预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工控制技术

垫塑　Ｑ：３　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣ｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　－工程技术　预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工控制技术　①　喻国华　（交通第九支队北京１０２１０１）　摘　要：结合某铁路预应力混凝土连续栗悬臂浇筑施工的成功实践，详细阐述了该预应力混凝土连续粱悬臂浇筑施工方案施工方法。可供同　、类工程施工参考。　关键词：预应力混凝土　连续梁　臂浇筑施工。　中图分类号：Ｕ４４５．５７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２０１３）０５（ａ）一００９６—０５　１工程概况　处腹板厚由３０　Ｃｍ渐变至６０　ｃｍ。　合站集中拌制，混凝土输送车运送、混凝土　某４８＋８０＋４８　ｍ预应力混凝土连续梁　输送泵泵送入模。　基础采用钻孔灌注桩基础，墩身采用单线　２施工方案　矩形变截面实体墩，中墩最大高度７　ｍ，边　连续箱梁施工时０＃梁段、边跨直线段　３施工方法　墩最大高度ｌ１．５　ｍ，支座采用球型支座，　采用托架现浇，其余梁段采用２套挂篮悬　施工顺序见图１～图５，具体为：（１）准　全联位于Ｒ＝７５０　ｍ曲线上及ｉ＝一４．７％ｏ的　灌。施工方向从２２＃、２３＃墩开始按设计长　备阶段。安装主墩上的支座，并注意预偏量　坡道上。梁体为单箱单室直腹板变截面箱　度对称进行悬臂施工，先进行中跨合拢，接　的设置；浇注主墩上临时支座，在主墩侧安　梁，箱单室直腹板变截面箱梁，挡砟墙内　着在跨中施加压重，利用边跨挂篮施工边　装托架，并进行预压后立模灌注０号梁块，　侧净宽４．５　ＩＩ１，桥面板宽７．０　ｉｎ；梁体全长　跨不平衡段，最后在边墩旁搭设托架并结　待混凝土强度达到设计值的９　５％，弹性模　１７７．２　ｍ，边支座中心线至梁端０．６　ｍ，中、　合挂篮浇筑合拢两边跨梁段，完成梁体施　量达到设计值的１００％，并满足５　ｄ龄期后，　边支座横桥向支座中心距均为３．２　ｍ；中跨　工。为消除托架非弹性变形，必须进行预　张拉纵向预应力钢束Ｎ１、Ｎ１１、Ｎ１　８，并进　中部１　８　ｍ梁段和边跨端部１７．６　ｍ梁段为　压，预压重量不少于梁体重量（包括混凝土　行管道压浆；安装挂篮，并进行预压；０号　等高梁段，梁高为３．３　ｍ；中支点处梁高为　自重、模板、施工荷载）的ｌ２０％。挂篮施工　段结构复杂，顶板预应力束管道密集，应特　６．０　ｍ，其余梁段梁底下缘按二次抛物线　每一段都是一次浇筑成型，浇筑后覆盖养　别注意预应力管道的准确定位，灌注时不　Ｙ＝３．３＋ｘ２／３ｌ１．４８４ｍ变化。箱梁顶板宽　生，混凝土强度达到设计值的９５％，弹性模　允许有漏浆堵塞管道，在张拉之前，检查所　７．０　ｍ，底板宽４．０　ｉｎＩ顶板厚３０　ｃｍ，边　量达到设计值的１００％且龄期大干５　ｄ后，　有孔道。（２）挂蓝悬浇阶段。对称悬臂灌注　跨端块处顶板厚由３０　ｃｍ渐变至７０　ｃｍＩ　施加预应力并压浆，挂篮方可前移，施工下　ｌ～９号、ｌａ～９ａ号梁块，梁块混凝土强度达　底板厚３６～６０　ＣＩＴＩ按抛物线变化，边跨端　一节段。模板、钢筋以及连续梁施工所用的　到设计值的９　５％，弹性模量达到设计值的　块处底板厚由３６　ｃｍ渐变至８０　ｃｍ；腹板　挂篮和材料、机具等采用２５　ｔ汽车吊吊运。　１００％，并满足５　ｄ龄期后，张拉相应节段的　厚３０　ＣＩＴＩ～７Ｏ　ｃｍ，按折线变化，边跨端块　混凝土由工地设置的有自动计量装置的拌　纵向预应力钢束（Ｎ２～Ｎ１０，Ｎ１２～Ｎ１７），　章边墩　覃　　主墩　主墩　边墩　图１准备阶段　图２挂蓝悬浇阶段　图３合拢阶段　①作者简介：喻国华（１９７３，８一），工程硕士，高级工程师，主要从事公路施工管理，通讯地址：北京市延庆县康庄镇交通第九支队　邮编：１０２１０１。　９６　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　２　　：ｉ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　工程技术　张拉顺序为先腹板束后顶板束，左右对称　到设计值的１００％，并满足５　ｄ龄期要求后，　卸截的方式，同时进行沉降观测。试验加载　张拉；在悬灌之前必须检查梁面标高及中心　拆除２Ｎ１２６，依次序对称张拉纵向预应力　通过砂袋进行预压加载，根据悬臂端腹板　线，并及时进行动态调整。（３）合拢阶段。　Ｎ２０、Ｎ２５、Ｎ２４钢束。（４）成桥阶段。移除　处的最大受力，在底模铺好后，将荷载施加　利用挂篮做合拢支架，安装合拢段体外支撑　压重，拆除所有挂篮和托架；依次序张拉剩　于悬臂端腹板处的模板位置，再分级加载、　并顺序张拉２Ｎ２６，２Ｎ２７，每束张拉力为设　余预应力钢束Ｎ３２，Ｎ３ｌ，Ｎ３０，Ｎ２９，Ｎ２３，　卸载。满载后托架沉降稳定并持荷时间不　计张拉力的３０％，在一天温度最低时段灌　Ｎ２２，Ｎ２ｌ，Ｎ２８，Ｎ２７；施工边墩小跨部分　小于２４　ｈ后卸载。加载时注意加载重量的　注１０号梁块混凝土，混凝土可采用早强措　顶帽；全桥合拢后进行桥面安装和轨道铺　大小和加载速率，防止因整体或局部加载　施；混凝土强度达到设计值的９５％，弹性模　设，完成全桥施工。　量过大、过快而使基础发生剪切破坏。加载　量达到设计值的ｌ００％，并满足５天龄期要　具体施工方法为：（１）边跨现浇段施　时按照２５％、５Ｏ％、８０％、ｌ００％、１２０％分五　求后，依次序张拉相应的纵向预应力钢束　工。边跨直线段采用托架现浇方式施工。混　级加载，预压前对观测点进行测量，取得初　Ｎ２６、Ｎ１　２６（不灌浆）至设计张拉力，２Ｎ２７　凝土浇筑完成后，复测直线梁段中线及梁　始值，加载至２５％时，静止２　ｈ后进行观测，　至设计张拉力的５０％，随后拆除体外支撑及　顶、底面标高。施工顺序如下：托架系统安　随后即可加载，加载至５０％时，静止２　ｈ后　主墩临时支座，主墩支座承载完成体系转　装一模板安装就位一钢筋绑扎及预应力管　进行观测，随后即可加载，加载至８０％时每　换。在１０号梁块混凝土强度及弹性模量达　道安装一浇筑混凝土一混凝土养护一预应　间隔２　ｈ观测一次，当沉降不大于２　ｍｍ后　到设计值的１００％并满足７　ｄ龄期要求后，　力筋张拉、压浆一拆除支撑系统。①边跨现　即可加载；加载至１００％时每间隔２小时观　在中跨跨中施加３０　ｔ的压重用挂篮悬臂灌　浇段托架设计与施工。结合施工现场实际　测一次，当沉降不大干２　ｍｉＤ＿后即可加载；　注边跨１２号块，并张拉预应力钢束Ｎ１９；在　情况，采用托架方案施工，见图６、图７。②托　加载１　２０％时每６　ｈ观测一次，静止一天，　边墩上用万能杆件和型钢组成托架，并进　架预压。托架搭好后，为消除托架非弹性变　当沉降小于１　ｍｍ／ｄ时，即视为稳定，稳定　行预压，并在边墩上安装支座；利用挂篮和　形，测出托架弹性变形以及合理设置预拱　后即可进行卸载作业。卸载时按照１０Ｏ％、　托架，立模灌注端块１１号节段混凝土；混　度，对现浇托架按梁重的１２Ｏ％载荷进行预　７５％、４０％、０％四级进行。卸载完成后，测量　凝土强度达到设计值的９５％，弹性模量达　压试验，预压材料为砂袋，采用分级加载、　各观测点高程，直至变形趋于稳定。托架卸　…　’　—　广—１　—　图４合拢阶段　图５成桥阶段　图６边敦托架　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　９７　垫　Ｑ：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｅｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　工程技术　载前后的顶面高差作为托架的弹性变形，　筋。钢筋及预应力筋在加工场下料加工，现　入模，混凝土浇筑从悬臂端对称向桥墩位　底模板标高将综合考虑托架弹性变形（预　场绑扎就位，施工时注意纵向束管道及竖　置方向浇筑。先浇筑底侧模交会处的梗肋　留沉落量）进行调整，通过调整方木对底模　向预应力钢筋束道的准确定位，用井字形钢　混凝土至腹板３０　Ｃｍ处，再浇筑底板中部　进行托架标高调整。③模板。外模采用钢模　筋固定波纹管。其它的预埋件包括防撞墙　混凝土，随之浇筑腹板混凝土至顶板，再浇　板，内模采用方木做成骨架，以竹胶板作为　钢筋、伸缩缝钢筋等均应严格控制。④混凝　筑项板及翼缘处混凝土，按梁段全部平面　面板。在浇筑底板混凝土时，底板与肋板钢　土浇筑及养生。混凝土在拌合站集中拌合，　面积等高水平分层，纵、横向对称浇筑。在　筋绑扎安装后进行安装。④钢筋及预应力　混凝土罐车运至现场，混凝土输送泵泵送　腹板及隔板内，每２．５　Ｉｎ间距范围均匀设置　图７　Ａ－Ａ截面　．　．＼　ｌ　ｊＩ　ｌ　Ｃ再ｌ　▲　Ｊ　ｊ　Ｉ　▲　工　：　：　ｌ台拢段　现浇鼹　，　卜　ｌ　　’●　。　‘　】　工　】　‘　后　瑞　黼端　土　上　Ｊ　▲　从　ｌ　ｌ　ｌ　上ｌ　ｌ　▲　ｌ　上　！－，－　ｌ　凇卜　ｌ　一ｊ　－一　／　线　ｌ　】　严　ｌ　Ｔ　’　Ｔ　Ｔ　图８合拢段示意图　９８　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　垫　Ｑ：　工程技术　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌｎｎｏｖｅｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　串筒，在顶板开设天窗，用串筒将混凝土输　及养生一拆除临时刚接一预应力张拉并压　段混凝土浇筑的时间应选在一天中最低温　至底板。顺次移输送管至串筒漏斗，分层推　进浇筑。混凝土每浇筑２　ｍ摘降一节串筒，　控制自由下落高度，避免分层离析。每层浇　筑层厚不超过３０　Ｃｍ，每层混凝土浇筑要　在前层初凝前进行，以免出现明显的接缝痕　迹。梁体底板及腹板采用插入式振捣器，顶　板采用平板式振捣器。底板混凝土直接在　浆一拆除临时固结支撑。普通钢筋在地面　度时施工，使之在混凝土早期结硬过程中　集中加工成型，运至合拢段绑扎安装，绑扎　处于升温的受压状态，减少温度变化对合　时将劲性骨架安装位置预留，等劲性骨架　拢段混凝土的影响。一般宜选在早晨施工；　锁定后补充绑扎。底板束管道安装前，应试　浇筑过程中严格控制混凝土的配合比和坍　穿所有底板束，发现问题及时处理。合拢段　落度，要对混凝土的浇筑数量和重量做好　底板束管道采用钢管，或者用双层波纹管　详细记录。根据浇筑混凝土的数量同步卸　替代，管道内穿入钢绞线芯模，以保证合拢　除合龙段的配重，卸除配重时，两侧要同步　段混凝土浇筑后，底板束管道的畅通。其余　对称进行；要做好温度及浇筑记录，同时观　预应力束及管道安装同箱梁悬灌梁段。模　测合龙段标高的变化；要有专人检查模板　底板顶部振捣，腹板及隔板内采取内模上　开窗振捣及加长振捣棒联保振捣相结合。　考虑到操作空间狭窄不利操作，增设振捣　板调整好及压重结束后，选择一天中温度　及底模的锚固系统，发现问题及时报告，及　机具及人员。每２　ｍ设置振捣站位点，进行　最低和温差变化最小的时间，在合拢处安　时解决；要注意保护好预应力管道，振动棒　定点定位振捣。振捣遵循“快插慢拔”的原　装劲性骨架，将合拢段予以临时锁定。劲性　不得直接接触波纹管；加强对合拢段混凝　则，振捣棒应深入下层５～ｌ０　ｃｍ，以利于上　骨架设计见图９。锁定时劲性骨架的四根支　土的养护，使之保持潮湿状态，减少日照引　下层间结合，每３０　Ｃｍ设置一振点，每点振　撑同时焊接，并在升温之前完成，避免由于　起的温度变化影响。待合拢段混凝土达到　捣时间２０～３０　Ｓ，当混凝土表面无明显沉　温度不同而在构件内产生附加内力。为了减　设计规定强度和相应龄期后，先张拉边跨　再张拉底板预应力束，按照　降、无气泡冒出，表明该点振捣密实。要加　少锁定时间可使钢支撑在锁定前先焊接一　顶板预应力束，强角隅处和锚垫板下位置的振捣，保证混　侧，在锁定时焊接另一侧完成锁定。组织四　设计要求的张拉吨位及顺序双向对称进行　凝土的密实。在底板混凝土浇筑完毕后，对　台焊机及四个电焊工同时作业，所有焊缝高　张拉（对先期临时张拉的钢束补张至设计　底板顶面找平，并在初凝后、终凝前做两次　度和长度均应满足设计要求，施焊前，应将　力）。解除中墩处临时固结措施，由永久支　压光。对顶板混凝土表面，按梁顶设计坡　焊接处梁体用土工布覆盖并洒水润湿，防　座受力，并将中墩活动支座的纵向约束临　度，挂线并配合水平尺将大面找平并拉毛。　完成梁体各悬灌段施工后，即应尽早完成　中跨合拢段梁体施工。合拢梁段施工是连　止焊接过程中灼伤梁体混凝土。钢筋及预　时锁定，结构由双悬臂状态变为单悬臂状　的穿束及预拉，严格按设计的张拉束进行。　临时钢束的张拉是合拢段锁定的最后一道　行。合拢段采用微膨胀混凝土，比主梁混凝　（２）中跨合拢段施工及体系转换。在　应力波纹管施工完毕后进行纵向临时钢束　态。中跨合拢后，在跨中采用水箱蓄水施加　压重，利用挂篮施工边跨不平衡段，施工工　艺与普通预应力钢筋混凝土梁基本相同。　换，释放墩梁锚固，结构由双悬臂状态变为　续梁施工的关键。它包含了线性控制、设计　控制应力、体系转换、合拢精度、箱粱温度　伸缩等一系列悬臂灌注连续梁的施工的重　点和难点，见图８。合拢段具体施工程序为：　挂篮走行到位一立模一绑扎钢筋及纵向预　应力管道一安装劲性骨架一临时穿束并张　程序，在合拢段混凝土浇筑前一天夜里进　在体系转换时，严格按设计要求进行体系转　土提高一个等级，坍落度１４０～１６０　ｍｍ，并　单悬臂状态。在这个体系转换过程中，施工　且严格控制混凝土的入模温度，在混凝土　应注意以下几点：结构由双悬臂状态转换　的浇筑过程中做好混凝土的温度记录，合　成单悬臂受力状态时，梁体某些部位的弯　龙段钢筋模板检查合格后，进行混凝土的　矩方向发生转换。所以在拆除墩梁锚固前，　拉一安放竖向和横向预应力一混凝土浇筑　浇筑，浇筑混凝土时要注意以下几点：合拢　按设计要求，张拉一部分或全部布置在梁　Ｉ５铂工字钢　Ｉ５６ｈ工字钢　Ａ　图９劲性骨架设计　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　９９　垫！　Ｑ：塑　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣ｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　工程技术　临时刚接措施，保证合拢段混凝土强度及　体下部的正弯矩预应力束；墩梁临时锚固　注意加强捣固，不得存在空洞和漏捣。　的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地　（２）预应力筋张拉。预施应力分阶段　弹性模量达到ｌ００％设计值及混凝土龄期　一释放。在放松前应测量各梁段高程，在放松　次张拉完成。钢束张拉需在该梁段悬灌　不小于５　ｄ进行预应力张拉时混凝土不开　过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常　混凝土强度达到设计值的９５％，弹性模量　裂。满足正常施工温度的条件下，合拢段混　００％，且不小于５　ｄ的龄期　凝土浇筑实际应在一天中温度最低时，并使　情况，应立即停止作业，找出原因，以确保　达到设计值的１施工安全；对体系转换后形成的超静定结　后方可进行张拉。纵向预施应力采用两端　混凝土浇筑后温度开始缓慢上升为宜。边　构，需考虑预应力张拉、支座变形、温度变　同步张拉，并左右对称进行，最大不平衡束　跨现浇段浇筑梁体混凝土前，应对支架进　行１．２倍最大施工荷载预压，采取有效措施　消除托架变形对梁体线形的影响。　束，从外到内左右对称进行。各节段先张拉　化等因素引起结构的次内力。若按设计要　不应超过１束，张拉顺序先腹板束，后顶板　求，需进行内力调整时，应以标高、反力等　分析原因。　多因素控制，相互校核。如出入较大时，应　纵向再竖向再横向，并及时压浆。预施应力　采用双控措施，预施应力值以油压表读数　参考文献　为主，以预应力筋伸长值进行校核。预施应　［１］申永利．临时固结支撑在客运专线铁路　力过程中应保持两端的伸长量基本一致。　连续梁０号块施工中的应用ｆＪ】．铁道标　准设计，２００９（１）．　工连续梁线形控制技术…．铁道标准设　（３）终张拉完成后，在２４　ｈ内注浆完　计，２００８（８）．　４结语　（１）为提高结构耐久性，混凝土采用　张拉预应力钢绞线时，张拉顺序：０一＞初　固。　性能指标满足环境要求的高性能混凝土。　悬臂浇筑过程中，各中墩采取临时锚固措　施，墩梁固结或临时墩在横桥向必须支撑　应力（０．１０ｏｃｏｎ）一＞ｏＣＯｎ，持续５　ｒａｉｎ锚　【２】赵秀典，刘胜路．武广客运专线悬灌法施　在箱粱腹板范围内。并在施工时加强挂篮　成，特殊情况时必须在４８　ｈ内完成。压浆　［３】刘超群，李小年，杨孟刚．连续梁悬臂法　锚固。六级以上大风停止施工。悬臂施工　前管道内应清除杂物及积水。压入管道的　时，要求对称浇筑，如砼泵送有困难而难以　水泥浆应饱满密实。水泥浆搅拌结束至压　实现时，应控制两端砼浇筑不平衡重不超　入管道的时间间隔不应超过４０　ｒａｉｎ。　过灌注节段重的ｌ／５。梁段悬浇时，与前段　施工控￣ｔｌ［Ｊ］．铁道标准设计，２００９（］）．　（４）合拢段及现浇段施工。为切实保　证灌筑质量，在中跨合拢段应设置可靠的　混凝土结合面应予凿毛处理并清理干净。　为更好的提升本刊的信息技术全面性，我刊现面向各级科技与教育管理部门的领导、科教领域管理人员、　科技教育人员、各类院校的广大师生征集优秀稿件。　投稿须知　１．稿件应具有科学性、先进性和实用性，论点鲜明、论据充分、数据真实、逻辑严谨、文字准确、语句通顺。　２．文章以２２００－２５００字为宜；文章标题字数在２Ｏ字以内，摘要、关键词、参考文献（按引用的先后顺序列　于文末）等要素齐全。　３．计量单位以国家法定计量单位为准；统计学符号须按国家标准《统计学名词及符号》的规定书写；标点　符号使用准确；表格设计合理，推荐使用三线表；图片清晰，注明图题图号。　ｌ　ｌ４．投稿请使用ｗｏｒｄ格式并注明作者姓名、联系电话、工作单位、通讯地址、邮编、电子邮箱。　５．本刊编辑部有权对所投稿件进行修改。　？　ｊ　＿ｊ　６．本刊已被相关电子期刊等网络媒体所收录，本刊发表的文章将在网络媒体上全文发布。　７．严禁一稿多投、剽窃或抄袭行为，否则一切后果由作者本人负责。　！　≯　；　！　！　氅　氅　氅　　！！　！　！！　ｌ　！　甓　：　１　Ｏ０　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ