浅谈准池铁路下窑子特大桥连续梁挂篮悬浇施工
2017-10-30
中铁十九局集团六公司负责施工的新建准池铁路下窑子特大桥，位于山西省朔州市右玉县境内，桥址处地形为山前冲积平原，地形整体平坦开阔。本桥为单线曲线桥，桥中心里程为ZDK4+730.5，桥长1602.63m，最高桥墩高24.75m。全桥孔跨布置为1-32m+（32+48+32）m连续梁+7-32m+2-24m+7-32m+2-24m+27-32m。本桥采用T型桥台，圆端形实体墩，全部采用钻孔桩基础。
本桥于3处跨越既有道路，其中在ZDK4+026.45处采用（32+48+32）m连续梁跨越虎山公路，其余两处采用简支梁跨越。
本桥下部结构采用常规方法施工：桩基采用回转钻机、冲击钻机成孔，导管法灌注水下混凝土；承台采用大块组合钢模板浇筑；墩身采用桁架式整体定型钢模浇筑。本桥简支T梁由铺架标段负责预制架设施工；特殊结构（预应力混凝土连续梁）采用挂篮悬臂悬浇施工。本文着重对挂篮悬臂悬浇施工的关键工序和技术控制进行阐述。
连续梁悬臂灌注施工工艺流程： 节段施工验收→挂篮锚固、底篮提升→外侧模就位→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋→安装内模→检查签证→浇筑混凝土→养护→预应力张拉→管道压浆→挂篮前移→合拢段施工
1 挂篮的结构设计及拼装
0#块施工完后，利用吊机在0#块上拼装菱形挂篮，进行梁段悬浇。菱形挂篮结构主要由桁架、提吊系统、走行及后锚系统、模板系统和张拉操作平台等六部分组成。
2 挂篮结构
挂篮是施工梁段的承重结构，又是施工梁段的作业（悬灌，张拉等）现场，挂篮按其悬灌所承受的最大梁段重量及施工荷载等最不利荷载设计。
3 挂篮拼装及试验
在墩顶现浇段现浇施工完成后（含预应力施工及压浆），采用吊机进行挂篮构件起吊和拼装。安装时注意桥墩两侧的挂篮应对称同步安装，按设计要求控制不均衡荷载。
新加工的挂篮采用试压台加压法检测桁架的受力性能和状况，未经试压的挂篮不得吊装上墩进行悬灌施工。通过试压消除结构的非弹性变形。
对拼装就位待灌注混凝土的挂篮，采用水箱试压法检查挂篮的性能和状况。加压水箱设于菱形桁架的前上横梁吊点处，计算施加力后，分级进行灌水试压，记录全过程挂篮变化情况即可求得控制数据。
菱形挂篮拼装施工工艺流程为：挂篮杆件预拼装→安放轨道调平垫梁→安装轨道并锚固→安装带反扣轮的后支座→安装菱形桁架→安装菱形桁架间连接桁架→安装前上横梁及吊带→安装底模→安装外侧模→调整模板尺寸及标高→挂篮预压
4 挂篮的前移
待已灌注梁段混凝土强度和弹性模量达到设计要求指标后，对纵向预应力筋张拉并压浆后，铺设垫梁和轨道。轨道锚固后，放松底模架前后吊带并将底模架后横梁用2个10t倒链悬挂在后上横梁上；拆除后吊带与底模架的联接，先放松所有后吊杆再放松前吊带，按照同样的方法松开外侧模。用2台5t倒链牵引前支座使菱形桁架带动底模侧模前移，就位后安装底模后吊带，将底模吊起。解除外模走行梁的一个吊带前移至预留孔，调整立模标高进入下一循环施工。
5 挂篮底模、侧模标高调整及位置控制
当挂篮安装完成后，即可进行模板标高及中线调整。模板控制标高=设计标高+施工预留拱度。设计标高由设计院提供。施工预留拱度由设计院提供的理论预留拱度结合现场挂篮试压测试数值（如弹性变形值）等因素，通过编制的线型控制软件计算而得。同时在每个承台顶面上设水准点4个，观测群桩的沉降；在墩顶现浇段顶面腹板位置处各设水准点4个，观测墩身的压缩。
6 绑扎钢筋、安装波纹管道
钢筋集中加工，塔吊吊装至挂篮位置，人工绑扎。先绑扎底板、腹板钢筋，并安装竖向预应力筋、底板波纹管道，待内模前移到位后绑扎顶板底层钢筋，安装顶板预应力管道，绑扎顶板上层钢筋、安装顶板预埋件。
安装波纹管时如与构造钢筋冲突时，适当移动构造钢筋，绝对保证预应力管道按设计位置定位，并采取加粗定位钢筋直径，加密定位钢筋网片、网片与箱梁构造筋点焊牢固等措施，保证预应力管道位置在浇筑混凝土时不移位、不破损。
在灌注混凝土前检查预应力管道的接头是否连接紧密，管身是否完好，在混凝土灌注过程中不得直接振捣预应力管道，以防其移位、破损、漏浆。
7 混凝土施工
混凝土采用泵送浇筑。为缩短工期，加快进度，确保一段梁体的施工周期在8～10天左右，梁体混凝土配合比设计时掺入早强减水剂。由于梁段钢筋及预应力管道较密，选用的混凝土配合比的坍落度控制在14～18cm。
梁段混凝土一次浇筑成型，并在底板混凝土凝固以前全部浇筑完毕，以避免裂纹的产生。混凝土浇筑采用先梁节前端，后梁节后端，并从腹板向中间推进的方法。
8 预应力施工
纵、横向预应力筋穿束前用通孔器疏通预应力管道，纵向预应力筋穿束时先将导线穿过孔道与预应力筋束连接在一起，由卷扬机牵引穿束；横向预应力筋采用人工穿束。穿束后检查预应力筋外露情况，保证两端外露长度基本相同，满足张拉要求，然后安装锚具、千斤顶。
竖向预应力筋按设计下料加工成型，并在梁段混凝土灌注前直接安放在竖向波纹管中。
钢绞线的张拉在梁段混凝土强度和弹性模量达到设计要求的指标后，按设计要求的张拉方法和顺序进行张拉。张拉程序为：0→初应力→бcon（持荷2min锚固）→бcon（锚固）。
竖向预应力筋在纵横向预应力筋张拉完成，挂篮前移后进行张拉，张拉程序为：0→初应力→бcon（锚固）。
张拉时确保“三同心两同步”，并采取双控措施，以预应力控制为主、伸长量校核为辅。“三同心”即锚垫板与管道同心，锚具和锚垫板同心，千斤顶和锚具同心。“两同步”即两侧两端均匀对称同时张拉。在张拉及使用过程中，按规定对张拉机具定期进行校验和标定。
孔道压浆在预应力张拉完成、挂篮前移之前进行，压浆采用真空辅助压浆工艺，水泥选用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.40～0.45。为增强其流动性，可掺入高效减水剂。为减少收缩，可掺入适量的微膨胀剂。
9 连续梁合拢段施工
合拢段采用吊架法进行施工，按照先合拢边跨、后合拢中跨的顺序施工。施工步骤如下：
⑴焊接安装合拢段体外固结劲性骨架，绑扎钢筋，连接预应力管道并定位，并使劲性骨架与周围钢筋焊接，对中间跨合拢段须设体外钢结构劲性骨架及临时预应力束并张拉锁定。
⑵安装吊架于合拢段上方，并调整就位，再安装内模，在梁体悬臂端采用砖砌水池充水配重，选择日温度最低的夜间浇筑合拢段混凝土，并逐级解除合拢段压配重。
⑶等边跨混凝土达到设计强度后，开始中跨施工。
⑷在混凝土强度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，待张拉完毕后进行压浆封锚。
⑸待中跨合拢完毕后，按设计要求张拉所有剩余的预应力束，全部完成体系转换。
10 结语
通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九局集团六公司准池铁路下窑子特大桥连续梁挂篮悬浇施工合格率100%，优良率99%，完全满足了设计要求。
