1、浅谈高速铁路悬灌连续梁施工技术要点摘要：悬灌浇筑法适用于高墩、大跨径的连续梁、连续刚构，孔下不受通航、通行的限制，其特点是无须建立落地支架，无须大型起重及运输机具，主要施工设备是挂篮。本文即详细阐述了高速铁路悬灌连续梁施工技术要点。 关键词：高速铁路；连续梁；悬灌；挂篮；混凝土 中图分类号：TV331 文献标识码： A 一、高速铁路连续梁桥的特点 连续梁桥是超静定结构，于简支梁桥相比具有以下特点： 1、在相同条件下，结构内力必静定结构小，且内力状态比较合理。譬如，在均匀荷载作用下弯矩的最大值比简支梁可减少 50%，弯矩图面积比简支梁可减少 2/3；将连续梁结构中各部分之间刚度进行合理调整，可最
2、大限度的减少结构内力，减小截面尺寸，达到降低材料消耗的目的。 2、使结构外形更为合理，譬如，加大连续梁根部梁高，可以减小跨中截面正弯矩，使跨中截面梁高进一步减小，使用更为合理；连续梁结构刚度大，整体性好，桥面连续平顺，伸缩缝少，对行车有利，尤其能适应高速行车。 3、在基础沉降，温度变化等外因作用下，将引起结构内力的变化。 二、高速铁路悬灌连续梁施工流程 高速铁路悬灌连续梁施工流程如下图所示： 图 高速铁路悬灌连续梁施工工艺流程 高速铁路悬灌连续梁施工技术要点 （一）挂篮的形式及设计参数 1、挂篮的形式 （1）斜拉桥挂篮 悬臂三角形挂篮 斜拉桥悬臂挂篮与连续刚构挂篮在桥面以上部分主体结构基本相同
3、，不利用前端斜拉索，全靠挂篮主体三角形体系的刚度，悬挂挂篮底平台。这种挂篮对斜拉桥前一节段已浇筑的梁将产生较大的施工应力。这种挂篮的形式，主体结构除可采用三角形外，也可采用菱形、桁架梁等多种形式。 前支点挂篮 斜拉前支点挂篮则充分利用了斜拉索，使挂篮通过斜拉索形成一个简支的挂篮平台，挂篮的主要承重结构在桥梁下面。同时，在行走时，同样要通过可以起降的挂卡和反顶轮系统，满足行走的需要。 （2）连续刚构桥挂篮 三角形挂篮 连续刚构三角形挂篮，主体上与斜拉桥三角形挂篮差不多，只是少了挂卡起降行走系统，构造相对简单。 菱形挂篮 菱形挂篮主体承重结构呈菱形，主杆件为拉压构件，结构简单。挂篮除了主体结构形状
4、不同外，与其他挂篮基本一样。反锚行走系统一般利用尾部设反挂轮，挂于与已浇筑梁锚固的轨道上翼沿，行走时反锚力有限，如挂篮较重（浇筑节段较重）时，轨道翼沿应力会较大。 弓形挂篮 弓形挂篮主体承重结构呈弓形，主要由万能杆件、连接板和主纵梁组成，由于主弓和横向联系均采用了万能杆件，可以节省挂篮造价，如挂篮不用后，可以拆散利用。 2、挂篮的设计参数 （1）挂篮与梁段混凝土质量比值应控制在 0.3-0.6 之间，或设计限重内。 （2）允许最大变形（包括吊带变形）：20mm。 （3）施工行走时的抗倾覆安全系数：2。 （4）自锚安全系数：2。 （二）挂篮施工 1、挂篮拼装 在挂篮安装之前，需在陆地上进行预拼装
5、，以验证挂篮部件的完整性、可操作性，同时熟悉挂篮安装程序及各部件之间相互关系。箱梁 0号块（或 0、1 号块）段所组成的施工区中，测放出挂篮行走走道的位置。依次安装行走轨道、支撑点、后锚固系统、主梁，并及时锚固主梁。安装横向联结部件、悬挂吊带等。 2、挂篮加载试验 （1）加载试验的目的 按照最不利荷载模拟分级加载，检验挂篮的稳定性，实测出挂篮的变形和理论计算的符合程度并为线形调整时的预抛高值提供依据，消除安装误差及其他非弹性变形对结构线形的影响。 （2）加载试验的两种方法 砂袋堆码方法和千斤顶反顶加载法。砂袋堆码模拟实际施工状态非常吻合，缺点是用工用时较多相对繁琐。千斤顶施加反力，一般要在承台
6、上或墩身上设置锚固钢筋或预应力钢束予以锚固，千斤顶施力方便快捷常被采用。用千斤顶进行反压试验要做好试验设备、千斤顶的校核，锚具钢绞线的检验，观测点的布设，测量仪器的准备等工作。 （三）悬灌施工 悬臂灌注施工主要包括挂篮前移、挂篮调整及锚固、钢筋、孔道及模板安装、混凝土灌注及养护、预应力施加、孔道压浆六个工序循环进行。 1、模板及钢筋 钢筋由工地集中加工制作，运至现场由吊车或塔吊提升、现场绑扎成型。成型后模板的整体、强度和刚度应满足安全要求，其允许挠度及变形误差应符合规定。钢筋连接尽量采用机械连接，减少现场焊接作业量。 钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，并对挂篮及底模、外模全面检查，
7、合格后方可安装底板及腹板钢筋，后边与已成梁段预留钢筋连结，安装底板及腹板中的纵向与竖向预应力波纹管道。 预应力管道及预应力筋 （1）原材料检验试验 预应力筋用锚具、夹具和连接器进场时，同一种类、同种材料和同一生产工艺，锚具、夹具每 1000 套、连接器每 500 套为一批，进行外观、硬度、静载锚固性能试验。 预应力筋进场时，同牌号、同炉罐号、同规格、同生产工艺、同交货状态的预应力筋每 60t 为一批，抽取试件做拉力（整根钢绞线的最大负荷、屈服负荷、伸长率）试验，松驰性能可由厂家提供试验报告。所有预应力钢材不许焊接。 （2）预应力管道及预应力筋安装 所有连续梁的预应力均采用纵、横、竖三向预应力体
8、系。纵、横向预应力管道采用波纹管，竖向预应力管道采用铁皮管。波纹管按坐标、平弯和竖弯参数由定位箍筋固定，沿桥长每 0.5m 设置一道定位筋。波纹管的连接采用大一号同型波纹管作接头管，并用密封胶带封口。 纵向预应力管道，设置定位钢筋定位，管道中穿入聚氯乙烯塑料管保持管道通畅，在混凝土浇注过程中，经常转动塑料管，以防漏浆堵管，在混凝土浇注完毕初凝后抽出。 预埋件 （1）预埋件 在混凝土浇筑前应仔细检查预埋件，确保其数量及位置的正确，固定牢靠。当预埋件位置与普通钢筋位置发生冲突时，可适当调整普通钢筋的位置。预留孔洞应设环状钢筋网。 （2）钢构件的外露部分防腐处理 接触网支柱预埋螺栓基础面以下 150
9、mm 及外露部份范围采用多元合金共渗+达可乐+封闭层处理；支座套筒及接触网预埋钢板 1 采用多元合金共渗+封闭层处理；接触网支柱预埋螺栓以外的其它螺栓采用渗锌处理。其中涂层厚度50m，达可乐涂层厚度为 68m，封闭层厚度为58m。 混凝土浇筑及养护 （1）混凝土的浇注振捣 箱梁混凝土浇筑按顺序施工，即首先浇注底板，再浇筑腹板和顶板。混凝土应水平分层施工，每层厚度控制在 30cm 左右。 混凝土入模后开始振捣，振捣标准为混凝土不下沉，表面开始乏浆。用插入棒振动器振捣，振动棒移动间距为 40cm 左右，振捣时间宜为1530s，不得过振或漏振，避免混凝土产生离析。振动棒要快插慢拔，重直插入混凝土内，
10、并要插入前一层混凝土中 510cm，以保证新浇注和先浇注的混凝土良好结合，避免出现分层或蜂窝。 （2）梁体混凝土养护 梁体浇注完成后，待混凝土初凝后设专人负责进行养护工作，未拆模板时，用土工布覆盖构件表面，并及时洒水保持土工布湿润，不得出现干湿循环；拆模后，用喷淋养护，始终保证梁体表面湿润，直到混凝土强度达到设计强度。 5、预应力张拉及孔道压浆施工 （1）预应力张拉 张拉采用逐级加压的方法进行，当张拉达到设计控制应力时，继续供油维持张拉力不变，持荷 5 min，同时在两端分别测量实际伸长量，比较是否与计算值相符。计算伸长量和实测伸长量误差应在6%以内，当实测值与计算值不符合要求时，应调整计算伸
11、长量再进行张拉。 （2）孔道压浆 拌浆 a.将所需的水称量好倒入搅拌机中； b.将水泥以包为单位倒入搅拌机中，同时加入添加剂的 20%-30%, 启动搅拌机进行搅拌 2-3min，然后继续缓慢将其余的添加剂加完，再搅拌约 3min，直至搅拌均匀； c.搅拌时间应保证水泥混合均匀，注意观察水泥浆稠度。压浆过程中，水泥浆的搅拌应不间断，如中间接管停顿时，应让水泥浆在搅拌机和压浆泵之间循环流动，以免浆体产生沉淀、堵管。 压浆 孔道压浆按自下而上的顺序进行，水泥浆压注工作应在一次作业中连续进行，并让出口处冒出废浆，当冒出的浆液其稠度与压注的浆液稠度相同时既停止压浆（滚出浆液的喷射时间不少于 11s。然
12、后将所有出浆口和孔眼封闭，压浆端的水泥浆压力最少应达到 0.7MPa，且维持 10s 以上。 （四）合拢段施工 连续梁的合拢应首先测量箱梁顶面高程及轴线，连续测量温度影响偏移值，观测合拢段在温度影响下梁体长度的变化。合拢顺序：按设计要求办理，设计无要求时，一般先边跨，后次中跨，再中跨。 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，混凝土的早期收缩、水化热影响，已完成梁段混凝土的收缩、徐变影响以及施工荷载等因素影响，因此，需要采取必要措施，以
13、保证合拢段的质量。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 1.52.0m。一般宜在低温合拢，遇夏季应在晚上合拢，并用草袋等覆盖，并加强接头混凝土养护，使混凝土早期结硬过程处于升温受压状态。 在合拢段混凝土中宜加人减水剂、早强剂，以便及早达到施工图要求强度，及时张拉预应力束筋，防止合拢段混凝土出现裂缝。合拢段临时锁定，采用劲性型钢或预制的混凝土柱安装在合拢段上下部作支撑，然后张拉部分预应力束劲，待合拢段混凝土达到要求强度后，张拉其余预应力束筋，最后再拆除临时锁定装置。为保证合拢段施工时混凝土始终处于稳定状态，在灌筑前各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重(或称压重)，加配重要依
14、桥轴线对称加载，按灌筑重量分级卸载。 三、高速铁路连续梁悬灌施工的控制技术 施工监测是施工控制的重要组成部分，主要对各施工段悬梁结构的应力变化值进行监测，掌握结构工作状态。具体来讲，检测内容主要涉及以下两个方面： （一）监控数据与设计参数的对照 参照施工规范及监控要求，测得相关技术参数并对设计结构线性进行合理调整，主要需确定以下参数： 混凝土弹性模量； 施工临时荷载； 挂篮试验有关参数； 其他设计或施工需要的参数。 （二）连续梁线性的监测 1、挠度的监测 挠度观测资料是控制成桥线性最主要的依据，每断面设置 5 个线性观测点，为了便于观测，分别设置在梁部中心，腹板顶及翼板内侧 0.5m 处，这样
15、既能观察到挠度值，更重要的是可以分析梁体是否发生扭曲变形。根据观测数据调整模板的预留沉降值，确保合拢精度，观测时间分别在立模后、混凝土浇筑后及预应力张拉后按一定频次进行。 预拱度设置 混凝土在应力作用下均会产生一定程度的起拱，连续梁各块段主要靠预应力进行连接，为了使结构在成桥后能够达到设计要求的各项指标，就必须确定每个浇筑段的预拱度。 影响挠度的主要因素有：混凝土自重、收缩徐变，挂篮自重、变形、预应力张拉及预应力损失，日照、温度等，预拱度设置主要根据挠度值来确定。挂篮变形根据空间有限系程序近似计算，分析各阶段变形值并绘制弹性形变及各阶段重量的关系曲线，非弹性形变主要依靠对挂篮的预压予以消除。 数据分析计算 通过数学建模进行计算，根据上一个块段施工实测标高的数据，考虑施工修正值，对下一块模板高程进行调整。施工修正值主要考虑模板变形及挂篮自重，需要对上一块段施工引起的变形值进行分析，并根据立模标高和桥面横坡值进行调整。 计算中的各相关参数根据现场施工进度，考虑混凝土收缩、徐变和实测的弹性模量，成桥几何尺寸等信息反馈，使计算尽可能与实际相符。参考文献 1方世.悬灌连续梁挂篮施工技术J.华北水利水电学院学报，2009.5. 2李平.特大桥连续梁悬灌施工技术J.铁道建筑，2010.3.
