悬臂浇筑桥梁施工技术浅析
徐国俊
一、工程概况
林海公路（A20～A30）工程大治河桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，三向预应力体系、全预应力结构，跨径组合为60m+104m+60m。上下行两幅并立，下部结构墩采用桩基承台接柱式墩形式。梁高沿纵桥向变化，中支点梁高6.0m，跨高比1/17.33，边支点和跨中梁高2.4m，跨高比1/43.33。采用单箱双室直腹板箱型截面，顶宽18.75m，底宽12m，悬臂板长度3.25～3.5m。0、1号块采用支架现浇，其余的2～13号块采用挂蓝法对称悬臂浇注施工。边跨设置1.5m的现浇合拢段，中跨设置2.5m的中跨合龙段。
二、悬臂浇筑施工概述
悬臂法浇筑法又称无支架平衡伸臂法或挂（吊）篮法，所用的主要的设备是挂篮。通过挂篮的前移，对称地向两侧跨中逐段浇筑混凝土，并施加预应力，如此循环作业。
三、悬臂浇筑施工过程中的控制重点
（一）0-1块施工
0-1号块施工是本工程关键工序，关系到全桥的质量安全，技术难度相当大，必须严格进行过程控制。主要技术难点和关键技术如下：
1.0-1号块支架系统的设计、搭设和堆载预压。因为0-1号块采用满堂支架现浇施工工艺，支架体系的强度、刚度和整体稳定性必须满足要求。支架搭设必须严格按照施工方案和相关规范的要求进行，支架搭设完成以后必须经过检查验收后方可以进行模板和钢筋的施工。通过堆载预压，可以消除支架的非弹性变形，测量出支架的弹性变形，从而为设置支架的预抛高值作为计算依据。
2.临时支墩的设计和施工。临时支墩作为连续梁结构悬臂工况下的临时固结结构，将承受施工中恒载、活载和不平衡荷载，影响到整个施工过程的安全和质量，必须严格按照规范和图纸进行施工。
3.0号块中横梁大体积混凝土的防裂措施。根据设计图纸，0号块的墩顶中横梁高度6.0、长度12.0m，宽度2.5m，属于大体积混凝土，加上混凝土的标号为C50，水泥用量较大，以及中横梁与箱梁的顶板和腹板边界约束比较复杂，再加上0号块的顶板和腹板内有预应力管道穿过，所以在中横梁侧面、中横梁与顶板腹板结合部很容易出现裂缝，必须采取措施加以预防，以减少水化热裂缝的出现。
4.预应力管道的安装。0-1号块里为纵向、横向和竖向三向预应力体系，顶板、底板、腹板和翼缘板，以及中横梁内均布置有预应力钢束。预应力管道的安装必须按照设计图纸进行，管道定位必须牢固，管道的接头必须连接牢固且不得漏浆，施工必须严格进行控制，混凝土浇筑前必须仔细检查、混凝土浇注时必须爱惜，不得踩踏，混凝土下料和振捣时不得直接对着管道等。
5.0-1号块节段底模立模标高的确定。0-1号块的立模标高主要考虑节段设计标高、设计预抛高、支架变形、地基的沉降等因素，其中支架的弹性和非弹性变形、地基沉降通过预压来消除和测定，设计预抛高由监控单位通过施工节段分析计算确定。0-1号段的立模标高关系到全桥的线形，必须按照要求设置。
6.挂蓝预留孔道的设置。从2号块开始采用挂蓝悬臂浇注，挂蓝的后锚点、后下横梁的吊点、4道外滑梁和4到内滑梁的吊点等预留孔道，必须按照施工布置图的要求设置。挂蓝预留孔道用φ50mm的PVC管道成型。
7.预应力的张拉。节段预应力的张拉严格按照规范和设计进行，按照‘对称、先长后短的原则进行，一般张拉的顺序：腹板、底板、顶板纵向钢束，腹板竖向钢束，顶板横向预应力钢束，张拉采用张拉力和伸长量双控。
8.支架的拆除。支架拆除的顺序与安装的顺序相反，拆除时不许等到0-1号张拉压浆完成以后，严格按照操作规程从上到下拆除支架。
（二）0-1块模板施工
1.根据堆载预压成果，结合箱梁设计标高和监控单位提供的预拱度数据，确定0-1号块的底板高程。底模前端立模标高=设计标高+设计预拱度+组合支架的弹性变形值F1;
2.为确保0-1号块混凝土表面平整、光洁，拱脚段的外侧模板采用专门模板厂设计制作的装配式定型钢结构整体模板（简称定型钢模）。内模板采用胶板作为面板、□10*10cm方木和扣件式钢管支撑组成的组合模板体系。底模采用新木胶合板和方木组成木模板。其中定型钢模由专业技术人员设计，并由专业生产厂制作，派专人监制，严格控制其模板内的光洁度、平整度和安装精度。
3.底模板和内侧模板方木布置的间距
底模为木模板，内模板为竹胶板模板，侧模为定型钢模板。其中，模板底方纵桥向布置碗扣支架顶部的横桥向布置3根φ48*3.5mm钢管作为横向支撑，在钢管之上纵桥向布置□10*10cm方木作为模板承重方木，腹板下的方木间距为0.20m，箱梁空心部分的方木间距为0.25m，内模板方木竖向布置，间距为0.25m，钢管支撑的间距0.5*0.6m。
4.模板在支立前，应先用电动钢刷将模板表面的浮锈打掉，并用柴油或汽油清洗干净，然后涂上优质脱模剂。如果模板暂时不安装，还应用塑料薄膜将刷完脱模剂的模板盖起来，防止污染。
5.安装时采用25T起重机，将模板安装在在已完成的0-1号块钢筋骨架外侧，底部放置在碗扣支架顶部的方木上面，在模板内侧用垂球检查垂直度，控制定位，组装完毕后再用经纬仪校核，用全站仪校核。
6.两片模板间的拼装接缝处嵌压海绵条止浆，以防漏浆，影响混凝土的表面光洁度。
7.钢模板在第一次使用前涂刷模板漆及脱模剂，但不得沾污钢筋和成型后的砼表面，以后每次使用前都要铲除残剩于模板上的砼，并涂脱模剂，同样不得沾污钢筋和成型后的砼表面。
8.按规定时间拆除模板后，砼表面应在48小时内整修消除接缝痕迹或砼表面的气泡。0-1号块侧模板拆除后，特别要注意对成品0-1号块的保护。
9.混凝土的抗压强度达到2.5MPa时，方可拆除钢模板。钢模板拆除后要立即清除残剩于模板面上的混凝土和灰浆，并涂刷脱模剂，以便继续使用。
10.在混凝土灌注过程中，安排木工对模板的垂直度应跟踪检查，以确保0-1号块的垂直度。检查时若发现拉杆螺栓松了，及时拧紧，以避免涨模现象的发生。
（三）钢筋施工
0-1号块设有墩顶中横梁，钢筋和三向预应力筋布置十分密集，必须尤其注意钢筋和预应力筋的安装顺序，每层钢筋绑扎完成后，要对照图纸仔细进行验收，合格后再进行上层钢筋和预应力筋的安装，防止错漏。
（四）预应力管道
悬臂浇筑预应力管道主要有：腹板、底板和顶板纵向钢束管道、中横梁预应力管道（横桥向布置）、中横梁和腹板的竖向预应力管道、顶板横向预应力管道等。
1.预留的管道尺寸与位置应正确，为了管道严格保证弯曲坐标及弯曲角度，用“井”字型定位架，精确定位，定位筋间距在直线段为0.8m，曲线上为0.5m，定位筋应与梁纵横向钢筋点焊连接。孔道应顺畅，以减少摩阻损失。端部的锚垫板应垂直于孔道中心线。
2.管道与管道间连接的管道接头处，采宜用配套生产的大一个级别的同类管道套管连接，其长度宜为被连接管道内径的5-7倍，连接接口用宽胶带包裹密封，连接时不得使接头处产生角度变化及在砼浇筑时发生管道的转动或位移，并应缠裹紧密防止水泥浆的渗入。
3.纵向预应力管道安装结束后，随即插入塑料衬管，避免外露接头被损，同时防止漏浆堵塞管道;竖向预应力筋管道要从下至上加定位筋固定，防止摇动;横向预应力筋扁波管道要加垫加吊，防止下落变形。
4.所有管道的压浆孔、排气孔、排水孔的设置要正确。在最高点设排气孔，在最低点设排水管。
5.特别注意：为保证预应力孔道位置的精确，端模板应与侧模板和底模紧密贴合，并与孔道轴线垂直。
（五）钢筋干扰处理
如普通钢筋与预应力钢束或预应力粗钢筋位置发生干扰，其处理原则为：
1.适当移动普通钢筋，以保证预应力钢束或预应力粗钢筋的位置，若需截断普通钢筋，则需经监理和设计代表同意;
2.若当纵向与横向钢束或预应力粗钢筋位置发生干扰且相关图纸中并未提及避让原则，则应按照先保证纵向位置准确，然后再保证竖向预应力粗钢筋和横向预应力钢束位置;
3.当钢束管道或锚下螺旋筋与普通钢筋冲突时，适当移动普通钢筋或弯折;当锚下螺旋筋与横向预应力管道冲突时，适当扩大螺旋筋间距，以便管道通过。
（六）混凝土施工
根据设计要求，梁体混凝土采用C50混凝土，混凝土采用建工南航生产的商品混凝土，通过混凝土搅拌车运输、汽车泵浇注。混凝土用原材料分批次按照规范要求检验，提前进行配合比试验，混凝土初凝时间不小于8h，坍落度12-16cm。
1.混凝土浇注顺序：采用斜向分段、水平分层，在混凝土时间内将混凝土一次连续浇注完成，浇筑时由低到高、先中横梁到腹板、底板，后顶板的顺序进行，两侧的混凝土应对称进行。
2.混凝土施工前，在模板四周用φ48的脚手钢管搭设施工平台和上下扶梯，并系好安全网，以便施工人员使用。
3.为防止混凝土产生离析，保证泵出口处混凝土距离浇筑面不大于2.0米。用泵车浇注混凝土时，泵管口采用加长软管深入0-1号块模板内下灰，分层高度不超过30cm。，
4.浇注腹板与底板交界面混凝土时，应让混凝土充分翻浆，从腹板翻出的混凝土基本是密实的混凝土，只有充分翻浆才能保证腹板下倒角处混凝土密实。
5.浇筑混凝土时，应避免振动器碰撞预应力筋的管道、预埋件、挂蓝预留管道等。并应经常检查模板、管道、锚固端垫板及预埋件等，以保证其位置及尺寸符合设计要。
6.桥面板的混凝土浇注到标高以后，用平板振洞抹平机及时赶压、抹平，保证排水坡和平整度。桥面混凝土应确保密实、平整和坡度顺畅，因此除应按规定进行振捣外，还必须进行两次收浆抹平，以防止出现裂纹和不平整。
四、个人心得
在整个悬臂浇筑过程中我们所有参建人员高度重视0-1块的施工质量，严格遵照施工方案及监理细则进行现场的检查与监督，同时加强与监控单位的联系，最终大治河桥的合拢误差为1毫米，可以说是较好的完成了桥梁的建设。在工程完成后本工程也被上海市评为市政工程金奖。通过本次工程，使得自己在跨河施工的悬臂浇筑方面积累了经验，为将来类似工程的施工打下坚实的基础。
