1、紅山崖大橋箱型連續梁全懸澆施工技術作者：中鐵十四局二處 孫德新 內容提要：本文較詳細地介紹了朔黃鐵路紅山崖大橋預應力砼箱型連續梁0#塊扇形托架體外預應力等效預壓技術、菱形掛籃的構造及特點、預應力施工工藝、全懸澆施工方法、梁的線形控制、合攏段施工及體系轉換等內容。關鍵詞： 砼連續箱梁 全懸澆 施工技術 1 概述 紅山崖大橋為跨越滹沱河的鐵路雙線橋，是朔黃線“三橋、三隧”六大重、難點控制工程之一，其主橋采用（50+80+50）米的預應力砼連續箱梁。連續梁懸灌T構中點位于1#、2#主墩，1#、2#主墩高分別為40.41m、41.45m，0#塊長12m，其中連續梁橫截面設計為單箱單室變截面箱形梁，箱梁

2、中支點處梁高6.1m，跨中及端支點處梁高3.3m，箱梁頂寬8.2m，底寬5.2m，中支點處加寬到6.2m，中支點、跨中及端支點處共設五個隔墻（梗助），梁體砼為C50級，采用三向預應力體系。連續梁支座采用TPZ-型盆式橡膠支座。合攏方式為先中跨合攏，然后通過中跨加載，再懸澆至全橋完成。竣工后檢查，梁體合攏精度及各項質量標準均滿足設計和規范要求。 2 連續梁施工 2.1 全懸澆施工方法 2.1.1 全懸澆施工法與懸澆支架組合法的區別所謂全懸澆法即連續梁除了主墩墩頂安裝掛籃所必須的梁段用托架施工外，其余梁段（包括邊孔不平衡段）均采用掛籃懸澆施工，合攏順序為先中孔后邊孔，全懸澆施工法與一般的懸澆施工法

3、的根本區別在于邊孔不平衡段通過掛籃懸澆完成，進而要求先合攏中孔后合攏邊孔。采用全懸澆法時，與支架法相比具有下面的優點：省去了搭設邊孔不平衡段施工支架（托架）所需的大量鋼材、人力及時間消耗；施工方法單一，利于施工組織，縮短施工周期；避免了支架高、變形不易控制、施工標高容易產生偏差的問題。 2.1.2 全懸澆連續梁施工工藝全懸澆連續梁施工工藝流程圖，如圖1所示。安裝臨時支座安裝永久支座安裝扇形托架墩頂0#、1#段施工安裝菱形掛籃懸灌梁段施工中跨合攏段施工體 系 轉 換邊跨不平衡梁段施工橋 面 施 工托架設計托架預壓壓。110掛籃設計掛籃預壓張拉臨時鋼束中跨配重圖1 全懸澆連續梁施工工藝流程圖全懸澆

4、連續梁施工程序，如圖2所示 圖2 全懸澆連續梁施工程序示意圖 2.2 扇形托架施工扇形托架是墩頂梁段施工的承力架和腳手架，其強度、剛度和作業空間都必須能滿足施工要求。因紅山崖大橋墩身較高，選用了“N”型萬能桿件拼組成扇形托架（如圖3所示），通過預埋在墩身里的特制節點板，四片主桁聯接形成桁架式結構，其上鋪設兩層鋼墊梁。 圖3 扇形托架結構示意圖（單位：cm） 2.2.1 等效預壓施工技術0#塊C50砼210m3，作用在每側扇型托架的豎向力達160t。為控制托架在砼澆注過程中隨荷載的增加而變形過大，使梁體局部產生過大次內力，導致砼初凝后產生裂縫。原設計要求采用吊重水箱預壓，但要制作大量水箱及吊架，

5、費工、費時、費料，不便于操作和控制，并且現場空間條件不能滿足吊重要求。因此，經方案比選后利用現有的液壓千斤頂張拉設備施加集中力進行等效預壓，并隨砼荷載增加逐級卸載，使托架變形保持穩定。 2.2.2 等效預壓原理托架結構在變形較小的情況下，把作用在其上的梁體均布荷載轉換為集中荷載，使兩種情況下變形效果近似一致，即撓度曲線一致。利用液壓千斤頂施加集中力，并隨砼重量的增加逐級卸載，使托架變形量最小，達到等效預壓的目的。通過預壓，使托架沉降，結構非彈性變形基本消除，彈性變形則通過調節千斤頂張拉力得到有效控制。 2.2.3 設備、機具布置在托架懸臂端點的下墊梁兩側對稱設置兩臺YCW-150型千斤頂，每頂

6、最大張拉噸位45t。75高強度低松弛鋼絞線兩束，每束5根75組成，下端錨固于基礎承臺上。 2.2.4 預壓步驟首先試壓，在托架上按設計位置安裝好千斤頂及鋼絞線，用小型千斤頂對每根鋼絞線進行應力初調整，使其均衡受力，兩側千斤頂對稱緩慢施壓，使壓力穩定在45t。加壓過程中應仔細觀察托架及墊梁變形，并測量施壓前后標高，持荷24小時后卸載、測量標高。這時托架結構的非彈性變形基本消失。施壓前后變形之差即為托架彈性變形，檢查是否與理論值相吻合，并據此預設箱梁底板上拱度。在0#塊砼澆筑前1小時，再次對千斤頂施壓至45t，然后隨砼圬工量的增加對稱分級卸載，每級所對應的箱梁砼數量應在模板上標出位置。施工中應根據

7、砼澆注速度及方量隨時觀測托架變形。注意預壓的最終目的是使托架不變形或變形最小。因此，千斤頂卸載噸位應以變形控制為主，砼增加數量為輔。變形量嚴格控制在1.5mm之內。 2.3 支座安裝在梁體施工前根據圖紙要求灌筑臨時支座和安裝永久支座，臨時支座分布在永久支座兩側。 2.3.1 臨時支座灌筑臨時支座是以能夠承受T構荷載，不平衡力矩并便于拆除為原則設計的，每個T構4個，用C40砼澆筑。支座內設有32精軋螺紋鋼筋，該筋伸入梁體和頂帽內。為便于拆除，在臨時支座中設有一層4cm厚硫磺砂漿夾層，夾層中布有電阻絲。 2.3.2 永久支座安裝因永久支座體積和重量較大，采用在墩下解體、上下盆分開吊裝、墩上組裝的辦

8、法施工。施工中應注意以下事項： 支承墊石上預埋鋼板與橡膠支座的下盆應密貼，預埋鋼板平整度控制在2mm以內。支座上、下盆按圖紙要求設置上、下盆縱向預偏量、組裝前應用丙酮擦凈滑移面，在四氟乙烯板涂硅脂，不得夾有灰塵和雜質，支座定位準確，除滿足設計高程外，支座平面兩個方向的水平高差2mm。在上盆上部、梁體底部預埋鋼板，安裝此鋼板時可先在上盆上部墊四塊楔木（據設計厚度加工，每板四個，墊在四角）放好后，鋼板與支座焊牢，保證取掉楔木后不動，然后周邊鋪以墊梁（用I25工字鋼與木墊梁即可），周邊墊梁與鋼板搭接長度不少于2cm，使鋼板邊正好與工字鋼中軸重合，控制鋼板位置的準確性，鋼板誤差2mm。 2.4 0#段

9、及1#段施工0#段和1#段是連續梁懸灌施工的起步作業段，是在扇形托架上進行的。0#段梁外側模板采用整體大塊鋼模板，在模板外側形成桁架，承受翼緣荷載，并使模板能穩定地設于工作平臺上，內模采用組合鋼模拼裝就位。1#段內外模板及底模均采用掛籃模板。0#段及1#段的施工程序為：鋪設0#及1#梁段底模安裝0#及1#梁段外側模綁扎0#及1#段底板、腹板鋼筋安裝豎向預應力筋及部分縱向預應力管道安裝0#及1#段內模綁扎頂板鋼筋安裝縱橫向預應力管道搭設灌筑平臺灌筑0#及1#段混凝土養生拆內外模端部鑿毛張拉壓漿脫底模安裝菱形掛籃0#及1#段混凝土共計210m3，數量較大，施工時采用兩臺砼輸送泵同時灌筑，灌筑要求是

10、一次灌完且必須在最早灌筑部分終凝前灌完，灌筑時間控制在12h以內。 2.5 懸灌段的施工在已灌筑好的0#及1#段上組裝菱形掛籃，2#段及以后的梁段施工均采用菱形掛籃懸臂灌筑（含邊跨不平衡梁段施工）。懸灌梁段的施工程序為：安裝菱形掛籃前移掛籃模板加固校正底模及外側模板綁扎底板腹板鋼筋安裝底腹板波紋管及預埋件前移、加固內模綁扎頂板鋼筋安裝頂板波紋管及預埋件澆筑混凝土養生拆端模鑿毛拆內模和側模張拉壓漿下一梁段施工。 2.5.1 菱形掛籃的構成及特點菱形掛籃由菱形桁架、提吊系統、走行系統、模板和張拉操作平臺五部分組成。（如圖4所示）圖4 菱形掛籃結構示意圖結構特點：加工制作簡單、安裝方便、不需要特殊材

11、料和設備；自重輕、剛度大、彈性和非彈性變形小，主要桿件受力明確，計算簡便；掛籃通過鉤板沿軌道行走，外模及底模隨桁架前移一次到位，不需要設平衡重，且作業時間短，移動靈活、簡便，中心控制準確，操作安全可靠；掛籃工作面開闊，為施工提供了較為充裕的空間；掛籃主桁架頂部設有調整千斤頂，便于調整底模板；主桁架的間距可以調整，遇到寬度大，自重大的橋梁，通過調整兩片桁架之間的聯結系改變其間距或增加一片桁架進行檢算后，就能進行懸灌施工。 2.5.2 工藝原理菱形掛籃組裝后通過對桁架預壓消除桁架拼裝時的非彈性變形，并測試掛籃的彈性變形量在以后梁段的施工中綜合考慮掛籃的立模標高。掛籃一端通過精軋螺紋固定于已張拉成型

12、的梁體上，另一端進行懸灌段施工，當一個梁段施工完畢后，掛籃前移通過精軋螺紋固定在新的梁段上，如此循環直至連續梁完成。 2.5.3 鋼筋、波紋管和預應力束的安裝鋼筋采取梁上綁扎，兩次成型。具體做法是：先綁底板、腹板鋼筋、安裝預應力鋼束，待內模支立完成后，再綁扎頂板鋼筋，相鄰段搭接鋼筋用點焊焊牢。在腹板鋼筋綁完后，焊接定位鋼筋網，每50cm設一道，高度用高程來控制。波紋管的連接一律采用外接，接頭必須旋緊、頂死，再用膠布纏繞，以防進漿，露出端模板的波紋管長度不得少于15cm。 2.5.4 混凝土施工連續梁的砼為C50級，其強度和彈性模量必須符合設計和規范要求，且每個梁段的砼必須一次完成，并必須在最早

13、灌筑部分終凝前灌完外，還要確保T構對稱灌筑。根據以上特點，選用符合要求的砂石料、水和水泥；并摻加FDN-A高效減水劑和FDN-100型減水緩凝劑；砼從攪拌站進入砼輸送泵，再由輸送泵將砼直接送入模板，減少了中間運輸環節；配兩臺輸送泵對稱灌筑砼以滿足需要。為保證鋼筋密集處混凝土順利灌筑，在內模頂部開設天窗，用串筒、漏斗把混凝土送入底模和腹板模內，并在內腹板模上開窗，在窗內既搗固又可以送混凝土。把0#段頂板上的鋼筋打開，搗固工鉆入鋼筋網內把固定支座上的混凝土搗固密實，防止支座上的混凝土形成空洞而影響橋的質量。 2.6 預應力施工 2.6.1 預應力筋的下料、編束和穿束預應力筋采用砂輪鋸切割進行下料。

14、鋼絞線下好料后，即可編束，編束時鋼絞線束不得相互纏繞，每隔11.5m用鐵絲綁扎一道，距端頭2m范圍內每隔0.5m捆扎一道。編好束后將端頭焊在一起，中間1根長出510cm，然后將端頭打磨成卵形，以便穿入波紋管。穿束前用較預應力束直徑大0.51.0cm的通孔器疏通波紋管,再用高壓風吹凈管內的雜物。穿束時先將導線穿過管道與預應力束連接，然后過牽引導線并輔之以推送，將預應力束穿入管道，使兩端外露部分滿足張拉要求。 2.6.2 張拉、壓漿預應力筋張拉梁段混凝土強度達到設計值的90%即可張拉。張拉順序：先腹板后頂板，先下部后上部，先中間后兩邊，且按先張拉縱向、橫向，后張拉豎向預應力筋的原則進行。張拉前需校

15、正千斤頂及其油壓表，使之在使用期內校正系數不超過1.05。張拉采用張拉力和量測伸長值雙控的原則進行質量控制。縱向、橫向預力筋的張拉程序為：安裝工作錨安裝頂壓器安裝千斤頂安裝工具錨初張拉超張拉持荷5min張拉頂錨、卸載回程、退楔割斷多余鋼絞線清洗孔道壓漿。豎向預應力筋的張拉程序為：安裝工作錨安裝千斤頂安裝連接器和張拉桿安裝工具錨初張拉張拉至錨下控制應力，持荷2 min測量伸長值，擰緊工作錨大缸回程拆除千斤頂。孔道壓漿壓漿目的：一是讓灰漿將張拉后的鋼索緊緊包裹住，免使鋼索銹蝕。二是通過灰漿將梁體和鋼索緊緊粘結在一起，加強梁體的整體性。增強梁體的結構性能。壓漿操作程序如下：清洗孔道安裝壓漿器具拌制灰

16、漿壓漿拆卸壓漿器具。 2.7 施工線形控制 2.7.1 線形控制的重要性箱梁合攏時一般施工要求兩懸臂端高程差小于2cm，中線誤差小于0.5cm，精度要求很高。因此，在施工過程中搞好線形控制，精密準確測定懸臂梁撓度變化，正確確定立模標高，對大跨度懸灌梁施工是至關重要的。 2.7.2 現場施工控制為了有效地進行線形控制，成立了梁段施工撓度變化觀測組，負責梁段施工過程中各個環節的觀測，采集數據資料，分析確定立模標高，并采取了以下相應措施。對托架進行等效加載來消除其非彈性變形，測出其彈性變形量，在安裝模板時根據彈性變形量將底模抬高。對掛籃進行等效預加載來消除其非彈性變形，測出其彈性變形值，為確定立模高

17、程提供依據。嚴格控制混凝土質量，準確控制混凝土的配合比、坍落度等技術指標，確保梁段混凝土各齡期的強度和彈性模量符合設計要求，以此來保證各梁段的實際撓度與理論值相符，從而達到控制線形的目的。嚴格控制預應力筋的材料質量，定期校正張拉機具，掌握好張拉時機（必須在混凝土達到規定強度后進行張拉），張拉時采用張拉力和伸長值雙重控制。精確測量，科學分析。用高精度水準儀進行連續梁的水準測量，將測量結果進行分析，按分析的結果進一步調整梁段的預留撓度值，使連續梁的線形真正實現“動態”控制。控制點位設置在梁中心線及每個梁段設置兩個水準觀測點，同時在1#、2#墩0#梁段上設置兩個水準點，作為觀測本梁段的基準點，并經常

18、與0#臺水準點進行聯測。觀測方法對T構梁上設置的測點，在梁段每一次循環過程中進行六次觀測：即灌筑砼前后、張拉前后、掛籃移動前后。并對部分梁段砼施工過程進行觀測，準確測出各工序梁段撓度變化，根據實測梁段撓度變化，研究分析確定立模標高，有力地保證了各梁段施工和合攏梁段施工的精度。 2.8 合攏段施工及邊跨不平衡段的施工 2.8.1 合攏段模板支撐及砼灌筑合攏段的外模、底模均由掛籃模板改成，底模及外模下部的加固方法與掛籃模板的加固方法相同。內模采用組合鋼模。合攏段設4個內支撐，每個支撐由2根I36b工字鋼焊接而成。加工時注意：頂板支撐的工字鋼間距要適當加寬，以免安裝豎向預應力筋時切割工字鋼而使其斷面

19、減小。安裝支撐時，先將其一端焊牢，另一端加楔稍稍打緊，待合攏段的鋼筋、預埋件安設完畢和臨時張拉前再將楔子打緊，并在楔子與支撐、楔子與預埋鋼板間施以點焊。鋼筋、管道綁扎安裝后，將支撐打緊，然后張拉頂板和底板各4束臨時鋼束，將合攏段臨時鎖定。待合攏段混凝土達到張拉強度后，拆除頂板臨時鋼束，將底板臨時束張拉力補至后期張拉力值。合攏段混凝土灌筑選擇夜間最低溫度時灌筑，從鎖定到灌筑砼完畢時間越短越好，一般控制在4h之內灌完。砼比梁體提高一個等級，并采用微膨脹砼灌筑合攏段。 2.8.2 體系轉換體系轉換工作是在合攏段縱向連續鋼束張拉壓漿完畢后進行的，即將臨時支座的反力全部轉換到橋墩的永久支座上，將八個臨時

20、支座同時拆除，完成梁體由T構向構的轉換。 2.8.3 邊跨不平衡段的懸澆利用掛籃對稱懸澆邊跨不平衡段，同時在主跨中設置配重，隨著梁段砼的澆筑將壓重逐步增至設計要求值。懸澆兩邊跨不平衡段13#梁段時先將掛籃的一側搭于邊墩的邊支座上，預先就位，然后澆筑梁段砼，形成三跨連續梁，施工時要確保邊支座的安裝精度，并按設計要求設置預偏量。 3 施工中的關鍵技術 3.1 防開裂技術在紅山崖大橋連續梁的施工中，為防止梁體開裂，主要抓了以下幾項工藝： 3.1.1采用自動計量設備，嚴格按設計配合比配制混凝土，杜絕混凝土自身引起開裂。 3.1.2接頭處理方法:混凝土強度達到設計值的60%時按規范要求將接觸面鑿毛，確認

21、露出新鮮混凝土面后才能接灌混凝土。 3.1.3嚴格控制預應力筋的坐標和張拉力，保證梁體的受力狀態與設計一致，避免由于梁體內力不合理而引起開裂。采用的控制方法是：預應力筋標高采用高程控制，張拉采用張拉力、伸長量雙重控制。 3.1.4合攏段施工采用型鋼支撐及臨時鎖定措施；臨時支座設硫磺砂漿夾層，以便及時拆除；合攏時間選在晚上氣溫最低時完成，以消除因溫度變化產生裂紋的可能性。 3.2 線形控制線形控制，即在懸臂灌筑過程中對各梁段高程的動態控制，使連續梁頂面平順，各部的高程都能滿足設計和規范要求。在灌筑過程中，影響梁段撓度的因素很多，其中主要的有0#段托架的下撓、掛籃的下撓、預應力施工、澆注混凝土、溫度變化及徐變等因素。施工時主要從以上幾方面加以控制。 4體會 4.1 主要體會托架安裝、預壓是懸灌梁施工的基礎保障；工程試驗是懸灌梁施工的重要環節；掛籃模