2015年一級建造師《專業(yè)工程管理與實務(wù)》復習資料（76）

　　懸臂施工工藝已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在橋梁施工中，隨著橋梁設(shè)計的樣式多樣化，這種工藝必定會發(fā)揮更大的潛力，筆者就祁臨高速公路第八合同段張皮溝大橋的上部箱梁的施工，淺談預應(yīng)力箱梁懸臂施工工藝。

　　一、工程簡介

　　張皮溝大橋位于山西省靈石縣燕家?guī)X村境內(nèi)，橫跨張皮溝，此溝為典型V型溝谷，溝底寬約45米，地形起伏較大。主橋上部為45+80+45米變截面br.C。連續(xù)剛構(gòu)箱梁，箱梁根部梁高4.2米，高跨比1/19.05，跨中梁高1.8米，高跨比1/44.44，箱梁頂板厚25厘米，底板按二次拋物線變化，除墩頂0號塊設(shè)兩個厚50厘米的橫隔板及邊跨設(shè)厚80厘米的端橫隔板外，箱梁其余部位均不設(shè)橫隔板，采用雙向預應(yīng)力體系。

　　二、懸臂澆筑施工工藝

　　懸臂施工法建造預應(yīng)力混凝土梁橋時，不需要搭設(shè)支架，而是直接從已建墩臺頂部逐段向跨徑方向延伸施工，每延伸一段就施加預應(yīng)力使與已建成的部分聯(lián)結(jié)為整體。按照梁體的制造方式，懸臂施工法可分為懸臂拼裝和懸臂澆筑兩類。這里簡要介紹一下懸臂澆筑施工工藝。

　　懸臂澆筑施工系利用懸吊式活動腳手架（簡稱掛籃）在墩柱兩側(cè)對稱平衡地澆筑梁段混凝土（一般3-8米），每澆筑完一段，待混凝土達到設(shè)計強度后張拉縱向預應(yīng)力鋼絞線，然后向前移動掛籃，進行下一段施工。

　　張皮溝大橋上部箱梁懸臂澆筑共分為四個部分，即第一部分0號塊施工；第二部分為2~8塊梁段懸臂澆筑部分；第三部分為邊跨現(xiàn)澆段施工；第四部分為合攏段施工，包括邊跨合攏段施工和中跨合攏段施工。

　　1.0號塊施工0號塊是所有梁體中的高度最大、重量最重的一塊，且在墩柱頂，不采用掛籃施工。0號快因為體積比較大，里面倒角多，所以分兩次澆筑，第一次澆筑到腹板高度1.5米以上。0號塊里面分布有縱向預應(yīng)力鋼絞線，橫向和豎向的精軋螺紋鋼。另外0號塊頂板所有縱向預應(yīng)力鋼絞線管道都要通過。因此在澆筑前要仔細檢查管道的坐標和質(zhì)量，以免在0號塊誤差太大。

　　2.懸臂澆筑部分施工

　　懸臂澆筑的部分共有2-8號塊，每幅橋總計28塊。掛籃作為懸臂澆筑的主要施工設(shè)備，鋼筋綁扎，孔道安裝，混凝土澆筑，鋼絞線張拉等工序都要在上邊操作，因此在設(shè)計時除要經(jīng)濟外，還必須有足夠的安全性和靈活性，便于在施工過程中安全的操作。張皮溝大橋的掛籃主桁設(shè)計采用國產(chǎn)貝雷片，每片長3米，高1.5米，重270千克。上下橫梁采用240工字鋼焊接而成。外模采用定型模板，內(nèi)模采用組合模板。祥見掛籃組裝圖掛籃在0號塊豎向精軋螺紋鋼張拉結(jié)束后就可以組裝，在掛籃正式使用前要進行預壓，檢驗實際的承載力和安全可靠性，并獲得彈性變形的數(shù)據(jù)和消除掛籃的非彈性變形，為施工控制提供依據(jù)。1號塊是懸臂澆筑部分的第一階段，精確的控制掛籃的標高和平面位置，對全橋的控制提供保障。掛籃的標高要考慮以下因素：橋面設(shè)計標高；掛籃在不同荷載下的變形值，混凝土變形，包括溫度應(yīng)力變形和后期徐變變形。懸臂澆筑部分的混凝土要一次性澆筑完，避免梁體中部產(chǎn)生豎向裂縫。1號塊澆筑后要進行縱向的預應(yīng)力鋼絞線張拉，張拉后即可松動后錨和向前移動掛籃，進行下一段施工，直到懸臂澆筑結(jié)束。

　　3.現(xiàn)澆段施工

　　張皮溝大橋的過渡墩高33米，如果采用支架施工現(xiàn)澆段比較困難，我們施工采用掛籃做吊架，掛籃的主桁前支點在過渡墩頂?，F(xiàn)澆段施工要在5號塊施工的同時進行，以保證在8號塊施工結(jié)束后可以及時進行邊跨合攏。

　　4.合攏段施工

　　合攏段施工是體系轉(zhuǎn)換的過程，通過合攏段的施工，使橋梁完成體系的轉(zhuǎn)換。首先進行邊跨合攏，最后進行中跨合攏。邊跨合攏采用吊架施工，待現(xiàn)澆段施工結(jié)束后，混凝土強度達到設(shè)計強度后即可進行邊跨合攏段的施工。中跨合攏段的勁性骨架待邊跨混凝土澆筑后，邊跨掛籃拆除后才能合攏。中跨合攏段的混凝土澆筑要在一天中的最低溫度下進行。應(yīng)當指出的是，要嚴格控制合攏程序，否則會與設(shè)計的合攏后產(chǎn)生很大的誤差，其結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力也會發(fā)生變化，體系轉(zhuǎn)換時由徐變引起的內(nèi)力重分布也不相同，故采用不同的合攏程序在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不同的最終恒載內(nèi)力，對整個結(jié)構(gòu)的竣工后使用產(chǎn)生很大的影響。

　　三、施工控制

　　1.撓度控制

　　施工過程中的撓度計算不僅與力學計算模式的選取有關(guān)，而且更重要的是與許多撓度影響的因素有關(guān)，這些主要因素包括：施工階段的一期恒載，即梁體自重和預加應(yīng)力；施工臨時荷載：懸澆的掛籃和模板機具設(shè)備重；人群荷載、大自然的溫度變化、濕度變化、風荷載；橋墩變位、基礎(chǔ)沉降、施工誤差等。這些影響因素中，還有許多模糊不定及隨機變化的因素的情況，因此，撓度監(jiān)測十分困難。為了更加精確的控制梁體的撓度變形，每進行一塊至少要分六個階段進行觀測，即混凝土澆筑前后、張拉前后、掛籃移動前后，觀測已經(jīng)澆筑的所有梁段，有條件可以每天觀測，詳細掌握撓度變化，為下一個塊體施工提供依據(jù)。

　　2.平面位置的控制

　　在箱梁澆筑前要布設(shè)測量監(jiān)控控制網(wǎng)，控制網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)遵照變形觀測能反映結(jié)構(gòu)的實際變形為原則。我們考慮在每墩頂0號塊的中心位置安裝1個工作基點，工作基點要與附近的導線點形成控制網(wǎng)，并且要定期進行復核，以保證工作基點的誤差在合格范圍內(nèi)。

　　通過我們精心組織施工，嚴格施工程序，加大監(jiān)控力度，使得張皮溝大橋左幅的合攏誤差都控制在合格范圍內(nèi)。

　　四、懸臂施工的優(yōu)缺點

　　懸臂施工的方法從發(fā)明到現(xiàn)在，只不過短短的40多年，之所以能夠被廣泛地應(yīng)用，正是因為它具有許多獨特的優(yōu)點。

　　1.懸臂施工比較適用于大跨徑橋梁中，對于跨越河道、溝谷更加適用，而且受地形影響小。

　　2.懸臂澆筑可以減少吊裝等程序，一次成型，簡化了橋梁施工程序。

　　3.懸臂澆筑機械化程度高，減少勞動力投入量。

　　4.可以適用于多種橋梁類型，如梁式橋、剛架橋、拱橋、斜拉橋等。

　　5.由于實現(xiàn)機械化和循環(huán)重復作業(yè)，可改進工藝并提高工程質(zhì)量，容易實現(xiàn)連接及中跨合攏。

　　6.淘汰了滿堂支架的施工方法，給橋下以較寬敞的凈空。

　　雖然，懸臂施工方法具有許多優(yōu)點，它同樣存在一些缺點：懸臂澆筑必須等所有墩臺施工完才能進行，而且在混凝土澆筑后要等強度達到設(shè)計強度才能進行下一道工序，這樣會延長施工時間；施工監(jiān)控比較復雜，施工誤差再所難免，橋面沒有混凝土調(diào)平層，塊體接觸處很容易產(chǎn)生不平整的現(xiàn)象。

　　張皮溝大橋成功合攏，是大跨度橋梁施工的又一典范。隨著懸臂施工技術(shù)的進步和完善，施工機械化程度的提高，加上電子計算機輔助進行橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計算及施工控制，使懸臂施工法成為現(xiàn)代大跨徑橋梁建造的主要施工方法，這也推動了橋梁進一步向高強、輕型、大跨方向發(fā)展。

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