預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工工藝及控制要點(diǎn)

韓龍，韓金秀（中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京100086）

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工工藝及控制要點(diǎn)

韓龍，韓金秀
（中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京100086）

結(jié)合馬澤拉斯特大橋主橋（40+64+40）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的懸臂澆筑施工，簡(jiǎn)要闡述了懸臂澆筑的工藝及施工過(guò)程中0#塊的施工、掛籃、預(yù)應(yīng)力張拉、合龍段施工、線形調(diào)整等關(guān)鍵控制點(diǎn)所采取的措施。論文闡述的控制要點(diǎn)及相應(yīng)措施確保了懸臂施工的進(jìn)度和質(zhì)量，并保證最終成橋后的線形和內(nèi)力都符合設(shè)計(jì)要求，為懸臂施工在同類工程中的實(shí)施、推廣提供有益的借鑒。

懸臂澆筑；掛籃；預(yù)應(yīng)力鋼束；合龍；線形控制

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.159

1 引言

隨著國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，中國(guó)企業(yè)紛紛加大海外投資建設(shè)。其中鐵路、公路、港口等基礎(chǔ)建設(shè)是最受青睞和最具表現(xiàn)力的建設(shè)項(xiàng)目。

2 工程概況

肯尼亞蒙巴薩至內(nèi)羅畢標(biāo)軌鐵路項(xiàng)目是完全采用中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的客貨共線鐵路項(xiàng)目。Mazeras（馬澤拉斯）特大橋主橋?yàn)椋?0+64+40）m預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，單箱單室箱梁，跨中梁高3.0m，主墩梁高5.0m,梁高變化滿足：式中，Y為梁高；X為距橋墩的距離。墩頂（0#塊）和邊跨（9#、10#塊）采用支架現(xiàn)澆，單“T”箱梁（1#～7#塊）采用懸臂澆筑對(duì)稱施工，合龍段（8#塊）采用吊架安裝，平衡壓重法進(jìn)行澆筑，其節(jié)段劃分如圖1所示。

圖1 階段劃分示意圖

3 施工工藝及控制要點(diǎn)

3.1 工藝

懸臂施工即掛籃施工，是通過(guò)掛籃前移，由0#塊向兩側(cè)跨中對(duì)稱逐段澆筑混凝土，并施加預(yù)應(yīng)力，如此循環(huán)的一種施工方法[1]。

3.2 施工工藝控制要點(diǎn)

3.2.1 0#塊施工

0#塊是懸臂施工的基礎(chǔ)節(jié)段，為掛籃提供可靠的支撐。本橋0#塊距地面約25m，混凝土量為149.7m3，屬于高空大體積混凝土作業(yè)。

為平衡施工中的不平衡彎矩，0#塊與墩身采取臨時(shí)固結(jié)[2]：在墩頂設(shè)4個(gè)C40混凝土臨時(shí)支座，每個(gè)臨時(shí)支座內(nèi)靠近邊緣處對(duì)應(yīng)箱梁腹板位置單側(cè)埋設(shè)58根φ25mm精軋螺紋鋼筋。為方便拆除臨時(shí)支座，防止解除時(shí)損壞梁體，在臨時(shí)固結(jié)和梁體以及墩身之間設(shè)置塑料薄膜類隔離材料。

現(xiàn)澆支架為鋼管柱和型鋼落地支架，即通過(guò)在墩身預(yù)埋鋼板焊接“工”字鋼與鋼管樁連接，在鋼管上搭設(shè)模板支撐，支架各構(gòu)件受力驗(yàn)算如表1所示。

表1 支架構(gòu)件受力性能驗(yàn)算

支架安裝后，采用鋼筋加混凝土預(yù)制塊堆載預(yù)壓，預(yù)壓的荷載取1.2倍支架承受荷載，共重410t。加載按照設(shè)計(jì)壓重的60%、100%、120%三級(jí)加載，記錄各級(jí)加載前后的變形值，計(jì)算彈性變形，為立模標(biāo)高調(diào)整提供依據(jù)[3]。

大體積混凝土作業(yè)，采用C55緩凝高性能耐久混凝土，初凝時(shí)間≥6h，塌落度為16～20cm。為降低水化熱，在拌和水中投放冰塊或采用冷卻機(jī)冷卻水溫，入模溫度不高于氣溫且不超過(guò)28℃。澆筑應(yīng)斜向分段、水平分層，斜度為30～45°，水平分層厚度≤30cm，由兩側(cè)向中間對(duì)稱澆筑。

3.2.2 掛籃

掛籃是懸臂施工最重要的操作平臺(tái)。其設(shè)計(jì)要具備足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。本橋輕型菱形掛籃受力驗(yàn)算如表2所示。

表2 掛籃受力性能驗(yàn)算

為消除掛籃的非彈性變形，對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓過(guò)程中，需檢查主要桿件的受力及連接情況，以消除安全隱患；采用對(duì)稱加載，避免出現(xiàn)較大偏心荷載；加載方式與支架預(yù)壓相同。

掛籃行走應(yīng)整體同步行走，行走前對(duì)掛籃各構(gòu)件及懸吊、行走系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查并確認(rèn)；配備專人統(tǒng)一指揮，利用液壓千斤頂做牽引力，對(duì)稱、同步、緩慢地行走；掛籃到達(dá)設(shè)計(jì)位置時(shí)，及時(shí)進(jìn)行后錨，以確保掛籃的安全穩(wěn)定。

3.2.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋

1）縱向預(yù)應(yīng)力

縱向預(yù)應(yīng)力采用鋼絞線，采取涂抹石蠟的方式方便退錨、適當(dāng)持荷和超張拉、補(bǔ)張拉以及先錨伸長(zhǎng)量較大側(cè)等一系列措施，加快張拉速度并保證質(zhì)量。

2）豎向預(yù)應(yīng)力

豎向預(yù)應(yīng)力采用φ25mmPS月830高強(qiáng)鋼筋。張拉時(shí)要確保千斤頂?shù)睦瓧U和高強(qiáng)鋼筋各進(jìn)入螺帽內(nèi)一半，以規(guī)避脫扣風(fēng)險(xiǎn)；要隨拉隨擰錨具螺母，及時(shí)錨固減少脫錨和應(yīng)力損失。

3）壓漿

壓漿采用純水泥漿，水灰比為0.36。操作嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，密切關(guān)注并及時(shí)處理過(guò)程中出現(xiàn)的串孔、漏漿等問(wèn)題。

3.2.4 合龍段控制

合龍段設(shè)置和體系轉(zhuǎn)換按設(shè)計(jì)文件規(guī)定進(jìn)行[4]。本橋共設(shè)置2處邊跨合龍和1處中跨合龍，均采用現(xiàn)澆合龍方式。

連續(xù)梁在完成懸臂澆筑后，先實(shí)現(xiàn)邊跨合龍，形為靜定體系，再實(shí)現(xiàn)中跨合龍，完成體系的最終轉(zhuǎn)換。

1）連續(xù)梁合龍前必須進(jìn)行標(biāo)高和線形調(diào)整,使其滿足合龍要求。

2）為避免成橋后溫度降低產(chǎn)生拉應(yīng)力，合龍溫度應(yīng)選擇一天中溫度最低值，本橋根據(jù)實(shí)際情況合龍溫度為23℃。

3）合龍前先解除一側(cè)的臨時(shí)固結(jié)，按設(shè)計(jì)合龍溫度和混凝土收縮計(jì)算的間距將合龍兩端進(jìn)行鎖定。

4）本橋采用在懸臂端增加水箱設(shè)置平衡重。要求配重的卸載速度和混凝土的灌注速度相對(duì)應(yīng)。

4 線形控制

懸臂施工節(jié)段劃分較多，過(guò)程誤差積累較大，因此，施工段的線形控制對(duì)成橋線形和內(nèi)力分布都起著決定性作用。

加強(qiáng)節(jié)段的線形控制，首先要將控制點(diǎn)移至0#塊墩頂位置，并進(jìn)行導(dǎo)線閉合計(jì)算；其次，考慮影響因素，重點(diǎn)考慮各施工節(jié)段自重fi1，掛籃的彈性變形fi2，預(yù)應(yīng)力張拉fi3，混凝土收縮徐變fi4，以及1/2靜活載作用fi5等的影響；最后，根據(jù)下列公式計(jì)算立模時(shí)的預(yù)拱度。

Cantilevered Casting Technology and Control Points for the Construction of Continuous PC Beam

HAN Long,HAN Jin-xiu
(CCCC Rail way Consultants Group Co.Ltd.,Beijing100086,China)

Based on the construction of the main span of the Mazeras super major bridge with (40+64+40)m, the process of the cantileveredcasting and the measurements ,which includes the key cont rolling content of the construction of0#block, the movable suspended scaffolding, thepretressing, the construction of closure segment and linear adjustment in cantilevered process are briefly presented in this paper. The keycontrolling points and the measures mentioned above ensure the construction progress and quality of the cantilever construction, as well as thefinal alignment and internal force of the bridge all meet the design requirements ,which provide some useful reference for the implementation andpromotion of such cantilever casting construction in similar projects

cantilevered casting；movable suspended scaffolding；prestressed steel；closing segment；linear control

U445.466

A

1007-9467（2016）12-0140-03

韓龍（1984～），男，北京人，工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)研究。