建筑论文多箱式预应力槽型梁施工技术控制

　　建筑论文下载发表期刊推荐《施工技术》创刊于1971年，是国家期刊奖提名奖期刊，中国建筑科学类核心期刊，中国建筑施工行业惟一的国家级核心期刊，由建设部主管，亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中国土木工程学会联合主办。主要介绍国内工程建设施工方面的方针政策和技术法规，重大技术成就，传播建筑领域采用的新体系、新技术、新工艺、新材料、新机具、新设备和施工管理经验，以及国内外先进施工技术及其发展动态。发行对象：建设主管部门；大中型建筑（建设）集团公司及施工企业；承建商（工程总包、甲方）；规划设计、科研院所；房地产开发商；监理公司；质监部门；高等院校；以及对土木建筑施工领域感兴趣的各界朋友。
　　摘要：本文详细介绍了采用菱形挂篮悬臂灌注法施工多箱室槽形梁施工工艺及操作要点，并对槽形梁的线形控制及既有线防护等关键技术进行详细阐述，为类似槽形梁拱桥槽形梁施工提供经验参照。

　　关键词：多箱室,预应力砼,槽形梁,悬灌法,施工工艺

　　1工程概况

　　武汉市轨道交通一号线的多箱室槽形梁拱组合桥，位于汉口解放大道与黄浦大街交汇处，桥跨组合49.9m+104.983m+49.9m三跨连续梁。位于S形反向曲线上，两侧S形曲线右线半径350m，中间右线直线长仅28.139m，其中高度方向的第三跨位于竖曲线上，主跨跨越江岸货场既有铁路，主梁为三向预应力混凝土槽形梁与钢管拱肋组合。混凝土槽形梁宽度较大，两侧主纵梁为变高度，三箱五室，箱室较低，采用悬臂灌注法施工。

　　2施工工艺流程及操作要点

　　2.1施工工艺流程（见图1）

　　2.2操作要点

　　2.2.1安装固结支柱。该梁的2个主墩各采用四根钢管混凝土立柱作为临时固结支柱，确保在体系转换之前支座不受力。在钢管立柱的顶部和梁的底部之间灌注340mm高的硫磺砂浆，以便于落梁和进行体系转换。钢管立柱内浇筑C30混凝土，确保立柱的刚度。

　　2.2.2安装永久支座。用专用支座水泥灌浆料锚固支座，安装时检查支座的型号及活动方向，确保与设计相符。

　　2.2.30#段现浇施工。

　　（1）搭设门式支架，门式支架落在承台基础上，对承台圆弧边不够摆设立柱的地方，采用加大承台的方法，以满足支柱的搭设。门式支架有直径为100cm钢管和I45a、I20a、I10a工字钢、方木组成。一侧采用8根支柱，支柱上方采用2根并排

　　的I45a工字钢作为横梁，然后采用I45a工字钢作为纵梁，间距为60cm，最后直接在上面铺设整体模板，标高用木楔子进行调控。支柱之间采用20cm槽钢连接，对于悬臂端工字钢加焊托架工字钢。支架搭设完成后，进行加载试验，完全模拟施工状态下的荷载工况，测定其弹性变形，消除非弹性变形，并将弹性变形值计入预拱度。以确保0号段梁底标高符合设计要求。

　　施工工艺流程图1

　　（2）支架安装完成后应进行加载试验，预压采用砂袋加载，加载方法逐级进行，荷载分三级60％、100％、120％施加，总荷载为托架实际受力的1.2倍。

　　（3）模板加固、钢筋加工。为保证梁底拼缝线形的一致，底模下面和顶板上面采用通长的Ф32精轧螺纹钢筋套对拉，其它的拉筋不需要通长对拉，各腹板单独对拉，仍采用Ф32精轧螺纹钢筋。

　　预应力管道采用定位钢筋网片固定，保证预应力筋位置满足设计要求，同时钢筋焊接时应避免烧穿波纹管道。预应力钢筋端头设置张拉槽模板，张拉槽位置、角度必须满足设计要求，张拉槽平面必须保持平整，便于混凝土浇注完成后张拉顺利。

　　（4）0号段砼浇筑

　　0#段有拱脚预埋，并且波纹管、钢筋较多，为确保混凝土质量，0#段分两次施工，第一次混凝土打至拱脚预埋处，第二次全部打完。混凝土在拌和站集中拌合，由砼罐车运至工地。由1台混凝土输送泵输送到浇筑位置。为保证对称浇筑，用一台汽车泵布料灌注，确保基本对称施工。通过罐车混凝土方量计算及模板内混凝土的方量来调整对称施工，确保混凝土在两端的不平衡方量不超过2m3。

　　砼浇筑次序：先浇筑中间桥面系底板，再浇筑两侧主纵梁部分腹板底板、接着浇筑中间桥面系腹板和顶板，最后是主纵梁腹板和顶板。在混凝土浇筑完成后，进行混凝土收浆抹平，特别要进行二次收浆抹面，避免混凝土出现裂缝。初凝的砼采用塑料薄膜

　　（5）0号段的张拉压浆

　　按照设计要求,竖向精扎螺纹钢筋可在各梁段混凝土的强度达到80％以后进行张拉，并及时压浆；各梁段预应力钢索必须在该梁段的混凝土强度达到85%以上，并达到相应的弹性模量，而且混凝土的龄期不少于6天后方可进行张拉压浆。

　　（6）0#节段的模板拆除

　　0#节段外模和内模可在混凝土浇注后4天后拆除，待梁段进行张拉压浆后，可以拆除底模。

　　2.2.41#～10#段悬臂灌筑施工

　　（1）挂篮的拼装

　　本槽形梁悬灌施工挂篮选用北京博瑞设计的菱形挂篮，单支重96吨。在桥下空地拼装主桁架，用50T汽车吊吊装。挂篮由棱形主构架、底模平台、内外模板、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成。（见图2）

　　挂篮图图2

　　（2）挂篮加载试验

　　挂篮加载试验的目的是为了检验实际承载能力和安全可靠性，并获得相应荷载下的弹性和非弹性变形，为槽形梁拱组合桥梁悬浇施工控制提供参考数据。

　　在平整场地上用千斤顶对挂蓝加载。试验方法主要采用千斤顶加载法。千斤顶加载法直接对前吊点施加压力，加载通过千斤顶施加荷载，分级荷载能够精确控制，无须高空作业，安全性较好，施工过程简易，测试结果准确。本桥挂篮采用主构架对称千斤顶加载法模拟挂篮实际受力，检测其变形。

　　（3）挂蓝模板线性控制。挂蓝拼装完成后，根据监控数据调整立模标高，检查模板平面位置及几何尺寸。

　　（4）模板安装、钢筋绑扎、安装波纹管管道、混凝土浇筑、压浆与0#段同。

　　（5）滑移挂蓝。待压浆完成24小时后，松后锚、底模平台及侧模，千斤顶牵引滑移挂蓝下一梁段循环。

　　2.2.5合拢段施工

　　（1）模板。边跨合拢段利用现浇直线段支架工字钢与挂蓝底模前横梁间搭设工字钢作为底模板；中跨合拢段在两挂蓝底模前横梁间搭设工字钢作为底模板，侧模利用挂蓝既有侧模板拼装。

　　（2）钢筋及波纹管安装。为了防止合拢段预加应力后钢筋变形，合拢段处钢筋采用一侧绑扎，另一侧焊接的方式，并且交叉布置。纵向波纹管安装时，中间用一长80cm的接头，波纹管分两段连接安装。

　　（3）刚性连接。按照设计图纸位置设置刚支撑，锁定合拢的两端，确保线形。

　　（4）临时索张拉。设置好钢支撑后，按照设计张拉临时索。临时索张拉时，要随时观测梁段位移变形，张拉时看有无异常响动。有异常响动时，应立即停止，查明原因后，再进行张拉。

　　（5）混凝土浇筑。合龙段砼提高一个等级，按C60砼施工。合龙段采用微膨胀混凝土浇筑。2.0m合龙段砼灌注在锁定次日最低温度起8h内完成。灌注砼的天气选在阴凉天气为宜，合龙前对大气温度进行监测。灌注砼时的大气温度要在12～18℃以内施工。砼的养生采用土工布履盖养生，将合龙段及两悬臂端进行覆盖。合拢前在两梁段压重，随混凝土的浇筑逐渐卸压，确保线形。

　　（6）体系转换。主梁中跨合龙前，永久支座处于非正常受力状态，中跨合龙段施工完毕后，预应力束张拉前，对称解除临时支墩，消除梁体次应力，解除临时支墩。解除临时支座采用喷灯烧除硫磺砂浆层的办法，使梁端落在永久性支座上，完成体系转换。体系转换完成后将临时支墩伸入主梁和桥墩内的钢筋割断，用砂浆进行封堵以防止钢筋暴露锈蚀。

　　（7）张拉、压浆。等混凝土强度达到设计的90%后，对称张拉所有的预应力筋，完成合拢段施工。

　　（8）卸落挂蓝模板。先拆除中跨挂蓝。把中跨挂蓝移至1#段拆除。边跨待中跨钢管拱吊杆张拉以后，在进行边跨挂蓝的拆除。底模四角用千斤顶缓缓放下，上部挂蓝构件按照拼装时逆顺序用汽车吊逐件拆除。

　　3施工关键技术

　　3.1混凝土多箱室槽形梁的悬灌技术。

　　根据槽形梁的截面特点施工要求，在施工时我们委托设计了在槽型梁内行走的菱形挂蓝。挂篮设计必须满足以下主要条件：一是槽形梁特殊的截面形式，两侧主纵梁高度从中支点处梁高8.163m至跨中梁高3.0m，中间以4次抛物线连接，每一梁段高度是变化的，且挂篮需在槽内行走；二是槽形梁宽度大(底宽14.2m)，且箱室多（为三箱五室），悬吊系统吊点多，需保证挂篮在行走安全平稳，除轨道和内模外，还需保证挂篮整体移出；三是作业空间要大，槽形梁桥面系的箱形截面虽等高，但底板和腹板厚度也是有变化的，挂篮前端及中部工作面要开阔，不能影响混凝土运输，轨道安装，以及混凝土梁段纵向预应力张拉等工序；四是结构简单、受力明确、刚度大、重量轻；同时本桥为既有线施工，需严格保证桥下净空，以利行车安全。针对这种特殊的菱形挂蓝结构设计，就使用后的挂篮具有以下特点：

　　3.1.1菱形主桁架结构简单，受力明确，重量轻、刚度大。

　　3.1.2菱形挂篮前端及中部工作面开阔，可以从挂篮中部运送混凝土，也便于轨道安装挂篮。

　　3.1.3挂篮设计采用大型结构软件进行整体三维空间分析，使用安全可靠。

　　3.1.4可进行连体挂篮的施工。

　　3.1.5底模平台高度小，可便于悬灌梁施工期间受净空控制的桥下通航、通车。

　　3.1.6采用无平衡重液压千斤顶牵引方式，走形平稳、安全。

　　菱形挂篮的这些特点，解决了梁段多箱式薄板承重和锚固问题。通过应用双轨道、前支座分配梁有效降低了挂蓝前支座处梁体混凝土局部应力，解决了菱形挂蓝在多箱式槽形梁的应用难题；在该桥梁的1号节段灌注时，因两支挂篮不能同时置在0号节段上，采用特制杆件将两支挂篮连成能分解的整体，取得较好效果。

　　3.2槽形梁多向曲线的线形控制技术。

　　本槽形桥梁由于受市区地形环境的制约，使得主桥平面位于反向S型曲线上，且第三孔位于竖曲线上（R=3000m），加之两侧主纵梁中支点处梁高8.163m，跨中梁高3.0m，中间以4次抛物线连接，给施工中的测量控制和线形控制增加了难度。在桥梁施工控制过程中，为了实施有效监控，在管理上采取以下措施：

　　3.2.1配备精密的测量仪器和组建高效精干的测量队伍。进场完成交桩后，立即着手对测量控制系统资料进行复核，弄清标段控制概况，坐标设定、按照“铁路测规”进行测控方案的设计，并报监理工程师批准。

　　3.2.2按施工技术规范的规定和要求布设桥梁测量控制网。桩点之间通视条件良好，并形成起、止于设计单位交付的精密导线点和精密高程点形成附合路线。所得导线点的坐标和高程值作为施工测量与放样的依据，并将测量成果上报业主及监理单位。

　　3.2.3定期把测量仪器送到有检定资格的单位检校，确保测量结果的有效性。所有测量的内业资料计算，以及外业实测资料的整理和交底，都必须有计算人、复核人，确保资料的准确无误。现场施工测量要有检校条件，形成闭合或附合导线及水准路线形式。

　　3.3既有线路安全防护技术

　　在槽形梁跨越江岸货场既有电气化铁路，由于受现场地形的限制，在无法搭设棚架的情况下，采取在菱形挂篮底板上安装吊架的方法，吊支架由∏10槽钢焊接而成，支架下方吊装耐高压防电板，支架上满铺竹排，竹排上铺设白铁皮，白铁皮用10号铅丝穿过竹排与槽钢固结。白铁皮设双向汇水坡，通过排水管排除施工养护用水和雨水。支架通过钢筋圈连接挂篮底模平台上，使得梁段顺利跨过既有电气化铁路。（见图3）

　　4结束语

　　本槽形梁拱桥槽形梁施工中采用菱形挂蓝进行悬灌施工，取得了较好的效果。在应用该技术时，菱形挂蓝采取在槽内行走，通过应用双轨道、前支座设置分配梁有效降低了挂蓝前支座处梁体混凝土局部应力，同时还应用具有相应强度的U型内模结构，解决了菱形挂蓝在多箱式槽形梁的一次性内模难题，顺利完成了施工任务。该桥自2008年11月份开工至2010年8月全部竣工验交，在施工期间无一安全事故发生，荣获了湖北省“楚天杯”优质工程奖称号。

　　[参考文献]

　　1.《武汉市轨道交通一号线工程—跨江岸货场槽型梁拱组合桥》施工设计图

　　2、《铁道第四勘察设计院城市轨道交通一号线工程—跨江岸货场槽型梁拱组合桥》施工组织设计中铁十一局二公司。

　　3.《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002