浅议桥梁的悬臂施工法

来源:用户上传      作者:

　　摘要：桥梁的悬臂施工法也称为分段施工法。悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。悬臂施工法最早主要用于修建预应力T形刚构桥。由于悬臂施工方法的优越性，后来被推广用于各种类型的桥梁。随着桥梁事业的发展，尤其是近年来采用悬臂施工法在国内外大跨径预应力混凝土桥梁中得到广泛采用。本论文根据案例将现浇桥梁的悬臂施工工艺流程及注意事项进行了简述，为有关单位提供可研究资料。
　　关键词：悬臂施工方法 特点
　　一、桥梁悬臂施工法的特点及类型
　　 1.桥梁悬臂施工法的特点
　　1.1操作空间大，无需支撑
　　桥胯间不需要搭设支架，施工不影响桥下通航或行车。施工过程中，施工机具和人员等重力均全部由已建梁段承受，随着施工的进展，悬臂逐渐延伸，机具设备也逐步移至梁端，因此无需用支架作支撑，所以悬臂施工法可用于通航河流及跨线立交大跨径桥梁。此外，多孔桥跨结构可以同时施工，以加快施工进度。悬臂施工法是充分利用预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，使桥梁跨越能力提高，因此适合变截面桥梁的施工。
　　1.2施工时要进行配束验算
　　桥梁在进行悬臂施工时，预应力混凝土连续梁及悬臂梁桥采用悬臂施工时需进行体系转换，即在悬臂施工梁墩采取临时固结，结构为T形刚构，合龙前，撤销梁墩临时固结，结构呈悬臂梁受力，待结构合龙后形成连续梁体系。因此桥梁在进行设计时应对施工状态进行配束验算。此外，悬臂施工用的悬拼吊机或挂篮设备可重复使用，这样施工费用较省，可降低工程造价，加快了施工进度。
　　2.悬臂施工法的分类
　　2.1悬臂浇筑法
　　悬臂浇筑法是采用移动式挂篮作为主要施工设色、以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮，逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到要求强度后，再移动挂篮，进行下一阶段的施工。悬臂浇筑每个节段长度一般为2-6m，节段过长，将增加混凝土自重及挂篮结构重力，而且要增加平衡重及挂篮后锚设施；节段过短，影响施工进度。所以施工时应根据设备情况及工期，选择合适的节段长度。
　　2.2悬臂拼装法
　　悬臂拼装法利用移动式悬拼吊机将预制梁段起吊至桥位，然后采用环氧树脂胶及钢丝束预施应力连接成整体。采用逐段拼装，一个节段张拉锚固后，再拼装下一节段。悬臂拼装的分段，主要决定于悬拼吊机的起重能力，一般节段长2-5 m。节段过长则自重大，需要悬拼吊机起重能力大，节段过短则拼装接缝多，工期也延长。一般在悬臂根部，因截面积较大，节段长度采用较短，以后向端部逐渐增长。
　　2.3两种方法的区别
　　悬臂浇筑法施工时，施工变形易控制，可采用计算机程序控制，逐段进行底模标高的调整。鞍山卡桑德拉大桥为155 m+190 m+155 m三跨连续梁，采用悬臂浇筑法施工，中间合龙误差仅4mm。悬臂拼装法施工时，施工变形控制难度较大，需从施工中摸索控制办法，以达到合龙精度要求。当采用悬臂浇筑施工时，遇冬季寒冷气候施工，混凝土蒸汽养护难度较大，所以受地域、季节条件影响，但不受桥下地形、水文或建筑物影响。悬臂拼装施工时，由于节段块件在预制场预制，养生条件较好，拼装时采用环氧树脂胶接缝，也有在零下15℃施工成功的实例。如采用干接缝则不受低温影响。但悬臂拼装时，一般从桥下运输节段，再由悬拼吊机吊起就位，所以对桥下地形及水文等情况有一定要求。悬臂浇筑法施工时，起重能力要求不高，仅起吊钢筋骨架及混凝土。悬臂拼装法施工时，需起吊节段块件，所以要求悬拼吊机起吊能力较大。悬拼吊机一般采用万能杆件拼装。
　　二、卡桑德拉大桥的施工经验
　　鞍山市卡桑德拉大桥位于长大高速鞍山西出口一侧，横跨太子河是一座特大型桥梁。主桥采用两跨变截面部分斜拉桥，单塔、单索面, 由上、下行分离的两个单箱单室箱形截面组成。箱梁根部梁高10.2m，跨中梁高,3.2m.箱。梁顶板宽14.26m，底板宽6.98m,翼缘板悬臂长4.23m。箱梁高度从距墩中心3.2m处到跨中按二次抛物线变化，除墩顶0号块设三个厚100cm的横隔板及边跨端部设厚220cm的横隔板外，其余部位均不设横隔板。计算跨径100*1 .5m+100*1 .5m，主桥两侧引桥采用9×26 m简支梁桥，全桥长644 m，桥宽42m。本桥采用悬臂拼装法施工。
　　1.桥梁构件的预制阶段
　　本桥梁采用长线方法来预制桥梁，卡桑德拉大桥在施工现场按桥梁底缘曲线制作固定的底座，并在底座上安装底模进行块件预制工作。本工程充分利用现场地形及施工特点，利用多种方法形成梁底缘，如利用预制场的地形堆筑土胎，经加固夯实后铺砂石层并在其上面做混凝土底板；桥梁山区一侧有石料的地方可用石砌筑成所需梁底缘的形状；地质条件较差的预制场地，需采用打短桩基础，再搭设排架形成梁底曲线，排架可用木材或型钢组成。中间箱梁节段的预制则底板上进行。模板常采用鞍钢生产的特种钢模，每段一块，以便于装拆使用。为加快卡桑德拉大桥的施工进度，保证节段之间密贴，现场采用先浇筑奇数节段，然后利用奇数节段混凝土的端面弥合浇筑偶数节段。当节段混凝土强度达到设计强度70%以上时，可吊出预制场地。
　　2.构件的运输的阶段
　　本桥箱梁块件自预制底座上出坑后，一般先存放于存梁场。本桥梁的存梁场布置在岸边，且同时具有大型悬臂浮吊时，可用浮吊直接从存梁场或预制台座将块件吊放到运梁驳船上浮运。此时预制底座垂直于河岸时，存梁场往往设于底座轴线的延长线上，此时，块件的出坑和运输一般由预制场上的龙门吊机担任，块件上船也可用预制场的龙门吊机。因太子河道不是笔直河道，具有弯曲性，因此会出现预制底座平行于河岸的现象，此时场内运输应另备运梁平车进行。栈桥上也必须另设起重吊机，供吊运块件上船。有些构件距离栈桥位置较远，此时则用板车运输。现场施工人员必须注意起运前要将块件安放平稳，底面坡度不同的块件要使用不同厚度的楔形木来调整。块件用带有花篮螺丝的缆索保险。
　　3.悬臂拼装
　　3.1丰水期的施工
　　鉴于工程拼装的重要性，本桥梁起重系由50 kN电动卷扬机、吊梁扁担及滑车组等组成。首先起重系的作用是将船浮运到桥位处的块件提升到拼装高度以备拼装。滑车要根据起吊构件的重量来选，吊机的整体纵移可采用钢管滚筒在木走板上滚移，由电动卷扬机牵引。滑车系于纵向主析前支点的牵引钩上。横向起重析架的行走采用轨道平车，用倒链滑车牵引，工作吊篮悬挂于纵向主析前端的吊篮横梁上，吊篮横梁由轨道平车支承以便工作吊篮的纵向移动。工作吊篮供预应力钢丝穿束、千斤顶张拉、压注灰浆等操作之用。可设上、下两层，上层供操作顶板钢束用下层供操作肋板钢束用。也可只设一层，此时，工作吊篮可用倒链滑车调整高度。
　　3.2枯水期的施工
　　桥梁在枯水期一般采用斜撑法和对拉法，当河中水位较低―运输箱梁块件的驳船船底标高低于承台顶面标高，驳船无法靠近墩身时，双悬臂吊机的设计往往要受安装一号块件时的受力状态所控制。为不增大主桁架断面以节约用钢量，对这种情况下的双悬臂吊机必须采取特别措施，此时采用斜撑法进行施工。斜撑法即以临时斜撑增加纵向主析的支点以改善主析的受力状况。斜撑的下端支于墩身牛腿上，上端与主析加强下弦杆铰接，当块件从驳船上吊起并内移至安全距离以后，将块件临时搁置于承台上的临时支架上，再以干斤顶顶起吊机，除去斜撑，继续起吊块件，内移就位。对拉法即将横向起重桁架放置于起吊安全距离内，将块件直接由船上斜向起吊，两横向起重架用钢丝绳互相拉住以平衡因斜向起吊而产生的水平分力，防止横向起重析架向悬臂端滚移。对拉法不需附加任何构件，起吊程序简单，一般使用在起吊钢丝绳的斜向角度很小的情况下但必须确保块件与承台不致相撞。
　　总 结
　　综上所述，该桥梁在悬臂浇筑过程中采用施工方法得当，技术措施组织得力，极大的节约了生产成本，并且加快了施工进度。因此，随着悬臂施工技术的不断进步和完善，悬臂施工法必然会为中国的桥梁事业带来飞速的变革与发展。
　　

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-585826.htm