挂篮悬浇箱梁

预应力钢筋砼箱连续梁

悬臂灌筑工法

铁道部隧道工程局

连续梁悬臂灌筑工法是以“T构”为施工单元，将梁体纵向分成若干节段，利用吊蓝、托架待施工设备就地分段浇筑砼，待浇筑梁段砼达到一定强度，并施加预应力及管道压浆后，吊蓝移动就位，进行下一梁段浇筑，直到“T构”梁体完成，通过相邻“T构”的合拢，体系转换变为连续梁。悬臂灌筑施工方法在国外和我国公路桥梁建设中得到了广泛的应用。我国铁路桥梁采用此法修建的实例不多，且仅限于单线桥。本工法是随道工程局在衡广复线白面石武水大桥双线单箱双室变截面预应力砼三跨连续梁(32m+64m+32m)施工中开发研制的。它为我国铁路今后大跨度预应力砼梁的发展提供了实践经验。

一、工法特点

1.取消了桥下支架，桥下通航净空在施工期间不受限制。

2.梁段砼施工由于采用吊蓝悬臂浇筑，不需要大型施工机械；模板与吊蓝可以重复使用，节约木材和钢材。

3.工作面多，能加快施工进度，提高工效。

4.这种施工方法将梁分成3m左右一段进行浇筑，方便变更梁高。

5.主要施工作业限制在吊蓝内进行，吊蓝内可设顶棚，养生设备等，施工可有受气候条件影响，能确保施工质量和施工程序不受干扰。

6.由于模板安装，砼浇灌及预应力等操作系重复作业，故能够在施工人员较少的情况下进行施工，且施工人员技术熟练快，能提高生产效率。

二、关键技术

1.悬臂对称浇筑梁段砼

梁体砼在空中分段连接而成(见图1)，所有施工荷载均悬吊在梁顶面的吊蓝上，吊蓝由万能杆件拼装而成，吊蓝底模可进行调节以适就梁体高度变化。吊蓝重达120t，要在浇筑好的梁面上行走并严格控制中线，行走时梁体两端吊蓝必须同步对称，浇筑砼时两端亦对称进行，以保证梁体平衡。

图1 悬臂灌注施工设备略图

2.全断面一次灌筑

连续梁截面为单箱双室，要求全断面一次灌筑成型，需在大量密集钢筋中及密布预应力制孔胶管的情

况下将砼捣实。采用插入式震捣器震捣，梁内模板不用滑模，采用“边灌筑砼边关模板”的施工方法。有效地保证了砼的成型质量。

3.预应力钢绞线孔道

梁体采用后张法，钢绞线孔道由预埋胶管拔形成。

4.高标号砼

连续梁砼为500级，属高强砼，要求水泥、水、砂、石计量非常准确，为满足施工要求，还要掺入准确计量的添加剂。

5.预应力体系

采用6×7φ5钢绞线，120t双作用千斤顶，Jm15-6锚具，这种体系在我国桥梁张拉方面用的不多，属于新技术，通过试验采用了“三拉一松二顶”的方法。

三、适用范围

本工法适用于跨越深谷、航运繁忙的河道以及交通拥挤的市区修建连续梁，T型钢构桥。

四、施工程序

1.安装托架和临时支座，礅顶10号梁段施工。

2.安装吊蓝(见图2)，对称悬灌101、102号梁段。

3.吊蓝桁架接长，每接长一次对称悬灌一段梁体，直至完成7、13号梁段(此时T构梁体达26m 长，桁架接长达设计长度)。

4.吊蓝加设平衡重后，分离前移，平衡悬灌梁体至合拢段。

5.T构合拢段施工，临时支墩拆除，转变为连续梁体系。

图2(a) 吊蓝初始形象图2(b) 吊蓝分离形象

五、施工工艺

(一)托架安装

1.为了给灌筑礅顶10号梁段混凝土提供工作平面及满足吊蓝拼装起步的要求，需在主墩两侧拼装施工托架，托架牛腿在施工时应按设计要求开始预埋。托架由万能杆件组成，先在地面拼成小片，再吊送上去与牛腿联结。

2.托架安装完毕，应检验其总体强度并消除主要由钉孔公差所引起的非弹性变形，可根据托架施工荷载的大小，利用压重(如水箱)对托架进行预压。如弹性变形在允许范围之内，灌筑混凝土时不需采用换重方式施工。

(二)支座安装

在梁体施工前应按设计要求安装永久支座和临时支座，临时支座设在永久支座的两侧，为便于以后拆除，可在临时支座(砼)中部铺一层硫磺砂浆和电阻丝。

(三)10号梁段施工

1.10号梁段利用礅顶及托架形成的平台施工，由于该梁段一般较长(武水桥为6.8m)，混凝土数量较多，截面复杂，采用二次灌筑。第一次灌筑高度选择最厚的底板高度(如横隔墙进入洞底面)，第一次灌筑时顶板和腹板水平筋不绑，外侧模一次安装到顶，避免错台。第二次灌筑时内模边灌筑边安装。

2.养护措施，在梁体埋设φ20钢管，用测温仪监测温度升降。养护时采用表面终凝后，混凝土内部温度升约40℃时及时复盖，洒水及顶板淹水养护。使混凝土顺利越过温度峰值区，避免混凝土表面开裂。

(四)一般梁段悬臂施工

1.悬臂灌筑工艺流程见图4。

图4 悬臂灌筑工艺流程

2.吊蓝施工

吊蓝是悬臂灌筑施工的主要工具，它是一个能够沿着轨道行走的活动吊架，锚固悬吊在已经张拉成型的梁段上，在吊蓝上进行下一段梁的立模板、绑钢筋、灌筑混凝土和预应力张拉、压浆等作业。完成一个循环后，新梁段产生，挂蓝即可以前移，固定在新的梁段位置上，如此循环直至连续梁完成。吊蓝由连续杆件和部分新制杆件拼装面成，包括主桁系、平衡锚固系、行走系统、平蓝及其悬吊系统、工作平台系五部分。拼装程序为：地面拼装框架→吊装框架→横向稳定连接→锚固→连接底模平台。当吊蓝拼装完成后即开始悬臂施工101、102号梁段，完成一个循环将吊蓝从一端接长，向另一端移动继续施工，当主桁接长至设计长度(36m)时，吊蓝分离(见图3)，加上平衡重，两端各自前移就位。

①主桁系：包括主桁架和纵梁滑道。主桁架由万能杆件拼装而成，高4m，宽8m，长18m，其中前悬臂

长8m，后平衡臂长6m。纵梁滑道由槽钢组合而成，用以支撑底模平台传递载和作上横梁的滑道供底板平台对位。

②平衡锚固系：平衡锚固系包括平衡重部分和锚固部分，其抗倾覆稳定安全系数应满足“桥规”要求。平衡重主要平衡吊蓝行走时的倾覆力矩；锚固部分平衡吊蓝在灌注混凝土时的倾覆力矩，可采用圆钢锚杆锚固在已灌梁段的顶板上，通过预留孔的形式，锚杆穿过箱梁顶板，以带梯形螺纹的螺帽进行锚定。

③行走系：行走系统采用走船加滚筒的形式，滚筒下面铺枕木和钢板作为走道。移动吊蓝用4个5t 葫芦，后边用两个慢慢放松，前边用两个拖拉，可以通过滚筒放置时的轴线位置的改变来引导吊蓝自行纠偏。

④平蓝及其悬吊系统：平蓝亦即底模平台，底模平台通过4根前吊带和6根后吊带(箱内4根，箱外2根)悬吊于主桁架的上横梁(工字钢)之上构成悬吊系统。底模平台槽形钢构成的纵、横梁和底模组成，纵、横梁通过行动铰支座联结，底模为木板。吊带采用16锰钢板带。吊带从组成横梁的两根工字钢之间穿过，再通过起吊扁担由千斤顶来支撑和调节。

在梁段混凝土的灌筑过程中，吊蓝前端会产生一定的弹性变形，应利用水平仪进行监测，采用千斤顶提升前吊带的办法进行调整，每3～4mm调整一次。

为了使箱内每根后吊带受力均匀，在收紧底模平台时对后带采用定值预拉措施。

⑤工作平台系：为悬臂施工提供安全方便的操作场地，包括张拉操作平台、底模前挑平台、底模吊带平台。张拉操作平台主要用于每一梁段的预应力施工，由万能杆件拼装而成，位于吊蓝最前端；底模前挑平台供安装端模、穿拔胶管和灌筑混凝土时行人而设；底模吊平台供安装和拆卸箱内后带使用。

3.模板施工：悬臂灌注施工一般性节段的模板能随吊蓝一起行走并可倒用，包括外侧模，端模和内模。

①外侧模

外侧模由组合钢模拼装而成，支架为自制钢桁架，模板固定于钢桁架上，钢桁架支承在底模平台与箱梁翼缘相对应的两组纵梁上，钢桁架的支承横杆可以上移，支承横杆上移则外侧模下落从而适应箱梁截面高度递减的变化，在支承横梁与纵梁之间设置操手锲，以作高度调整和卸模之用。箱梁两侧外侧模地相互对称的，外侧模压力采用在对称的两桁架之间上下分别设4根和5根对位螺栓，使两边的外侧模紧紧包住已灌梁段和端模板，让其自身稳固，以抗衡外侧模侧压力。

②端模

采用由若干块钢板组装而成的组合型端模，通过块数增减或对换以适应断面高度变化。成孔胶管孔位预先设计位置在组合钢板上钻好。端模板所受混凝土压力，用若干根固定螺杆穿过端模焊在梁段构造钢筋的纵向钢筋上来平衡。

③内模

为避免产生平施工缝，梁段宜全断面一次灌筑成型。据此要求，内侧模采用边灌筑边关模的施工方法，即先立好内模支架，先灌底板混凝土，在灌筑腹板混凝土时，即关一层模板(30cm宽组合钢模)，灌筑一层混凝土，插入式震捣器直接从侧面进入震捣，如此循环直至可以到梁顶进行震捣。

内顶模由钢板焊成整体性钢模，由两边的木立支承，木立柱支承在位于箱梁梗肋部位的钢制底梁上，底梁内端支承在已灌梁段上，外端支承在端模板上。另外木立柱之间打两排方木对撑，以抗衡混凝土侧压力并供站人操作之用。

4.混凝土施工

①混凝土技术指标(500级)

强度：R3=30MPa，R5～7≥40MPa，R28≥50MPa。

水泥用量：＜500kg/m3。

坍落度：(灌筑点)12～15cm。

凝结时间：T初≮10h，T终≯14h。

复合剂掺量：FDN1%，三乙醇胺4/10000，以水泥用量计。

②混凝土生产

自动计量混凝土拌合站集中生产，高标号混凝土(500级)要求拌合计量精度较高，骨料±2% ，液体±1%。

③混凝土运输及入模

混凝土装入吊斗，由小型轨道车运至索道下，四条索道同时启用，相间的索道负责一块梁段的混凝土运送，保持两端混凝土入模数量相同。混凝土运送到吊蓝顶面的工作平台上开启斗门，通过直径30cm串筒漏到梁段表面铺设的钢板上，再由人工铲入通向底板的串筒和通向腹板的导管。