖向预应力钢筋(或预埋件)设置2~3个垂直限位装置,施工时通过千斤顶压紧,行走时将千斤顶压板换成压轮,即可达到行走限位目的。下后吊带也是底篮的竖向限位器。(--)挂篮设计1.选择挂篮形式主要考虑结构简单、自重轻、受力明确、变形较小、行走安全、装拆方便等方面因素。在一般情况下,尽量选择本单位现有设备,达到保证施工质量,加速施工进度,投资较省的目的。2.挂篮横断面布置,一般取决于桥梁宽度和箱梁横断面形式,当桥梁横断面为单箱时,全断面用一个挂篮施工;当桥梁横断面为双箱时,一般采用两个挂篮分别施工,最后在桥面板处用现浇砼连接,有时为了加速施工,如上海市金山大桥采用大型宽体桁架式挂篮,双箱一次灌筑施工。3.设计荷载①模板重力:包括侧模、内模、底模和端模等各部件重力,平均重力可按800~1000N/m2估算,待模板设计后再进行详细验算。②箱梁梁段重力按最重梁段控制挂篮设计。③挂篮自重。④平衡重重力。⑤振捣器重力及振动力。振动力近似可按振捣器重力的4倍估算。⑥千斤顶及油泵重力。⑦施工人员重力,可近似按2000N/m2估算。4.挂篮行走及灌筑梁段砼时的稳定系数,均不应小于1.5。5.挂篮重力应和设计时作施工阶段验算中估算的挂篮重力相似,施工前应将实际采用的挂篮重力和有关数据及时反馈给设计部门,以便进行施工阶段验算。必要时,还应对施工阶段所需钢束作适当调整。(三)挂篮的安装1.挂篮组拼后,应全面检查安装质量,并做载重试验,以测定其各部位的变形量,并设法消除其永久变形。2.在起步长度内梁段浇筑完成并获得要求的强度后,在墩顶拼装挂篮。有条件时,应在地面上先进行试拼装,以便在墩顶熟练有序地开展拼装挂篮工作。拼装时应对称进行。
3.挂篮的操作平台下应设置安全网,防止物件坠落,以确保施工安全。挂篮应呈全封闭,四周设围护,上下应有专用扶梯,方便施工人员上下挂篮。4.挂篮行走时,须在挂篮尾部压平衡重,以防倾覆。浇筑砼梁段时,必须在挂篮尾部将挂篮与梁进行锚固。六、悬臂浇筑粱段砼悬臂浇筑梁段砼时需注意以下几点:1.挂篮就位后,安装并校正模板吊架,此时应对浇筑预留梁段砼进行抛高,以使施工完成的桥梁符合设计标高。抛高值包括施工期结构挠度,因挂篮重力和临时支承释放时支座产生的压缩变形等。如一座中跨65mm的三跨连续梁桥,桥宽ltm,单箱单室,浇1号块时抛高10mm,浇最后一块时抛高60mm。2.模板安装应核准中心位置及标高,模板与前一段砼面应平整密贴。如上一节段施工后出现中线或高程误差需要调整时,应在模板安装时予以调整。3.安装预应力预留管道时,应与前一段预留管道接头严密对准,并用胶布包贴,防止灰浆渗入管道。管道四周应布置足够定位钢筋,确保预留管道位置正确,线形和顺。4.浇筑砼时,可以从前端开始,应尽量对称平衡浇筑。浇筑时应加强振捣,并注意对预应力预留管道的保护。5.为提高砼早期强度,以加快施工速度,在设计砼配合比时,一般加入早强剂或减水剂。上海地区一般采用SN—2减水剂。砼梁段浇筑一般5~7天一个周期。为防止砼出现过大的收缩、徐变,应在配合比设计时按规范要求控制水泥用量。6.梁段拆模后,应对梁端的砼表面进行凿毛处理,以加强接头砼的连接。7.箱梁梁段砼浇筑,一般采用一次浇筑法,在箱梁顶板中部留一窗口,砼由窗口注入箱内,再分布到底模上。当箱梁断面较大时,考虑梁段砼数量较多,每个节段可分二次浇筑,先浇筑底板到肋板倒角以上,待底板砼达一定强度后,再支内模,浇筑肋板上段和顶板。其接缝按施工缝要求进行处理。8.箱梁梁段分次浇筑砼时,为了不使后浇砼的重力引起挂篮变形,导致先浇砼开裂,要有消除后浇砼引起挂篮变形的措施。一般可采取下列方法:①水箱法:浇筑砼前先在水箱中注入相当于砼重量的水,在砼浇筑中逐渐放水,使挂篮负荷和挠度基本不变。②浇筑砼时根据砼重量变化,随时调整吊带高度。⑧
将底模梁支承在千斤顶上,浇筑砼时,随砼重量的变化,随时调整底模梁下的千斤顶,抵消挠度变形。当挂篮就位后,即可在上面进行梁段悬臂浇筑施工的各项作业,其施工工艺流程如图8—24所示。七、结构体系转换悬臂梁桥及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,一般边跨先合拢,释放粱墩锚固,结构由双悬臂状态变成单悬臂状态,最后跨中合拢,成连续梁受力状态。这中间就存在体系转换。施工时应注意以下几点。1.结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时,粱体某些部位的弯矩方向发生转换。所以在拆除梁墩锚固前,应按设计要求,张拉一部分或全部布置在梁体下部的正弯矩预应力束,对活动支座还需保证解除临时固结后的结构稳定,如需控制和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,应均衡对称进行,确保逐渐均匀地释放。在放松前应测量各梁段高程,在放松过程中,注意各梁段的高程变化,如有异常情况,应立即停止作业,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。若按设计要求,需进行内力调整时,应以标高、反力等多因素控制,相互校核。如出入较大时,应分析原因。4.在结构体系转换中,临时固结解除后,将梁落于正式支座上,并按标高调整支座高度及反力。支座反力的调整,应以标高控制为主,反力作为校核。八、合拢段施工合拢段施工时通常由两个挂篮向一个挂篮过渡,所以先拆除一个挂篮,用另一个挂篮走行跨过合拢段至另一端悬臂施工梁段上,形成合拢段施工支架。也可采用吊架的形式形成支架。在合拢段施工过程中,由于昼夜温差影响,现浇砼的早期收缩、水化热影响,已完成梁段砼的收缩、徐变影响,结构体系的转换及施工荷载等因素影响,因此,需采取必要措施,以保证合拢段的质量。1.合拢段长度选择。合拢段长度在满足施工操作要求的前提下,应尽量缩短,一般采用1.5~2.0m。2.合拢温度选择。一般宜在低温合拢,遇夏季应在晚上合拢,并用草袋等覆盖,并加强接头砼养护,使砼早期结硬过程中处于升温受压状态。3.合拢段砼选择。砼中宜加入减水剂、早强剂,以便及早达到设计要求强度,及时张拉预应力束筋,防止合拢段砼出现裂缝。
4,合拢段采用临时锁定措施,采用劲性型钢或预制的砼柱安装在合拢段上下部作支撑,然后张拉部分预应力束筋,待合拢段砼达到要求强度后,张拉其余预应力束筋,最后再拆除临时锁定装置。为方便施工,也可将劲性骨架作预应力束筋的预留管道打入合拢砼内,将劲性钢管安装在截面顶板和底板管道位置,钢管长度可用螺纹套管调节,两端支承在梁段砼端面上,并在部分管道内张拉预应力筋,待合拢段砼达强度要求后,再张拉其余预应力束筋。也可在合拢段配置加强钢筋或劲性管架。5.为保证合拢段施工时砼始终处于稳定状态,在浇筑之前各悬臂端应附加与砼质量相等的配重(或称压重),加配重要依桥轴线对称加载,按浇筑重量分级卸载。如采用多跨一次合拢的施工方案,也应先在边跨合拢,同时需经大量计算,进行工艺设计和设备系统的优化组合。九、施工控制悬臂浇筑施工控制是桥梁施工中的一个难点,控制不好,两端悬臂浇注至合拢时,梁底高程误差会大大超出允许范围(公路桥梁挠度允许误差为20mm,轴线允许偏位10mm),既对结构受力不利,且因梁底曲线产生转折点而影响美观,形成永久性缺陷。国内一些单位对悬臂施工采用计算机程序逐段控制已在大跨径桥梁施工中应用并取得令人满意的结果,达到国际水平。悬臂浇筑大跨径桥梁施工过程中,由于有许多因素的影响,施工中的实际结构状态将偏离预定的目标,这种偏差严重的将影响结构的使用。为了使悬臂浇筑状态尽可能达到预定的目标,必须在施工过程中逐段进行跟踪控制和调整。采用计算机程序控制,可提高控制速度和精度。应用计算机程序进行跟踪控制的步骤为:1.将施工中实际结构状态信息如量测的标高、钢束张拉力、温度变化、截面应力,以及设计参数的实测值,如砼、钢材的容重和弹性模量,构件几何尺寸,施工荷载,砼的徐变系数等输入计算机程序。2.通过对各种量测信息的综合处理,得到结构的误差。3.对成果进行判断,决定是否要采取有效措施来纠正已偏离目标的结构状态。纠正措施可采用调整浇筑梁段的标高,改变预应力束的张拉次序,改变张拉力等办法。'