挂篮悬臂浇筑连续刚构桥边跨直线段施工方法研究

挂篮悬臂浇筑连续刚构桥边跨直线段施工方法研究

挂篮悬臂浇筑连续刚构桥边跨直线段施工方法研究 挂篮悬臂浇筑连续刚构桥边跨直线段施工方法研究 朱英磊1， 穆建廷2， 雷 军2 (1.石家庄铁道大学土木工程学院，河北 石家庄 050043；2.中铁十二局集团第二工程有限公司，山西 太原 030032) 摘 要：介绍利用挂篮进行连续刚构桥边跨直线段浇筑的施工新方法，主要内容包括该施工方法的工艺原理及过程、关键施工技术特点及适用范围等。通过与传统的挂篮施工方法，即利用支架或托架进行边跨直线段浇筑的方法进行技术及经济等方面的对比，得到结论：新方法具有经济、高效、安全、快捷等优点，非常适宜于连续梁桥或连续刚构桥在高墩、跨线及其它特殊情况下取代传统的支架或托架方式浇筑边跨直线段。 关键词：挂篮；悬臂浇筑；边跨直线段 1 传统利用支架或托架浇筑边跨直线段方法的局限性 从1980年代开始，挂篮悬臂浇筑施工法在我国的桥梁工程中得到了广泛的应用和极大的发展，成为我国大跨度连续梁桥施工的主要方法。 传统的挂篮悬浇施工法在施工边跨直线梁段时采取支架现浇的方法。当墩高较大时，从安全、经济和缩短工期等方面考虑，近年来则多采用在墩上托架现浇的方法施工。然而，对高墩连续梁或连续刚构桥的边跨直线段施工，即使采用托架法，依然存在诸多问题，主要

表现在如下两个方面： (1)采用托架法时，为保证高墩两侧受力均衡，需对过渡墩进行配重设计，精确计算配重的堆载中心位置和堆载范围，且需在施工堆载中注意控制堆载的过程，否则极易出现高墩承受纵向偏载的问题，威胁桥墩安全。 (2)高墩通常采用薄壁空心墩，而托架和配重平台与桥墩连接处局部应力很大，对空心墩的设计形成很大制约，甚至有可能因为施工中的局部受力导致需要修改墩壁的局部厚度。另外，为降低托架成本，减小桥墩局部受力，经常需将边跨现浇梁段长度缩短。这两方面均可能造成设计的困难。 针对上述问题，笔者结合实际工程，提出了利用挂篮悬臂浇筑边跨直线段的施工方法[1]，用以取代传统的利用支架或托架浇筑边跨直线段的方法，并成功地应用于工程实践，取得了良好的效果。 2 工程概况 京石客运专线石太直通线跨307国道大桥孔跨布置为：3×32 m简支箱梁+(48+80+80+48)m预应力混凝土连续刚构+3×32 m简支箱梁。主桥为四跨连续刚构，跨越既有石太双线铁路、307国道和多条砂石路以及太平河，采用悬臂浇筑法施工，主桥总体布置见图1。 该桥桥址处地形和地质条件均较为复杂。桥址处山势陡峭，需防止两侧山石滚落或雨季可能产生的泥石流等地质灾害对施工造成威胁，还需考虑溶洞影响及河水水位的季节性变化。此外，该桥跨越多条既有铁路和公路线，施工中必须采取有效措施保证既有线运营的安全，这些因素均给施工带来了极大

的不便，使得原就不富余的工期更加紧张。 3 挂篮悬浇边跨直线段工艺方法 3.1 工艺原理 挂篮悬臂浇筑连续刚构边跨直线梁段施工方法的工艺原理为：连续刚构桥采用挂篮悬臂浇筑施工，先完成两个中跨的合龙，拆除中跨的挂篮，然后将边跨直线段(含合龙段)分成若干节段，利用边跨侧的挂篮继续进行悬臂浇筑施工，并张拉相应的预应力筋，直至完成最后一个节段的施工[2]。 这种方法能有效克服支(托)架现浇边跨直线段的多种问题，简化了施工工艺，大大降低了施工风险，并极大地节约了施工成本，且可优化空心高墩的设计，防止空心高墩施工中可能出现的偏载问题，是一种非常值得推广的工法。 图1 跨307国道大桥主桥总体布置图(单位：cm) 3.2 主要工艺流程 挂篮悬浇边跨直线段方法的工艺流程见图2。 图2 工法工艺流程图 4 关键施工技术 按照常规的悬臂浇筑法施工，完成中跨合龙后开始边跨直线梁段现浇施工。本桥设计时将通常的边跨直线梁段(含原边跨合龙段)进行合理的分段，并配置相应的预应力筋，采用挂篮悬臂浇筑法完成过渡墩外的直线段施工。分段原则是：梁重不超过悬臂浇筑段的最大重量，分段长度不超过最大悬臂段长度。 分段后的直线梁段分为二部分：一部分是过渡墩墩身外的直线段(本桥分为2段，称为直1#和直2#梁段)，另一部分是在过渡墩顶及部分悬臂的直线段(仅1段，称为直3#梁段)。 4.1 过渡墩外梁段的施工 过渡墩外的直1#和直2#梁段利用挂

篮进行悬臂浇筑，施工过程与一般的悬臂浇筑法相同，如图3所示。浇筑混凝土前注意在顶板、底板上预留挂篮后退、前进时挂篮底模平台、内外模板滑移梁的吊带孔、精轧螺纹钢吊点孔。各梁段混凝土养护到设计强度后张拉相应的预应力筋。 图3 过渡墩外直线梁段挂篮悬浇示意图 4.2 过渡墩顶梁段的施工 完成过渡墩外的梁段施工后，进行挂篮上墩施工，浇筑最后一个现浇梁段(直3#梁段)。具体操作要点如下： (1)挂篮上墩会受挂篮底模平台影响，需将挂篮后退到预定位置，使底模平台置于已成梁段下。 具体操作时，将挂篮内外侧模、内外滑移梁吊于直1#、2#梁段上，解除内外滑移梁吊点，将内外模与主构架分离。然后将挂篮主构架、底模整体后移一定距离，保证底模前吊点到已成梁段的底板前缘的距离不小于50 cm。 (2)从已成梁段的底板预留孔中穿入吊带，与挂篮底模前后横梁连接，将挂篮底模平台悬吊于已成梁段的底板下。 安装最后一段直线段(直3#段)底模，底模的一端搭在挂篮底模的前上横梁上，另一端搭在过渡墩上。将挂篮底模压紧，使直3#段底模的一端与直2#段底板密贴，见图4(a)。 (3)解除主构架与挂篮底模的联结，前移主构架至浇筑直2#梁段的位置，连接外侧模滑移梁吊点，使其成为一体，并继续前移一定距离，到达直3#梁段位置。调整模板，绑扎钢筋、穿预应力管道，穿钢绞线，浇筑混凝土，见图4(b)。 (4)养生，进行预应力张拉，完成最后一个悬浇

段施工。 图4 墩顶直3#梁段浇筑过程示意图 4.3 挂篮拆除施工 挂篮的拆除在所有预应力张拉完毕后进行。考虑到现场的实际情况，挂篮拆除操作步骤如下： (1)外侧模、内模利用塔吊分块拆除吊装到过渡墩下。 (2)内外模滑移梁因长度较长、重量较大，切割成2节进行分段拆卸。 (3)主构架后移到底模位置，利用原悬吊系统将主构架与底模连接成一体，解除箱梁底板吊带，使底模与底板脱离。 (4)继续后退挂篮(主构架、底模)，待不影响桥下通行时停止移动挂篮。 (5)安装4套起重千斤顶和动滑轮，分别与底模前后横梁的边吊点相连。 (6)调试卷扬机刹车等工作性能，完好后拆除主构架与底模的悬吊系统，同时启动4个卷扬机，将挂篮底模平稳下放到桥下。 (7)塔吊拆除主构架。 5 技术特点及适用范围 5.1 技术特点 挂篮悬浇边跨直线段技术的主要特点有： (1)简化了挂篮施工工艺，减少了合龙段的数量，加快了施工进度。 (2)对边跨直线段进行合理分段，利用既有挂篮逐段浇筑施工，节约支(托)架、模板及合龙段临时锁定结构的投入，经济效益显著。 (3)操作简单，易于掌握，施工效率高，大大降低了施工风险。 (4)节能低耗，对现场环境影响极小，环保效益显著。 此技术的施工步骤与传统的悬臂浇筑法有一定的区别，为连续梁或连续刚构桥的设计提供了新思路[3]。合龙段数量的减少、施工顺序的改变以及体系转换过程的变化，将带来施工过程内力以及恒载内力的变化，并将影响到