悬臂连续梁施工五项工装创新应用

悬臂连续梁施工五项工装创新应用
摘要：因高速铁路工后沉降等要求，建设的高铁线路中桥梁占比80%以上，连续梁又占桥梁的5%以上，尤其在城市道路、跨江跨河区域占比更高，其中多为大
跨度悬臂现浇连续梁跨越，因此在施工过程中加强对现浇连续梁施工质量、安全
的控制尤为重要。

本文根据工程实例进行了深入研究，取得了悬臂连续梁施工竖
向预应力张拉紧固器新发明、悬臂梁端堵头模U型卡固定新装置、连续梁自动喷
淋养护系统新工装、混凝土定点下料定点振捣工艺、“之”型上下通道工装五项工
装创新应用，对同类桥梁施工具有一定的参考价值。

关键词：高速铁路；悬臂连续梁；工装；创新应用
1 工程概况
由中铁四局承建的合安铁路1标，位于合肥市肥西县境内。

标段内连续梁共
计22联，一分部共计15处，分9种孔跨布置形式，14处采用悬臂浇筑施工。

现浇连续梁施工主要特点有：梁体高、混凝土方量大、结构复杂；钢筋、管道密集、重叠交叉，混凝土下料振捣困难；梁体处于悬空状态，施工空间狭窄。

施工中存
在问题如下：钢筋密集，定位困难；模板加固工作量大，工序多；张拉力不同步，竖向预应力张拉非自锚系统；钢筋密集区混凝土振捣困难，容易产生空洞、漏筋；梁体处于悬空状态，腹板、翼缘板、底板养护困难。

2 研究目的
本着“以工装保工艺，以工艺保质量”、“简支梁工厂化在连续梁施工中的应用”的管理理念，结合标段工程实际情况，本文在悬臂浇筑连续梁工装设备、施工工
艺等方面进行了探索与研究。

从施工质量控制、安全保障、工效提高等方面进行
突破，以施工机具改革、施工方法优化为手段，结合现场施工经验及存在问题，
有目的有方向的进行优化革新。

最终形成了悬臂连续梁施工（①竖向预应力张拉紧固器新发明；②悬臂梁端堵头模U型卡固定新装置；③连续梁自动喷淋养护
系统新工装；④混凝土定点下料定点振捣工艺；⑤连续梁“之”型上下通道工艺）“三新二艺”五项工装。

3 工装创新
3.1 竖向预应力张拉紧固器
竖向预应力张拉紧固器，可兼作为竖向张拉千斤顶底座。

紧固器由轴向滑动
螺帽套、传动轴、主、被动齿轮、锁紧摇杆等组成。

张拉完成后，由锁紧摇杆作
用水平旋转力，通过主被动齿轮转换，由传动轴带领轴向螺帽套旋转，从而紧固
预应力顶端螺母。

改变了以往施工采用小板凳，施拧空间小，手工拧不紧的问题。

详见图3.1.1以往施工方法，3.1.2张拉紧固器。

图3.1.1以往施工方法图3.1.2张拉紧固器
3.2 悬臂梁端堵头模U型卡固定装置
本连接工具借鉴了钢丝绳卡扣的连接方式，卡扣由U型螺栓、骑马式夹头、
螺母组成，堵头模采用钢模，两侧采用6cm角钢以增加模板刚度。

利用已浇筑梁
段纵筋作为受力点，梁段新绑扎的纵向钢筋一端焊接在上一节段纵向筋上，外漏
端上并排由U型螺栓固定一根短钢筋顶住钢模板，作为端头模板受力体系。

装拆
卸过程方便快捷，同时该工具可循环使用，符合文明施工要求，有利于节能减排
要求。

其工装图详见图3.2.1 夹头及U型螺栓，图3.2.2 堵头模加固简图，现场应
用详见图3.2.3 模型及现场应用图片。

图3.2.3 模型及现场应用图片
3.3 连续梁自动喷淋养护系统
喷淋养护系统由高压高扬程水泵、智能定时开关箱，输水管道、喷淋头、吊
挂系统组成。

主输水管道采用UPVC管或钢管与高压水泵用软管连接，主水管从
水泵引出，留有阀门，沿梯笼向上布设主管道直至梁顶面，水管用管卡固定在梯
笼主骨架上。

主水管引至梁面后利用三通变径，分出支线水管，分别接至梁面、内箱及腹
板外侧、底板。

在0#块处另设一处三通阀门，待挂篮继续向前行走可以在此断开，将水管接至下一节段处，如此前移。

自动喷淋系统在梁面、箱室、外侧模、底板均设有喷头，梁底地面处设置5
立方米水箱，内放高压水泵。

水泵通过智能定时开关控制，白天夜间可设置不同
间隔时间进行喷淋，保证梁体全方位、全天候湿润，处于良好养护状态。

详见图3.3.1连续梁自动喷淋示意图，图3.3.2连续梁自动喷淋现场实施图。

图3.3.2连续梁自动喷淋现场实施图
3.4 混凝土定点下料、定点振捣
0号块梁体高、混凝土方量大、结构复杂，钢筋、管道密集、重叠交叉，混
凝土下料高度超过2m，无法正常有效下到底板。

下料过程采用φ12.5cm辅助下
料管（采用软管或布带），布设在0#块中横梁及节段腹板内，混凝土由辅助管下料，保证混凝土的入模质量。

下料完成后，振捣棒从孔道下到梁底，兼作振捣孔。

同时在0#块两侧加宽段上、横隔梁人孔洞开设天窗，振捣棒通过窗口振捣腹板加
宽区及中横梁混凝土，同时观察混凝土底板区域混凝土振捣情况。

详见图3.4.1
连续梁辅助下料设置图示。

3.5 连续梁“之”型上下通道
“之”字形楼梯上下通道依托在挂篮侧模上，用钢管做框架，钢管框架高度
1.2m，两侧用钢丝网防护，[10槽钢焊接在钢管上做楼梯踏步，踏步高差15cm，
踏步底部用钢板兜底，防止人员踏空。

在中间高度做“之”字回路，楼梯通道角度
控制在45°左右。

详见图3.5.1 “之”字形楼梯上下通道。

图3.5.1 “之”字形楼梯上下通道
4 创新点及技术难度
4.1 竖向预应力张拉紧固器
竖向预应力张拉施工中通常做法是自制张拉小板凳，待张拉完成后人工用扳
手在板凳空隙中施拧。

此种做法缺点为施作空间小、效率低、拧不紧。

通过这个
小发明，解决了以往竖向预应力施工的施作空间小、效率低、拧不紧的施工难题，是竖向预应力施工的一次革新。

本竖向预应力张拉紧固器已申请专利，专利号（201711064496.9），本发明达到国内领先水平。

4.2 悬臂梁端堵头模U型卡固定装置
以往挂篮悬臂节段堵头模加固采用对外露钢筋焊接切割的方式，一是影响钢
筋力学性能，对实体质量产生不利影响；二是焊接施工效率较低，增加能源耗材。

研制的悬臂梁端堵头模U型卡固定装置通过手工物理连接固定，避免了以上问题。

4.3 连续梁自动喷淋养护系统
目前在现浇连续梁养护施工过程中通常采用水泵抽水人工配合养护，一是需
要人员配合，施工效率较低；二是高空作业，存在安全风险，三是洒水不均造成
水资源浪费，也不利于现场安全文明施工。

本连续梁自动喷淋养护系统实现了连
续梁养护全天候、全覆盖、全自动的“三全”效果。

4.4 混凝土定点下料、定点振捣
连续梁0号段高度高、钢筋及预应力筋纵横交错，操作空间小。

尤其支座上
方钢筋分布密集，混凝土流动及振捣非常困难，容易造成支座附近混凝土不密实，甚至露筋、空洞等质量通病。

本定点下料、定点振捣工艺解决了0#块混凝土下料、振捣问题，为连续梁施工的质量控制提供了保障。

4.5 连续梁“之”型上下通道
在以往上下通道中，一种为钢筋垂直梯笼，一种为梁端设置的斜爬梯，其坡
度过大，爬梯稳定性差，安全系数低，占用梁端施工空间（如穿钢筋，钢绞线），存在较大的安全隐患。

本装置通过依附于挂篮侧模设置楼梯，保证了人员上下通
行的安全，也使悬灌连续梁施工更加标准化。

结论
桥梁建设是基础建设的重要组成部分，如何保证桥梁的质量安全、提高效率
是施工过程研究的重要内容。

本文通过总结的悬臂连续梁施工五项工装，从施工
质量控制、安全保障、工效提高、节约费用等方面对悬臂现浇连续梁施工工艺进
行了优化，有效保证了预应力、混凝土振捣养护施工质量，提高了张拉、堵头模
加固、混凝土养护工作效率，保障了施工作业通道安全，并相应节约了一定的费用，适用于所有铁路、公路、市政工程类似桥梁施工。

参考文献
[1]《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》TZ/324-2010
[2]《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603-2015）
[3]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）
[4]《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）
[5]周水兴，何兆益，邹毅松等.《路桥施工计算手册》[M].北京：人民交通出
版社，2015.。