浅析连续桥梁悬臂施工存在关键问题与应对措施

【摘 要】我国在桥梁悬臂施工起步较晚。直到20世纪50年代中期，悬臂施工方法从钢桥引申到混凝土桥梁施工，从而使预应力混凝土悬臂梁桥、预应力混凝土T形刚构桥和预应力混凝土连续梁桥得到了很大的发展。但同时，由于桥梁悬臂施工工艺比较先进，程序比较复杂，要求操作人员素质也比较高。因此，实际工程实践中产生很多问题需要我们认真对待。

【关键词】连续桥梁；悬臂施工；问题

1 桥梁悬臂施工的发展与特点

悬臂施工法主要是针对桥梁上部结构的施工，从桥墩顶开始，对称或不对称地分段悬臂浇注或悬臂拼装施工。现代混凝土桥梁的悬臂施工，得益于预应力技术的发展。悬臂浇注法是以挂篮为支撑体系，将梁体分段现浇，待每段混凝土强度达到要求并张拉预应力后，再移动挂篮，准备进行下一节段的浇筑。悬臂浇注的每一节段不仅要承受自身重量及施工机具人员等荷载，还要承受后期浇注各节段施加的荷载作用，因此，保持悬臂对称浇注是保证结构受力平衡和安全稳定的基础。一般悬臂浇注的一个节段长3―5m，不宜超过5m。悬浇施工方法特别适合于宽深河流和山谷、施工期水位变化频繁不宜水上作业的河流、以及通航频繁且施工时需留有较大净空的河流及谷深不宜架设满堂支架施工的桥梁。

悬臂浇筑施工预应力混凝土连续梁桥有如下特点:(l)预应力混凝土连续梁桥的结构受力状态有利于悬臂施工，即悬臂施工时的受力与成桥后的结构受力较为接近，施工时的预应力钢束既是施工时门临时需要，又是成桥后的结构受力筋。(2)作为无支架施工，有利于现场交通组织和桥位环境保护.施工时占用的空间较小。(3)有利于节省施工费用，降低工程造价。因为挂篮结构简单，成本低廉，逐段浇筑混凝土无需大型吊装设备。(4)有利于施工作业。每个节段施工均在挂篮内进行，挂篮可设顶棚和养生设备，施工较少受环境影响，可以保证施工的连续性。(5)。由于采用分段施工，便于梁体设计成变高度梁，可使预应力混凝土连续梁桥的结构一节置多样化，能设计出各种轻巧、飘逸、美观的桥梁。

2 连续桥梁悬臂施工存在问题与处理措施

2.1 施工方法的选择

通常情况下，悬臂拼装是采用悬拼吊机，将预先加工制造好的钢梁杆或梁节段逐件或逐段吊起就位，然后安装。钢材料梁体的拼装一般采用锚栓和焊接的方式混凝土材料的梁体，通常采用环氧树脂作接缝材料，然后通过预应力钢束的张拉使各节段连接成整体。但对于预应力混凝土连续梁的悬臂施工来说，究竟采用悬臂浇注还是悬臂拼装，取决于当时当地的实际情况。悬臂浇注或悬臂拼装这两种施工方法各有优点，通常大跨径预应力混凝土连续梁桥宜采用悬臂浇筑法(简称悬浇)，其优点是梁体钢筋连续性好，混凝土的整体性也较好，因此整个桥梁结构的整体性好，而且无须搭建落地支架，无须大型起重与运输机具，主要施工设备是一对能行走的挂篮。挂篮可在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、预施应力都在挂篮上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前移动一节段，进行下一对梁段施工，如此循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。预应力混凝土连续梁桥采用悬浇施工的方法，需在施工中进行体系的转换。体系转换通常发生在两个施工节段:悬臂合拢施工阶段和墩梁连接方式改变施工节段，对于多跨连续梁，这种体系转换将交替发生，直至最后全桥完成。关于墩梁连接方式的转换，通常在悬浇时需采取墩梁固结的临时措施，结构的受力状态呈T形刚构悬臂梁，待主梁合拢后再去掉墩顶临时固结，使主梁支撑于支座之上，形成连续梁。悬臂施工工艺的主要特点是：①结构参数的准确性较差，而且要等到节段施工完成后才能确定;②主梁的刚度较大，节段的局部变形很小;③挂篮刚度对局部变形有较大影响;④对于混凝土连续梁桥，己施工梁段上出现误差时，误差几乎无法消除;⑤未施工节段的立模标高主要由后续节段的影响决定。

2.2 加强悬臂施工监控

悬臂施工中桥梁结构的最终形成必然要经过众多的施工阶段，尽管每个阶段都严格控制施工时的结构几何尺寸、容重、收缩和徐变、弹性模量、预加力等可以人为控制的因素，但是不可避免地会出现实际结构状态和理想结构状态的偏差。这种偏差可能来自与施工本身的误差，也可能是环境误差的干扰，还可能是测量系统的误差。随着桥梁跨径和结构复杂性的增大，这种误差己经到了影响结构的几何线形、改变结构内力状态、甚至威胁结构施工安全的程度。如何消除或修正这些误差，确保施工过程的结构稳定、安全，力求最终成桥受力状态基本符合理想状态要求，已经成为目前桥梁结构悬臂施工中的关键问题。因此在确保施工过程中结构安全的前提下，使成桥状态的几何线形和内力状况最大限度地逼近设计要求，是工程控制的最终目的，为此，有必要在悬臂现浇施工过程中预测和监控变形情况和受力状态，这就要求采用精确合理的结构分析方法来计算确定悬臂现浇施工过程中每个阶段的受力和变形方面的理想状态，以便控制施工的进程。悬臂现浇预应力混凝土梁桥过程中，混凝土本身材料的非线性影响以及环境影响(如温度、湿度、时间等)都较大，再加上悬浇过程中，各阶段混凝土相互影响，而且这种相互影响又有差异，这些影响因素必然造成个节段的内力和位移随着混凝土的浇筑过程变化而偏离设计值，为保证施工质量，就必须选用有效的简化模型和合理的计算方法，为各个施工阶段提供准确的中间目标状态，以对建桥的整个过程进行严格的施工控制。桥梁的施工控制是桥梁建设的质量保证，衡量一座桥梁的质量标准就是保证已成桥的线形以及受力状态符合设计要求。施工控制是桥梁建设的安全保证。因为桥梁的施工都是按预定的程序进行的，对施工中的结构的内力和变形都可事先预计的，同时也能随时通过监测手段掌握，从而完全可以跟踪施工的进程和发展状况。

3 结语

总之，从目前我国已建成的大跨径预应力混凝土连续梁桥实践来看，大部分采用悬臂浇筑工艺施工。通过大量的工程实践，施工工艺在不断革新，施工质量在不断提高，如悬臂浇筑的作业循环周期在不断缩短;施工效率和混凝土整体质量在不断提高;在施工机具、挂篮设备、现浇技术等方面都取得了较大发展和相当水平，今后必将有更好的发展前景。

参考文献：

[1]阮欣，石雪飞.大跨径预应力混凝土梁桥施工控制的现状与展望.公路交通科技.2008，11

[2]徐君兰.大跨度桥梁施工控制.北京:人民交通出版社，2008

[3]彭元诚.连续箱梁底板崩裂原因分析与对策.桥梁建设，2008，3

作者简介：

涂敏，男（1984.9----），籍贯：江西南昌，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：公路桥梁技术问题