淺談懸臂施工法

卓春波,馬元春

(1.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司;2.黑龍江省廣通公路工程有限公司)

1 懸臂施工法特點

(1)在跨間不需要搭設支架。在施工過程中,施工機具和人員的重量全部由墩臺和已建的梁段承受,隨著施工的進展,懸臂逐漸延伸,機具設備也逐步移置于梁端,始終無需用支架自下對梁作支撐。

(2)能減少施工設備,簡化施工工序。應用懸臂施工法易于做到施工時的受力與橋梁建成后的受力盡量一致。

(3)多孔結構可同時施工,加快施工速度。

(4)懸臂施工法充分利用預應力混凝土懸臂結構承受負彎矩能力強的特點,將跨中正彎矩轉移為支點負彎矩,使橋梁的跨越能力提高。

(5)懸臂施工可節省施工費用,降低工程造價。

2 懸臂拼裝施工

2.1 塊件預制

(1)預制方法

箱梁塊件通常采用長線澆筑或短線澆筑的預制方法。桁架梁段則采用臥式預制方法。

(2)定位器和孔道形成器

設置定位器的目的是使預制梁塊在拼裝時能準確而迅速地安裝就位。有的定位器不僅能起到固定位置的作用,而且能承受剪力。這種定位裝置稱抗剪楔或防滑楔。

塊件預制時除注意預埋定位器裝置外,尚須注意按正確位置預埋孔道形成器和吊點裝置(吊環或豎向預應力粗鋼筋)等。

2.2 塊件運輸

(1)場內運輸

當存梁場或預制臺座布置在岸邊,又有大型懸臂浮吊時,可用它直接從存梁場或預制臺座將塊件吊放到運梁駁船上浮運。

當預制底座垂直于河岸時,存梁場往往設于底座軸線的延長線上。此時,塊件的出坑和運輸一般由預制場上的龍門吊機擔任,塊件上船也可用預制場的龍門吊機。

預制底座平行于河岸時,場內運輸應另備運梁平車進行。棧橋上也必須另設起重吊機,供運塊件上船。

塊件的運輸,當預制場與棧橋距離較遠時,應首先考慮采用平車運輸。起運前要將塊件安放平穩。底面坡度不同的塊件要使用不同厚度的楔形木來調整。塊件用帶有花籃螺絲的纜索保險。

當采用無轉向架的運梁平車時,運輸軌道不能設平曲線,縱坡一般應為平坡。當地形條件限制時,最大縱坡也不得大于 1%,下坡運行時,平車后部要用綱絲繩牽引保險,不得溜放。

塊件的起吊應該配有起重扁擔。每塊箱梁四個吊點,使用兩個橫扁擔用兩個吊鉤起吊。如用一個主鉤以人字千斤起吊時,還必須配一根縱向扁擔以平衡水平分力。

(2)塊件裝船

塊件裝船在專用碼頭上進行。碼頭的主要設施是施工棧橋和塊件裝船吊機。棧橋的長度應保證在最低施工水位時駁船能進港起運。棧橋的高度要考慮在最高施工水位時棧橋主梁不應被水淹。棧橋寬度要考慮到運梁駁船兩側與棧橋之間需有不少于 0.5m的安全距離。棧橋起重機的起重能力和主要尺寸(凈高和跨度)應與預制場上的相同。

(3)浮運

浮運船只應根據塊件重量和高度來選擇。可采用鐵駁船、堅固的木躉船、水泥駁船或用浮箱裝配。

為了保證浮運安全,應設法降低浮運重心。開口艙面的船應盡量將塊件置于船艙底板。必須置放在甲板面上時,要在艙內壓重。

塊件的支墊應按底面坡度用碎石子堆成滿鋪支墊或加設三角形墊木,以保證塊件安放平穩。塊件一般較大,還需以纜索將塊件系緊固定。

2.3 懸臂拼裝

(1)懸臂拼裝方法

預制塊件的懸臂拼裝可根據現場布置和設備條件采用不同的方法來實現。當靠岸邊的橋跨不高且可在陸地或便橋上施工時,可采用自行式吊車、門式吊車來拼裝。對于河中橋孔,也可采用水上浮吊進行安裝。如果橋墩很高、或水流湍急而不便在陸上、水上施工時,就可利用各種吊機進行高空懸拼施工。

(2)接縫處理及拼裝程序

梁段拼裝過程中的接縫有濕接縫、干接縫和膠接縫等幾種。不同的施工階段和不同的部位,將采用不同的接縫形式。

(3)穿束及張拉

①穿束

T型剛構橋縱向預應力鋼筋的布置有兩個特點:較多集中于頂板部位;鋼束布置對稱于橋墩。因此,拼裝每一對對稱于橋墩塊件用的預應力鋼絲束須按錨固這一對塊件的長度下料。

②張拉

鋼絲束張拉前要首先確定合理的張拉次序,以保證箱梁在張拉過程中每批張拉合力都接近于該斷面鋼絲束總拉力重心處。

2.4 預應力懸臂桁架梁的懸拼

(1)縱向分塊和拼裝方案。

(2)橫向組拼方式

在橋的橫斷面方向上,也有不同的組成方式。有由兩片以上平行的桁架片節段用橫向聯結系聯成整體后再拼裝的,也有各片節段挨次平行地拼裝然后用橫向聯結系構件聯成整體的,也有在拼裝的過程中將上、下弦分別橫向聯成整體的板而腹桿采用較細的構件,如澳大利亞的利普橋。

預應力懸臂桁架梁利用布置在上弦構件的預應力筋(束)懸拼。預應力筋(束)一般為明槽筋(束)。構件之間的接縫或接頭除根部第一節間與墩頂間采用濕接縫定位外,其他一般為膠接縫。需調整懸拼撓度時也可設濕接縫。調整撓度處理方法與箱梁T構同。

預應力桁架T構懸拼用的吊機設備種類也與預應力箱梁T構懸拼時相同。

2.5 合攏段施工

(1)采用平衡重。

(2)采用兩懸臂端部分批交替架梁,以盡量減少墩柱所受的不平衡力矩。

用懸臂施工法建造的連續剛構橋、連續梁橋和懸臂桁架拱,則需在跨中將懸臂端剛性連接、整體合攏。這時合攏段的施工常采用現澆和拼裝兩種方法。現澆合攏般預留1.5～2m,在主梁標高調整后,現場澆筑混凝土合攏,再張拉預應力索筋,將梁連成整體。節段拼裝合攏對預制和拼裝的精度要求較高,但工序簡單,施工速度快。