悬浇连续箱梁结构桥梁施工关键技术及要点探析
2017-07-17
悬浇挂篮施工技术在近些年桥梁工程中得到普遍应用，具有节省材料、重量轻、受力情况显著、结构简单等特点。但是，该技术也有自身缺陷，如设备挂篮临时锚固等问题。对此，在无竖向预应力悬浇箱梁中三角形挂篮施工工艺，希望对悬浇连续箱梁结构桥梁工程有所贡献。以某高速公路桥梁为例进行探讨，节段悬浇预应力砼连续箱梁以及装配式预应力砼连续箱梁作为桥梁上部结构。悬浇段跨城区道路，左右幅挂篮悬浇孔总共6个。直腹板高度连续箱梁作为悬浇段上部结构，悬臂浇筑节段长度在3.5米左右。双向预应力体系为设计箱梁，箱梁底板宽度为13米，无竖向预应力筋，砼为C50，顶板斜置，箱梁底板保持水平横向。
1 桥梁概述
伴随着城市化进程的大力推进，人行道、铁路、道路等都离不开桥梁建设。桥梁建筑施工工艺虽然不断在提升，从固定桥梁至旋转、可升起桥梁等。但是不论哪一种桥梁，都是为了防止因承担重力而出现破裂、下陷等问题，因此牢固的结构是桥梁设计人员应考虑的问题。在此简单介绍几种桥的类型，桁梁式桥具的横梁十分的坚固，且支撑均位于横梁的每一端。伴随不断发展，现代的桁梁式桥的特点是坚固且重量轻，一般情况下，横梁采用长型中控桁架，该架由混凝土或钢铁制成。建造桥梁采用这种方法称为箱式梁桥。悬臂桥与桁梁式桥相似，可将桥身按段划分，可具有一定长度、且坚固，不过每段都在中间而非两端支承。支承位于中间位置，这样可以很好地起到作用。支承部位不是两端都有，其中一端在支撑物上浇筑或埋入，另一端则将支撑物挑出，这种桥梁为悬浇梁，如实墙、柱子等支撑物并非每边都配备，有些支撑物的一部分被浇筑或预埋在建筑结构中，而另一部分则悬挑出结构外，箱梁形似箱子，翼缘位于其上部的两侧，而内部则是空心的，箱梁属于梁。现浇箱梁与预制箱梁这两种桥梁结构都属于钢筋混凝土结构。在建造大型连续桥梁的过程中，现浇箱梁被广泛应用。而预制箱梁的有点在于可缩短工期、加快工程施工进度，通常结合架桥机完成桥梁下部的架设。现浇箱梁的材料分为钢箱梁以及预应力钢筋砼箱梁。其中钢箱梁既有加钢筋砼铺装层，也有全钢结构。而预应力钢筋砼箱梁可对横向预应力进行设置，其自身还拥有纵向预应力，优势在于现场施工。通常情况下，钢箱梁在跨度非常大的桥梁制造中使用，又被称为钢板箱形梁，其外箱与箱子相似，因此在跨径较大的桥梁结构中普遍采用。在桥梁建筑工程中，应用较为普遍的结构形式就是钢板箱型梁，将数量不同的简支钢箱梁设置其中，对掌握、分析集中荷载受横隔板间距作用时对简支钢箱梁变形的影响，同时可对其产生的刚性扭转与畸变展开对比，在集中荷载的作用下，伴随横隔板数量的不同，所产生的最大畸变则相应改变。按照偏心作用、对称弯曲、刚性扭转、畸变等工况的不同，将荷载施加于箱梁腹板的顶部位置，可计算出分解荷载。在分析箱梁的过程中，应先了解活载与恒载的作用。这两种载荷作用于箱梁上，其中，活载作用既是偏心、非对称的，也可以使对称的，因此，在分析活载作用时，应对对称与非对称分别考虑。而恒载作用通常不会发生偏心的现象，其作用基本上为对称的，这与箱型梁截面的情况大致相同。在偏心作用下，箱梁会发生变形，且分为四种状态，分别是横向挠曲、畸变、扭转、纵向弯曲。
2 施工方案
对施工方案进行设计，1#块的长度为10米，桥宽度为20米，截面位置梁高度为3.2米，支点处梁高度为3.6米，底板的厚度在29厘米至57厘米，顶板厚度在29厘米，腹板厚度为66厘米，箱型梁段长度为3.5米，中横梁的宽度为2.3米。将壁厚为6毫米的钢管砼柱八根安设于墩身顺桥位置的两侧，箱梁结合位置可采用硫磺砂浆预先进行隔离，硫磺砂浆型号为40号，厚度可设置为15厘米，这样做可便于施工完毕后对临时支撑吨的及时拆除。将Φ12加强钢筋架设于箱梁底部位置，采用槽钢压杆作为单排钢管之间的纵横向连接。可有效加强横向的钢管砼结构安全、稳定性。利用定制好的落地钢管托架以及临时固结钢管砼柱，对梁体进行支撑，这是该方案的措施之一，托架斜立柱及横梁、纵向贝雷梁支点、支点部分槽钢支垫、单层双排贝雷主梁、槽钢分配梁、厚度为四毫米的钢板平台、钢管脚手架、支架顶托、整体钢模板等为箱梁翼板下部构件。托架立柱及横梁、纵向贝雷梁支点、支点部位槽钢支垫、平齐于墩柱顶面的横向单层双排贝雷主梁、厚度为七厘米的铁尖脱模楔块、工字钢分配梁、槽钢底模托架（三角形）、厚度为八厘米的钢模板等未箱梁底板以下各部位构件。
3 悬浇箱梁施工
在介绍悬浇箱梁施工之前，先设计挂篮。设计模板及挂篮时，其重量应小于六十吨，这是施工图的设计标准。对于该工程，拟定采用三塔式三角形结构挂篮，这是对单箱双室结构特点进行考虑后决定的。根据全桥双幅主墩的数量，分配相应有4个T。工程应按照整体工期要求，对施工中挂篮的数量进行确定。模板、锚固、悬吊行走、桥面三角形主桁这4个系统共同组成了挂篮结构，外侧模板、内模、底模等组成了模板系统;轨道梁锚固系统、后锚系统等组成了锚固系统;悬吊、行走、横梁系统共同组成了悬吊行走系统;前支架、横梁桁架、节点、立柱、主纵梁等共同组成了三角形主桁系统。应用型钢加工工艺打造挂篮的主要各位置部件，除底篮后吊点采用锰板吊带外，其余位置的吊点可应用精轧螺纹钢吊杆。在水平牵引力的作用下，实现了模板及挂篮的行走，滑移沿着轨道产生动作，该拉力产生于手拉葫芦。底篮在滑移过程中，随着侧模板的不断前移，悬挂于外侧模导梁上的后横梁两侧也同时前移。三道主桁可采用槽钢桁架连接成为一个整体，这样可避免篮子在移动的过程中发生横向抗扭，以及确保挂篮的安全性与整体性。 在进行锚固时，建议采取将孔道预埋于腹板两侧，同时穿入轨道、扁担梁压主桁架、锚杆的方式，这是为了更有效地克服连续箱梁无永久竖向预应力而不能采用竖向筋对轨道锚固剂后锚进行临时设置。砼面与采用穿孔后的枕木楔块应想贴合，制作成腹板倒角位置的接触面，竖直锚杆。使用完毕锚杆后，可经由预留孔道，将其取出。悬浇节段，施工工况有两种，在挂篮主桁处将尾节预留出来，拼装时应注意对称，后锚可共用两只挂篮。另一种情况为：在进行施工的过程中，解体了两只挂篮，并将尾节安装上，将后锚单独配备于尾节部位，之后开展悬臂浇筑工程。采用全断面一次性浇筑成型作为悬浇节段箱梁砼的施工技术。
4 施工合拢段
先中跨合拢、在边跨合拢的方式运用于该工程施工中，一般情况下，这是按照施工设计要求而确定的。中跨合拢段的支撑和模板利用挂篮，当完成所有悬浇节段的施工后，前移挂篮，并从合拢段施工工区内退出另一套挂篮，通过吊杆将内模导梁挂在已浇块箱梁顶板上部，在浇筑梁体翼板上挂上外侧模导梁。利用手拉葫芦可对底板下横梁的水平位置进行调整，最后，利用浇梁体底板将其挂住。在开展梁体施工之前，应预埋临时固结预埋钢板，埋入底板靠梁肋部。在对中跨合拢段安装模板之前，利用水箱对已浇梁体的合适节段进行配重，同时，在规范允许的范围内，按照设计标高来调整两侧已浇节段底板及顶的高程。临时固结可使用双排工字钢与预埋钢板焊接的方法。当安装完成模板和复测后，可埋设管道以及绑扎钢筋进行实施。根据设计标准，在进行砼浇筑前，应设计应力，并预先穿入管道。在天气温度较低的时间段进行合拢段砼浇筑施工，如凌晨，合拢温度应控制在17～21℃。梁体砼采用砼天泵车泵送入模、且全断面一次浇筑成型。经过养生后，砼可达到标准，并将余下的合拢束张拉，并将临时固结刚性连接解除，按照从内向外、先下后上的顺序张拉剩余钢束。当张拉完节段钢束后，可以将水箱配重物卸下，同时将位于中跨部位的两个挂篮卸除，这样，该体系的一次转换就完成了。
由梁端倒角部分和直线段构成了两边跨现浇段，当改变了直线段的长度后，方案可采用振入钢管搭配主梁平台支模，并可分别进行砼浇筑成型，第一次浇筑施工可至腹板外上倒角下部位置，剩余部分再次浇筑完成，当浇筑砼结束后，将现浇段支架拆除，体系的第二次转换得以完成。
5 拆卸临时固结
在边跨合拢段施工按照设计标准完成后，可逐渐将挂篮切除，第一步可将对脚手架的工作平台进行搭设，切除时对箱梁与钢管连接位置采用养割的办法实施，要熔解结合面硫磺砂浆可接通电源，之后，结合面可采用风镐人工凿除的方法，对未达到熔解要求的残余砼进行拆除，采用手动砂轮机切割锚固钢筋，同时将钢管砼柱逐根去除，体系的第三次转换也完成了。
6 结束语
桥梁建筑施工工艺虽然不断在提升，从固定桥梁至旋转、可升起桥梁等。桥梁牢固的结构是桥梁设计人员应考虑的问题。文章探讨了悬浇连续箱梁结构桥梁施工的技术及要点，箱梁体系经过三次转换后，获得良好实际效果，在施工成本与施工进度的控制与管理上也比较成功。确保了成桥质量。希望能够为悬浇箱梁施工提供理论依据。
参考文献：
[1]郭玮宏.桥梁工程中预应力混凝土裂缝对箱梁结构承载力的影响分析[J].科学与财富，2010（2）.
[2]邓昌宁，马俊，张雪.悬浇施工预应力混凝土连续箱梁裂缝类病害试验研究[J].北方交通，2013（3）.
