1B424036掌握桥梁上部结构悬臂施工方法

一、悬臂拼装施工

(一)概述

悬臂拼装施工具备以下优点：

1，梁体的预制可与桥梁下部构造施工同时进行，平行作业缩短了建桥周期。

2，预制梁的混凝土龄期比悬浇法的长，从而减少了悬拼成梁后混凝土的收缩和徐变。

3．预制场或工厂化的梁段预制生产利于整体施工的质量控制。

(二)悬拼法施工方法

1．梁段预制方法分长线法及短线法。

2．长线法.优点:由于台座固定可靠，成桥后梁体线性较好，

缺点是占地较大，地基要求坚实，混凝土的浇筑和养护移动分散。

3．短线法。优点是场地较小，浇筑模板及设备基本不需要移机，可调的底、侧模便于平竖曲线梁段的预制.

缺点是精度要求高，施工要求严，施工周期相对较长。

4．长线法施工工序：预制场、存梁区布置→梁段浇筑台座准备→梁段浇筑→梁段吊运存放、修整→梁段外运→梁段吊拼

(三)梁段的拼接施工

1．0号块：为了确保连续梁分段悬拼施工的平衡和稳定，常与悬浇方法相同，将T构支座临时固结，必要时在墩两侧加设临时支架以满足悬拼的施工需要。

2．1号块：l号块是紧邻0号块两侧的第一箱梁节段，也是悬拼T构的基准梁段，是全跨安装质量的关键，一般采用湿接缝连接。湿接缝拼装梁段施工程序：吊机就位→提升、起吊1号梁段→安设铁皮管→中线测量→丈量湿接缝的宽度→调整铁皮管→高程测量→检查中线→固定1号梁段→安装湿接缝的模板→浇筑湿接缝混凝土→湿接缝养护、拆模→张拉预应力筋→下一梁段拼装。

3．其他梁段拼装：采用胶接缝拼装，拼装施工程序：吊机就位→起吊梁段→初步定位试拼→检查并处理管道接头→移开梁段→穿临时预应力筋入孔→接缝面上涂胶接材料→正式定位、贴紧梁段→张拉临时预应力筋→放松起吊索→穿永久预应力筋→张拉预应力筋后移挂篮→下一梁段拼装。

(四)预制梁块悬臂拼装时应注意的要点

1．梁段的存放场地应平整，承载力应满足要求，支垫位置应与吊点一致。

2．预制梁块的测量要求：

(1)箱梁基准块出坑前必须对所有梁块进行测量，详细记录，并根据其在桥上的设计位置进行校正；

(2)箱梁标高控制点和挠度观测点，在箱梁顶面埋置4～6个；

(3)在预制梁段上标出梁号、中轴线、横轴线。

3．预制块件的悬臂拼装可依据设备和现场条件选用。若方便在陆地上或在便桥上施工时，可采用自行式吊车、门式吊车进行拼装；对于水中桥跨，可采用水上浮吊进行安装；对于高墩身的桥跨，可利用各种吊机进行高空悬拼施工。

4．桥墩顶梁段及桥墩顶附近梁段施工时，可采用托架或膺架为支架就地浇筑混凝土。托架或膺架应经过设计，计算其弹性及非弹性变形。

5．应保证拼装的第一个梁块(基准块)的预制精度，安装时应对纵、横轴线、高程进行精确定位测量，为以后的拼装创造条件。

6．采用悬臂拼装法修建预应力悬臂梁桥时，应先将梁、墩临时锚固或在墩顶两侧设立临时支承，待全部块件安装完毕后，再撤除临时锚固或支承。

7．采用悬臂吊机、缆索、浮吊悬拼安装时，应按施工荷载进行强度、刚度、稳定性验算，使安全系数大于2.0。施工中还应注意：

(1)块件起吊安装前，应对起吊设备进行全面的安全技术检查，并按照设计荷载的60％、100％和130％分别进行起吊试验。

(2)吊机重应符合设计要求，应注意吊机的定位和锚固，经检查符合要求后再进行起吊拼装。

(3)移动吊机前应将纵向主桁架上所有活动部件尽量移动到主桁架后端，然后方可松卸锚固螺栓。

(4)桥墩两侧块件宜对称起吊，以保证桥墩两侧平衡受力。

(5)移动吊机时应沿箱梁纵轴线对称地向两端推进。

(6)墩侧相邻的1号块件提升到设计标高初步定位后，应立即测量、调整l号块件的纵轴线，使之与梁顶块件纵轴线的延伸线重合，使其横轴线与梁顶块件的横轴线平行且间距符合设计要求。

(7)应在施工前绘制主梁安装挠度变化曲线，悬臂拼装过程中应随时观测桥轴线安装挠度曲线的变化情况，并与设计值进行对比，遇有较大偏差时应及时处理，以便控制块件的安装高程。

(8)吊机就位后须将支点垫稳，固定后锚螺栓，平车移动到起吊位置，进行下一块件的拼装。

8，对于非0号、l号块件的拼装，一般应在接缝上设置定位桦齿或钢定位器。

9．采用胶接缝拼装的块件，涂胶前应就位试拼。胶粘剂一般采用环氧树脂，使用前应经过试验，符合设计要求方可使用。

10．湿接缝块件应待混凝土强度达到设计强度等级的70％以上时，才能张拉预应力束。

二、悬臂浇筑施工法

(一)概述

适用于大跨径的预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、T型刚构桥、连续刚构桥。其特点是无须建立落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备是一对能行走的挂篮。

(二)施工准备

1．挂篮设计及加工：挂篮是悬浇箱梁的主要设备。就国内外现有的挂篮按结构形式可分为桁架式、三角斜拉带式、预应力束斜拉式、斜拉自锚式；按行走方式可分为滑移式和滚动式；按平衡方式可分为压重式和自锚式。对某一具体工程，应根据梁段分段情况，根据对挂篮重量的要求承受荷载及施工经验对挂篮进行认真详细的设计。除必须满足强度、刚度、稳定性要求外，还要使其行走、锚固方便可靠，重量不大于设计规定。挂篮由主桁架、锚固、平衡系统及吊杆、纵横梁等部分组成，由工厂或现场根据挂篮设计图纸精心加工而成。

2．0号、1号块的施工：挂篮是利用已浇筑的箱梁段，作为支撑点，通过桁架等主梁系统、底模系统，人为创造一个工作平台。对于0号、1号块挂篮没有支撑点或支撑长度不够。需采用其他方式浇筑。一般采用扇形托架浇筑。扇形托架可用万能杆件、贝雷片或其他装配杆件组成，托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上。托架除须满足承重强度要求外，还须具有一定的刚度，各连续点应连接紧密，螺栓旋紧，以减少变形，防止梁段下沉和裂缝。

3．临时固结：对于连续箱梁，梁与墩未固结在一起，施工时，两侧悬浇施工难以保持绝对平衡，必须在施工中采取临时固结措施，使梁具有抗弯能力。临时固结一般采用在支座两侧临时加预应力筋，梁和墩顶之间浇筑临时混凝土垫块。将梁固结在桥墩上，使梁具有一定的抗弯能力。在条件成熟时，再采用静态破碎方法，解除固结。

(三)悬臂浇筑施工工艺流程图(图1B424036)

(四)悬臂浇筑施工中应注意要点

1．主梁各部分的长度应充分考虑主梁的形式、跨径、墩宽、挂篮的形式以及施工周期来确定。0号段长度一般为5～20m，悬浇分段长度一般为3—5m。

2．桥墩顶梁段及桥墩顶附近梁段施工时，可采用托架或膺架为支架就地浇筑混凝土。托架或膺架应经过设计，计算弹性及非弹性变形。

3．在梁段混凝土浇筑前，应对挂篮(托架或膺架)、模板、预应力筋管道、钢筋、预埋件、混凝土材料、配合比、机械设备、混凝土接缝处理情况进行全面检查，经确认后方可浇筑。

4．悬臂施工过程中，若梁身与墩身采用非刚性连接，为保证结构的稳定性，悬臂梁桥和连续梁桥应实施0号块梁段与桥墩间临时固结支承措施；对于刚性连接的T型刚构、连续刚构梁，因结构本身已具有一定的抗弯能力，可根据设计和施工要求在墩旁架设临时托架等方法进行施工。临时固结支承可采用如下措施：

(1)将0号块梁段与桥墩钢筋或预应力筋临时固结，待解除固结时再将其切断。

(2)在桥墩—侧或两侧设置临时支承或支墩。

(3)顺桥向用扇形或门式托架将0号块梁段临时支承，待悬浇到至少一端合龙后恢复原状。

(4)临时支承可用硫磺水泥砂浆块、砂筒或混凝土块等卸落设备，以使体系转换时，较方便地撤除临时支承。当采用硫磺水泥砂浆块作临时支承的卸落设备，并采用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。

5．挂篮安装时应保证安全、稳定、可靠。

(1)挂篮的主纵横梁的分联和移动操作应特别精心，以防急剧的塌落和倾覆。

(2)浇筑混凝土时，后端应锚固于已完成的梁段上，后锚和移动架可采取保险锚、保险索或保险手拉葫芦等安全措施。

(3)挂篮桁架在已完成的梁段上行走时，应于后端压重稳定。

(4)挂篮桁架行走和浇筑混凝土时的稳定系数，均不得小于1.50。

(5)挂篮组拼后，应全面检查安装质量，并对挂篮进行试压，以消除结构的非弹性变形。挂篮试压的最大荷载一般可按最大悬浇梁段重量的1.3倍考虑。挂篮试压通常采用水箱加压法、试验台加压法及砂袋法。

6．桥墩两侧梁段悬臂施工进度应对称、平衡，实际不平衡偏差不超过设计要求值。

7．悬臂浇筑前端底板和桥面的标高，应根据挂篮前端的垂直变形及预拱度设置，施工过程中要对实际高程进行监测

8．安装模板后，应严格核准中心位置及标高、校正中线。

(1)组装模板并校正中线、外模及框架的长度和高度应能适应各节段的变化。内模由侧模、顶模和内框架组成，应便于拆模和修改。

(2)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)模板和前一节段的混凝土面应平整密贴。

9．安装预应力预留管道时，应保证管道联结紧密、管道定位准确。定位钢筋的纵向水平间距不大于lOOcm，曲线段间距不大于50cm。

10．挂篮行走前要测定已完成节段梁端标高，并定出箱梁中轴线。当解除挂篮的后锚固后，挂篮沿箱梁中轴线对称向两端，每前进50cm作一次同步观测，防止挂篮转角、偏位造成挂篮受扭。

11．箱梁梁段混凝土浇筑，可视箱梁截面高度情况采用一次或二次浇筑法。无论采用何种方法浇筑，梁段自重误差应在土3％范围内。

采用一次浇筑法，可在箱梁顶板中部留一窗口，以供浇筑底板混凝土，待浇好底板后立即补焊钢筋封洞，并同时浇筑肋板混凝土，最后浇筑顶板混凝土，一次完成。浇筑肋板混凝土时，两侧肋板应同时分层进行。浇筑顶板及翼板混凝土时，应从外侧向内侧一次完成，以防发生裂纹。

当采用两次浇筑时，各梁段的施工应错开。箱梁分层浇筑时，底板可一次浇筑完成，腹板可分层浇筑，分层间隔时间宜控制在混凝土初凝之前且应使层与层覆盖住。

12．箱梁截面混凝土浇筑顺序应按设计要求进行，若设计无明确要求，一般应按下列顺序进行浇筑：

(1)浇筑混凝土时，必须从悬臂端开始，两个悬臂端应对称均衡地进行浇筑。

(2)浇筑混凝土时，应加强振捣，对于高箱梁混凝土施工，可采用内侧模开仓振捣。

(3)在浇筑混凝土的同时应注意对预应力管道的保护，浇筑后应及时对管道清孔，以利穿束。

13．为提高混凝土早期强度，以加快施工速度，在设计混凝土配合比时，一般加入早强剂或减水剂。混凝土梁段浇筑周期一般为5—7d。

14．梁段拆模后，应对梁端的混凝土表面进行凿毛处理，以加强接头混凝土的连接。悬浇梁段分次浇筑混凝土时，如处理不当，由于后浇筑混凝土的重力的影响会引起挂篮变形，导致先浇筑的混凝土开裂，因此应采取措施消除后浇筑混凝土引起的挂篮变形，一般可采用下列方法：

(1)水箱法：

(2)混凝土一次浇筑法。

(3)浇筑混凝土时，可根据混凝土重量的变化，随时调整吊带高度。

(4)抬高挂篮的后支点法。

15．分期浇筑混凝土时，新旧混凝土的结合面应凿毛洗净，还应严格控制相邻两次混凝土浇筑的龄期差，一般在任何情况下不得大于20d。

16．在每一梁段施工过程中出现大风预报应停止施工，并使两悬臂端不得出现不平衡荷载，且应确保挂篮的牢固性。

17．混凝土浇筑完毕后应进行养护，待养护达到设计强度的75％，并经过孔道检查、修理管口弧度后，即可进行穿束、张拉、压浆和封锚等工作。

(五)施工中易出现的问题及预防措施一级建造师成绩查询

1．箱梁腹板出现斜向裂缝

悬臂现浇混凝土箱梁拆模后张拉预应力索，腹板混凝土出现裂缝。一种是有规律地出现于与底板约呈450的斜裂缝。另一种为沿预应力索管方向的斜向裂缝，往往是靠近锚头处裂缝开展较宽，逐渐变窄而至消失。

(1)原因分析

●出现与底板呈450斜裂缝的原因极有可能是该区域的主拉应力，超过了该处的预应力索和普通钢筋的抗剪力及混凝土的抗拉强度。也有可能是混凝土拆模时间过早，混凝土尚未达到其设计抗拉强度。

●出现沿预应力索管方向的裂缝的原因往往是由于预应力索张拉时，索管及其周边混凝土受到较集中的压应力，由于泊松效应导致索管及其周边混凝土受到索管径向的巨大张力，如保护层混凝土不足以抵抗拉应力，则会在其最薄弱处开裂。

●混凝土未达到拆模、张拉的龄期或强度。

●腹板的非预应力普通钢筋网，钢筋间距较大，不能满足抗裂要求。

●施工临时荷载超载或在作用点产生过大的集中应力。

(2)预防措施

2．箱梁拆模后在腹板与底板承托部位出现空洞、蜂窝、麻面箱梁浇筑混凝土拆模后，在底板与腹板连接处的承托部位，部分腹板离底板1m高范围内出现空洞、蜂窝、麻面。

(1)原因分析

(2)防治措施

●箱梁混凝土浇筑前应做好合理组织和分工，对操作人员进行技术交底，划分振捣范围，浇筑层次清楚，相互重复振捣长度应取50cm左右，一边下料。

●对设置横隔板的箱梁，混凝土要轮流从横隔板洞口一边下料，并从洞口下另一边振出混凝土，避免使空气封堵在洞口下部，这样就不易在洞口下部形成空洞。

●合理组织混凝土供料，如采用商品混凝土，现场宜有临时备用搅拌设备，以便当商品混凝土因运输或其他原因带来供料中断时予以临时供料。

●根据施工气温，合理调整混凝土坍落度和混凝土水灰比，当气温高时，应做好模板湿润工作。

●当箱梁腹板较高时，模板上应预留人孔处，使得振捣棒可达到各部位。

●对箱梁底板与腹板承托处及横隔板预留人孔处，应重点进行监护，确保混凝土浇筑质量。