简析京沪高铁天津特大桥悬臂浇筑连续梁施工
2017-10-30
京沪高铁天津特大桥工区共有悬臂灌筑连续梁五处：E11#墩～E14#墩、E100#墩～E103#墩、E127#墩～E130#墩、F95#墩～F98#墩、F281#墩～F284#墩。
悬臂浇筑法的主要施工设备挂篮是一个能够沿轨道行走的活动作业台车，它支承在已完成的悬臂梁段上，用以进行下一梁段的施工。待新灌梁段施加预应力及管道压浆后，挂篮前移，进行下一个梁段的施工，如此逐段循环直至完成全部梁段。
一、连续箱梁0#段施工
⑴托架与模板。#块托架采用贝雷梁拼装搭设，贝雷以60cm间距拼成组，组间以90cm间距排放，交叉叠放至墩顶，托架顶安装托座，其上铺设方木作为纵横分配梁，底模、侧模采用钢模板。托架搭设后堆放砂袋进行等载预压，根据预压变形量对底模标高做一次调整。
⑵安装桥梁支座、施工临时支座。先将桥梁支座吊于墩顶，安上锚栓后用环氧砂浆灌注锚栓孔，然后在支座两侧设置临时支座，临时支座宽70cm，顶面高出永久支座5mm，用C50混凝土浇筑，分上下两层，中间夹5cm厚M50硫磺砂浆，顺桥向靠外侧分别设置两排φ32螺纹钢筋，上、下端分别锚固于梁体与墩身内。
⑶0#段施工。0#段钢筋在桥下制作成半成品，然后吊装到位一次绑扎成型，并安装好波纹管道、锚垫板及内模板等后进行混凝土灌注。0#段混凝土一次浇筑，混凝土灌注时采用泵送法，先底板再腹板，后顶板。当混凝土强度及弹性模量达到设计指标后，对称张拉预应力筋并进行压浆。
二、挂篮悬臂灌注梁段施工
0#段预应力施工后，安装菱形挂篮，并按最大浇筑段梁重采用堆砂袋法预压。预压结束后人工绑扎底、腹板钢筋，安装竖向及底板部位预应力管道，支立端模及内模就位，绑扎顶板钢筋，安装顶板预应力管道，采用混凝土泵车对称浇筑梁段混凝土，当混凝土达到设计强度后对称张拉预应力筋并压浆，移动挂篮移位于下一梁段。如此循环推进，直至完成悬浇梁段施工。
⑴挂篮选型、制作。悬灌梁段采用自平衡式菱形挂篮施工，它由菱形桁架、提吊系统、模板系统、走行锚固系统组成。根据箱梁设计、加工菱形挂篮、走行系统件和桁架，共加工制作4套挂篮。
⑵挂篮安装。0#段预应力施工完后，对称安装两侧菱形挂篮。其安装步骤为：铺设轨道调平垫梁及后锚下扁担梁→安装轨道梁并与箱梁竖向预应力筋锚固好→对称安装菱形桁架及横联→安装吊带→对称安装底模→安装侧模→挂篮调整。
⑶挂篮预压。用堆砂袋或土袋法预压，预压荷载取最大悬灌段重量，加载前、加载中、卸载后分别观测底模前后端标高变化情况，并与理论计算值比较，作为线性控制参数之一。
⑷挂篮底模、侧模标高、位置控制。挂篮安好后，检查模板中线位置；浇筑梁段混凝土前再次测量底模标高，通过微调吊带调整底模高程；立模标高需根据实际挂篮重量及挂篮桁架和吊带的弹性变形值确定。
⑸绑扎钢筋、安装波纹管道。人工先绑扎底板、腹板钢筋，安装底板纵向预应力管道和竖向预应力筋，待内模前移到位后绑扎顶板钢筋，安装顶板预应力管道及相关预埋件。纵向预应力管道采用高强塑料波纹管，顶板横向采用金属波纹管，管道定位采用钢筋网片。
⑹混凝土浇筑。高性能耐久性混凝土，由搅拌站按照配合比拌制，采用2台混凝土泵车同时浇筑混凝土，两端施工荷载偏差控制在设计值之内。浇筑混凝土时每次从前段开始向已浇段方向进行，先底板、再腹板，最后顶板，用振动棒按照要求将混凝土捣固密实，进行养护。
三、合拢段施工
桥梁悬灌合拢段施工是保证梁体质量的关键所在。合拢段施工前将各T构上挂篮退至相应位置，改用吊架施工。吊架内模、外模、底模均可采用相应的挂篮模板，用吊杆吊于两端的梁段上。主梁合拢的顺序按先边跨后中跨的顺序进行。
中跨合拢段施工采用单个挂篮进行。合拢时先将梁体悬臂端的一个挂篮拆除，另一个挂篮前移至合拢段上方，同时检查两个悬臂段高差，超过规范值后采用压重物法调整。然后再安装合拢段固结劲性骨架并与一端的预埋件焊接好，在温度变化不大的时段迅速将劲性骨架与另一端的预埋件焊接好，最后张拉临时束锁定合拢段。
边跨合拢段采用一个挂篮及其模板进行施工，若两端梁高差超过规范值时，采用在悬臂梁体端压配重。混凝土浇筑结束后第二天用卷扬机牵引穿索器穿上通长束的钢铰线，当合拢段混凝土强度及弹性模量达到设计张拉强度后按设计张拉顺序，对称张拉梁体预应力束，先长束后短束。最后进行管道压浆封锚。
(1)合拢段施工工艺。安装吊架模板→绑扎钢筋、安装预应力管道→安装劲性骨架并立即张拉临时束，边跨时将直线段与悬臂端间锁定，中跨时将两“T”构悬臂端间锁定→“T”构悬臂端压配重→浇筑合拢段混凝土同时逐级解除配重→混凝土养生至设计张拉强度→按设计要求张拉预应力束→解除吊架拆除模板→按设计要求解除锁定→张拉剩余合拢束并压浆。
(2)合拢段的配重。合拢段的配重施工是保证在合拢施工过程中合拢段两端的梁段不产生相对移位,保证重量不变,施工顺序为:
①“T”构两端的挂篮向墩中心移动,在移动过程中保证挂篮的对称移动,以防在移动过程中使梁体根部产生较大的不平衡弯矩;或同时对称在原地拆除挂篮。
②按照两端平衡的原则，根据各工况配重；
③在合拢锁定后，所有的重量变化，坚持测量观测，掌握梁体标高变化的情况，同时采取增加或减少配重的方式弥补。
(3)合拢段的锁定支撑
①采用刚性支撑和张拉临时合拢束锁定方案，使合拢段两端形成可以承受一定弯矩和剪力的刚结点，防止由于温度等各种因素影响在合拢前就产生变形。对刚性支撑的断面面积和支撑位置及临时束的张拉严格按设计要求实施。
②刚性支撑锁定时间根据连续观测结果确定，原则上是各合拢段在规定的时间，即梁体相对变形最小和温度变化幅度最小的时间区间内，全桥对称、均衡同步锁定，以免合拢段造成结构、温度变形发生突变。
四、预应力筋张拉
⑴安装好预应力束及锚具后进行预应力的张拉，张拉前进行孔道摩阻力试验，确定其损失值，设定预应力超张拉值。
⑵ 张拉设备及机具应与锚具配套使用，在使用前进行检查，配套标定千斤顶、压力表，压力表的精度不低于1.5级。
⑶预应力筋张拉方式采取二端张拉方式。在同一结构体要求对称同时张拉。
⑷预应力张拉程序：0→0.1σk(初张拉)→σk（持荷5min）→补拉σk（测伸长量）→锚固。
⑸钢绞线张拉控制应力：在千斤顶和油表检校合格后，利用所给的数据与方程，计算出施工中应力分级的油表读数值。
⑹张拉原则：对称同时张拉，先张拉腹板纵向束，再张拉顶板纵向束，后张拉底板纵向束，再张拉竖向精轧螺纹钢，最后张拉顶板横向束。
五、孔道真空压浆
真空压浆的优点：真空灌浆在真空吸力作用下，可以把浆体与管道壁之间气泡吸走，以提高密实度，保证压浆质量；另外，在一端吸力与另一端压力作用下，保证压浆工作的顺利。
⑴采用灌浆泵和普通砂浆搅拌机，水泥采用与梁体施工同标号的水泥，水灰比控制在0.35以内，浆体搅拌按配比进行。
⑵灌浆前先检查灌浆孔与泌水管孔是否畅通与密封。
⑶灌浆从孔道张拉端锚垫板灌浆口注入，另一端的张拉锚垫板灌浆口作为抽真空。
⑷真空灌浆：在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空使之产生负压（-0.06～-0.1MPa左右），在孔道的另一端用灌浆泵进行灌浆，直至充满整条孔道，然后灌浆泵再给孔道施加≤0.7MPa的正压力。
⑸真空灌浆砂浆封锚
六、结束语
通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，京沪高铁天津特大桥悬臂浇筑连续梁施工合格率100%，完全满足了设计要求，为今后施工积累了丰富经验。
