1、现浇连续箱梁悬臂施工工艺探讨摘要：钦防铁路茅岭江双线特大桥全长 1614.078 米，其中主桥设计为采用悬臂浇筑施工的预应力连续梁，孔跨样式（48+88+48）米，该桥具有水上作业难度高、施工技术复杂等特点。按照本施工工艺进行施工，实现了桥梁跨度 88 米无强迫合龙，合龙高程误差 3 毫米，桥轴线误差 4 毫米，每节段施工周期平均为 7 天，做到了高质量、高速度的安全施工。 关键词：现浇连续箱梁悬臂施工工艺 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 工程简介 钦防铁路茅岭江双线特大桥，跨越通航航道茅岭江，且江两岸分属防城港和钦州两市。桥梁全长 1614.078m，孔跨样式2（363
2、2+（48+88+48）+232+324+332）m。主桥为一联预应力混凝土连续梁，其跨径布置为（48+88+48）米，墩号为 3639 号墩。梁体截面类型为单箱单室直腹板变截面箱梁，梁体全长 185.3m。箱梁顶板宽12.2m，挡碴墙内侧净宽 9.0m，底板宽 6.4m，中跨中部 10.0m 长梁段和两边跨端部各 9.65m 梁段为等高段，梁高 4.0m，中支点处梁高为 7.0m。箱梁顶板厚 50.6cm，边跨端部处顶板厚由 50.6cm 渐变至 70.6cm，底板厚 4590cm,腹板厚 4585cm，除 0 号段外其余梁段梁底下缘按二次抛物线变化。 主桥总体布置示意图 1.1 箱梁悬浇施
3、工工艺 连续梁采用轻型挂篮分段悬臂灌注施工，采用全断面整体灌筑，全桥 2 个 T 构，用 2 套挂篮。0 号段长 12m，砼数量 268.03m3，重710.28t。1 号2 号段长 3m，3 号4 号段长 3.5m，5 号10 号段长4m，11 号边跨现浇段和边跨合龙段一起浇筑，长（3.65+2）m。0 号段利用承台作支承采用钢管桩支架法施工，1 号10 号段采用挂篮施工。分别在 37 号38 号墩墩顶立模灌注 0 号梁段，待混凝土强度及弹性模量达到设计值的 90%时，张拉 0 号梁段预应力。在 0 号梁段安装挂篮，分别在挂篮上对称向两侧顺序灌注各梁段，移动挂篮，灌注下一个梁段，直到形成 2
4、 个对称的 T 构，T 构施工过程中宜对称平衡施工，应控制两端最大不平衡重不超过 8 吨；然后合龙中跨，最后在 36 号墩和 39 号墩旁设托架，利用托架和挂篮同时浇筑边跨直线段和边跨合龙段，张拉所有预应力束，完成体系转换，形成连续梁。 12 挂篮构造 挂篮是箱梁悬臂浇注的最主要施工机具。该桥梁采用三角挂篮，主要由主桁承重系统、底篮、悬吊系统、锚固系统、行走系统、平台系统、模板系统等部分组成，主构架系统重 9t，内模重 7.6t，行走及锚固系统重 7.1t，外侧模重 10t，底模重 10t，前吊装置和后吊装置重（1.1/0.3t） ，前上横梁重 1.8t，整个挂篮系统总重约 46.9t,其设计
5、达到了结构简单、受力明确合理、承载力大、运行操作方便、坚固稳定、变形小、便于锚固及解体的目的。箱梁每节段的模板安装、钢筋绑扎、预应力管道安装、混凝土浇筑、预应力束张拉、预应力管道压浆等所有工作均在挂篮上进行，当一个梁段的施工程序完成后，挂篮即移向下一个梁段。 130 号段支架预压和挂篮预压 本桥两个 0 号段支架预压均采用预应力反张拉的方法进行，利用承台上预埋的精扎螺纹钢锚固，依据挠度变形等效原理，将设计、施工总荷载分解到各工程部位的集中荷载，通过张拉和锚固系统分级加载过程，消除支架的非弹性变形，并测定计算出弹性变形，从而达到检查支架的安全可靠度和指导高程施工的目的。在 0 号段支架安装完成后
6、，即进行观测点的标高测量，作为初始值，然后根据张拉力值与油压表读数之间的函数关系方程计算出每次张拉的油压表读数，按照每次 20%进行对称分级加载，每阶段加载过程完成后，对每一观测点均测量变形，全部加载过程完成至少 24h 后，再一次测量变形，如变形无变化，则可进行卸载。卸载顺序按加载逆序对称进行，并在每阶段卸载过程完成后，对每一观测点测量变形。全部观测完成后，应根据测量数据计算出支架的弹性变形和非弹性变形，给 0 号段的标高控制提供参考数据。 挂篮预压同样采用了预应力反张拉的方法进行，首先将两个水平放置的三角挂篮平行拼装（如下图） ，分别在左侧、中间垫工字钢垫块，左侧用螺纹钢两端锚固，右侧一端
7、锚固，一端用千斤顶施加预压荷载。在使用千斤顶对挂篮分级加载预压时，按照设计荷载的10、20、40、60%、80%、100逐级加载，在加载过程中检查各杆件焊缝有无开裂情况，同时记录加载荷载值和对应位移数据，卸载过程同 0 号段支架预压相同。施工前对挂篮预压，主要是检测挂篮主桁架承重系统的刚度和强度是否满足施工要求，并消除其非弹性变形和测出弹性变形即挂篮（模板）前端点的下挠度，为各梁段施工中确定预抛值提供参数。 2 预应力 梁体采用 C55 混凝土，纵向、横向、竖向三向预应力体系，属全预应力结构设计。 2.1 纵向预应力 纵向预应力钢束采用高强度低松弛 12-15.2mm 钢绞线，极限抗拉强度 f
8、pk=1860MPa，锚具采用 M15-12 圆塔形锚固，千斤顶采用 YCW250B 型千斤顶。穿束前对孔道进行全面仔细检查，清除孔道内杂物，保证锚垫板竖面垂直且与孔道同心。钢束须在梁段悬灌混凝土强度及弹性模量达到设计值的 90%，即 49.5MPa 时进行张拉，张拉顺序为先腹板束，后顶板束。张拉时，投入四台张拉设备，两端分级同步加载，两侧对称进行，最大不平衡束为一束，先对钢绞线预张拉，预张拉力为 10%控制张拉力，纵向预应力顶板束和腹板束锚下张拉控制应力为 1270MPa,底板束锚下张拉控制应力为 1302MPa。预应力张拉采用双控，以张拉力控制为主，钢束伸长值作为校核，张拉结束后，实际伸长
9、值与计算伸长值的差值应控制在6以内，否则停止张拉，待查明原因后再行张拉。钢束采用内径85mm 塑料波纹管成孔，采用真空辅助压浆技术，保证压浆质量。 22 横向预应力 横向预应力钢束采用 3-15.2、4-15.2 两种，间隔布置，钢绞线极限抗拉强度 fpk=1860MPa，配套扁锚锚固。横向预应力钢束锚下张拉控制应力为 1280MPa，配套张拉千斤顶为 YCW100B 型，张拉时采取单根张拉，在布置孔道时先穿束，并由挤压机在横向束的一端挤压，预埋在混凝土中作为锚固，张拉时，从零号块向两边逐束单向交错张拉，单根每次张拉吨位为设计吨位的 25，分阶段张拉至设计吨位，以保证预加应力的均匀性。采用扁锚
10、塑料波纹管成孔，3-15.2 钢束管内尺寸宽 60mm，高22mm，4-15.2 钢束管内尺寸宽 72mm，高 22mm。 23 竖向预应力 竖向预应力在腹板内单排布置，采用 32PSB830 螺纹钢筋，抗拉强度标准值 fpk=830MPa，锚下张拉控制应力为 747MPa，采用 JLM-32 锚具锚固，采用 YC75A 型千斤顶张拉。张拉时从 0 号段向两边与桥轴线对称单向张拉，每根张拉两次，以减少预应力损失，待张拉到设计吨位稳定后锚固。预应力筋采用 45mm（0.5mm）铁皮管成孔，真空压浆。 3 箱梁线形监控 施工控制的要求首先是确保施工中结构的安全，其次是保证结构的内力合理和外型美观，
11、所以必须对箱梁结构内力和标高进行双控。箱梁的线形监控是一个预告施工量测识别修正预告的循环过程，分为 T 构阶段与合龙体系转换 2 个阶段，T 构阶段主要控制各段的立模标高及混凝土浇注后的标高，以保持各 T 构的线型不超过规定的允许误差范围；合龙体系转换阶段，主要控制合龙段混凝土浇注前的中线偏移差和高程差。在施工中通过检测梁体结构在不同的施工阶段的变形情况对整个结构的挠度变化进行及时的量测,并随时对得到的数据进行分析，并提出修正的参数，并经过计算调整下一个梁段立模的高程参数，如此反复循环就是完成了对整个施工过程的预测与监控，达到控制线形变形范围的目的。 在箱梁的悬臂施工过程中，梁段立模标高的合理
12、确定是关系到主梁的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终线形一般是较为良好的；相反，如果考虑的因素和实际情况不符合，控制不力，则最终成桥线形会与设计线形有较大的偏差。可以说，连续刚构、连续梁桥的线形控制主要是立模标高的确定。 31 T 构阶段 箱梁悬浇施工每个节段设 4 个观测点(其中顶板 2 个，底板 2 个)，每次工况测量都应观测已浇梁段所设有观测点的挠度和轴线位置，观测内容分 5 种工况：浇注混凝土前工况、浇注混凝土后工况、预应力张拉前工况、预应力张拉后工况、移动挂篮后工况。对各工况数据整理分析，作为下一个梁段施工确定
13、立模标高的依据。 32 合龙及体系转换阶段 合龙及体系转换阶段的线形监控除了上述 T 构浇注阶段监控范围以外，还应对两相邻 T 构在合龙段浇注前的相对差进行控制，使其满足规范要求。悬臂施工梁段在距合龙口 23 个梁段时，应对合龙口两侧悬臂端的中线及高程进行联测调控，偏差应控制在允许范围内。合龙前 48 小时连续观测表明：箱梁轴线误差在 12mm，且无规律，多系仪器和人为因素，合龙束张拉后，悬臂端轴线均向上游移动 45mm，合龙段混凝土浇注后，轴线又恢复到原来位置，本桥主桥合龙段合龙后相对高程误差最大 5mm，最小 1mm，完全符合设计和规范要求。 4 合龙段施工及体系转换 本桥设计为双悬臂施工
14、工艺，即在完成 2 个对称 T 构之后，先合龙中跨合龙段，然后在同时浇筑边跨合龙段和直线段。在分段悬臂浇筑过程中，各独立 T 构的梁体处于负弯矩受力状态，随着各 T 构的依次合龙，梁体也依次转化为成桥状态的正负弯矩交替分布形式，这一转化就是连续梁的体系转换。 本桥中跨合龙段利用挂篮做合龙支架，搭设水箱做临时配重，采用微膨胀混凝土，在一天中气温最低时间，快速连续浇筑。合龙段主要工序的施工顺序：合龙施工前准备工作（包括平衡配重）锁定临时刚性支撑预张拉部分纵向预应力束浇注合龙段混凝土混凝土保湿养生张拉剩余预应力钢束体系转换。张拉完毕后，拆除中跨挂篮支架，实现第一次体系转换。边跨合龙段及直线段利用挂篮
15、和边墩托架施工，浇筑混凝土前先对支架预压，消除非弹性变形后一次浇筑，然后张拉剩余全部预应力束，完成第二次体系转换，这也标志着整个连续梁桥的顺利完成。 5 结束语 本悬臂法施工的现浇连续梁桥和其它类型桥梁相比，具有水上作业难度高、施工技术复杂等特点。施工单位大胆创新，采用了该施工工艺，在施工中加强科学管理，建立健全质量保证体系，实现了桥梁跨度 88 米无强迫合龙，合龙高程误差 3 毫米，桥轴线误差 4 毫米，每节段施工周期平均为 7 天，做到了高质量、高速度的安全施工。茅岭江双线特大桥的建成，为我国发展更大跨径的同类型桥梁积累了宝贵的资料，也为其它类似桥梁的施工提供了参考。 参考文献： 1上海铁路局高速铁路施工工序管理要点北京：中国铁道出版社，2010 2范立础预应力混凝土连续梁桥北京：人民交通出版社，1988 3客运专线铁路工程施工技术指南使用手册编写组客运专线铁路工程施工技术指南使用手册北京：中国铁道出版社，2007
