高速铁路客运专线桥涵施工技术讲稿二.docx

第三章 高速铁路混凝土桥梁施工技术从国外拥有高速铁路的国家可以看出，高速铁路中砼桥梁的上部结构型式可分为以下几类：简支梁、连续梁（包括连续刚构）、拱桥和斜拉桥四大类。简支梁中其截面型式又可分为箱型、T型。简支箱梁又可分为双线整孔箱梁和两个并置的单线箱梁。T型梁则采用多片梁分片架设后将横隔板和桥面联成整体，并通过施加横向预应力来增加整体刚度。从国外高速铁路桥梁常用的结构形式可以看出，混凝土上部结构的施工方法可分为以下几种：简支梁：整孔架设、支架上现浇、造桥机制梁。连续梁：悬臂灌筑、悬臂拼装、支架上现浇、顶推法施工、逐孔架设法等。拱桥：支架上现浇、拼装，转体法施工等。斜拉桥：悬臂灌筑、悬臂拼装。在这些施工方法中，有的属于桥位施工制作，有的则是工厂制作节段（或整孔）然后工地拼装或架设。采用哪种施工方法，需要根据桥梁的结构形式，因地制宜地加以选择，对施工中存在体系转换的超静定结构，施工单位必须按设计要求施工。客运专线的预应力混凝土桥梁的施工要求非常严格，施工的质量必须符合验标与施规要求，严格施工与科学管理并重。对施工质量、外形外观、尺寸精度、预制梁检验等提出比一般铁路桥梁更为严格的要求。通过全面贯彻，使全线桥梁的施工质量得到严格控制。对大跨径的桥梁更应该精细施工，做好施工控制工作。高速铁路墩台施工与普通铁路桥梁基本相同，本书不作详细介绍。第一节 概述1重新认识先张梁客运专线的预应力混凝土桥梁数量大，梁体重，对工程质量与精度要求严格。普通铁路桥梁的施工方法和经验有些已经不再适用。国外高速铁路的常用跨度箱型梁的制造基本上都采用工厂集中预制，生产工艺采取先张法施工工艺、混凝土养生实行压力高温养生工艺，缩短了生产周期，减少了台位占有时间，提高了生产效率，有效降低了生产成本。先张法现场制梁具有下列优点：预应力孔道设置、孔道压浆和梁体封端工序大大减少；工序相对减少，生产周期短：由于张拉使用工具锚，大大节约了锚具成本；不需设置预应力孔道，避免了孔道摩阻所产生的应力损失，节约材料成本；不需存梁场，大大减少占地。由于预应力钢筋与混凝土之间紧密结合，先张梁的耐久性要优于后张梁。在今后的施工中我们应顺应世界铁路桥梁的发展趋势，深入研究先张法向中、大跨度和大型桥梁方面的发展问题，包括制梁设备、生产工艺、制梁技术和质量控制体系等方面的探讨和研究。2简支梁制作与架设从以前施工的方法上，简支梁多数采用预制架设的方法，架设时如梁体的重量过大，可以用分块然后结合的方法施工：肋式桥一般是在桥梁纵向分块以减轻架梁重量的；节段预制然后拼装是在桥梁横向分块的；钢混凝土结合梁是在水平方向分块的例子。据有关资料介绍，京沪高速铁路与秦沈客运专线的桥跨、梁型布设基本相同，箱型砼梁最大跨度为40米，T型砼梁最大跨度为32米，同跨度砼梁梁高相同，全线线路均为双线线路，不同处在于京沪线的设计时速高于秦沈线，线间距分别为5.0米和4.6米，桥面宽度分别为12.8米和12.1米，京沪线梁片重量略大于秦沈线，如40米单箱单室梁片梁重分别为948.2吨和902.0吨；32米单箱单室梁片分别为725.0吨和690.0吨；24米单箱单室梁片分别为531.8吨和501.0吨，此外，采用T梁时，京沪线设计为5片并置。32米T梁梁重为125.87吨，秦沈线设计为4片并置，32米T梁梁重为143吨（以上重量均为架梁施工时的梁片重量）。因此，不论采用架桥机还是造桥机，基本方针都很明确，即立足秦沈、展望京沪。鉴于高速铁路桥梁的特点，京沪高速铁路简支梁桥采用双线整孔箱梁、双线并置单箱梁及多片梁并置三种形式。三种类型的简支梁架设、制造的方法目前有三种：满铺支架、架桥机、造桥机。3连续梁、连续刚构桥施工方法可以使用的施工方法较多，比如膺架法、悬臂浇注（拼装）法、顶推法、逐孔架设法等。悬臂浇注法比较适合大跨连续梁、连续刚构桥的施工，其它的施工方法比较适合修建中等跨度的连续梁、连续刚构桥。4拱桥施工方法施工方法分为有支架施工和无支架施工两类。拱圈的无支架施工有塔架法、劲性骨架法、悬臂浇注法、转体施工法等。5斜拉桥施工方法施工方法多为悬臂浇注法、转体施工法等。第二节 膺架法桥位制梁简支梁的桥位制梁一般是在无法进行“工厂集中预制，架桥机架设”时采用的，一般是受到制梁规模和运输困难的限制。其它较大跨度桥梁根据施工方法也可以集中预制的方法，但是由于受目前的监控手段限制，多为桥位制梁的方法。在施规中列出的桥位制梁方法有7种，包括：膺架法、连续梁及连续刚构的悬臂浇筑、移动支架悬臂拼装、连续梁顶推、先简支后连续箱梁施工、移动模架造桥机制梁、移动支架造桥机制架梁，这些施工方法在施工普通的铁路桥梁和公路及城市桥梁中都是主要的施工方法，用到客运专线上后，应该根据客运专线桥梁要求制梁精度高的要求严格施工。膺架法是一种比较简单可靠的施工方法，一般适用于地基条件较好，跨越旱地或浅水河流且桥墩高度较低的简支梁、连续梁、连续刚构梁。应该特别注意以下几个方面：膺架应该选用钢结构，其承载力和稳定性必须进行检算。膺架设计检算应考虑以下荷载：梁体、模板、膺架的重量；施工荷载；风荷载；冬季施工还应考虑雪荷载和保温养护设施荷载；水中施工还应考虑流水侧压力。膺架杆件应力安全系数应大于1.3，稳定性安全系数应大于1.5。线型要求。膺架法施工应根据检算的变形量，预留适当的沉落量和施工预拱度，确保梁体线型符合设计要求。膺架宜采用等载预压消除部分变形，观测沉落量。地基沉降、膺架杆件间的接缝等不可恢复的变形都可以经过预压消除，弹性变形可以观测到。尽量减少混凝土的徐变变形，如果混凝土收缩及温度变化影响梁体（如曲线梁）或拱圈混凝土的变形时，需要计算这种影响。简支梁采用膺架法施工时，可根据地形条件，选择原位浇筑、高位浇筑或旁位浇筑。当选用高位或旁位浇筑的膺架，应根据梁体在张拉及落梁过程中，膺架承受荷载的不同，分别对膺架结构进行检算。悬臂梁和连续梁采用膺架法施工时，由于桥墩为刚性支点，桥跨下的支架为弹性支撑，在浇注时支架会产生不均匀的沉降，因此浇注混凝土时应该从跨中向两端桥墩台进行。同时其相邻跨也从跨中向两端墩台进行，在桥墩处设置接缝，待支架沉降稳定后，再浇注墩顶处梁的接缝混凝土。梁段间的接缝一般宽0.810m，两端用模板间隔，并留出分布加强钢筋通过的孔洞。梁底模及膺架卸载顺序，严格按照从梁体挠度最大处膺架节点开始，逐步卸落相邻节点，当达到一定卸落量后，膺架方可脱落梁体。第三节 悬臂施工法一、概述悬臂施工是在已建桥墩顶部，沿桥梁跨径方向，对称逐段施工的方法，所以也称为分段施工法。每延伸一段，待混凝土达到强度后施加预应力与已成部分形成整体。悬臂对称施工根据施工方法的不同可分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类。悬臂浇筑是在桥墩两侧利用挂篮，对称浇筑混凝土，待混凝土达到张拉强度后张拉预应力筋，而后移动挂篮继续下一段的悬臂浇筑。悬臂拼装是利用吊机将预制块在桥墩两侧对称吊装，张拉预应力筋后使悬臂不断接长。对预应力混凝土连续梁桥来讲，悬臂施工时墩和梁铰接，不能承受施工荷载产生的不平衡弯矩，因此，施工过程中墩和梁应临时固结，以承受施工荷载产生的不对称负弯矩，待悬臂施工至少一端合拢后恢复原状态。悬臂施工时，结构呈T形刚架，待合拢后形成连续梁，因此采用悬臂施工时，在施工过程中存在体系转换。预应力混凝土连续梁采用这种方法时，应考虑由于体系转换及其它因素引起的结构次内力及施工过程的应力状态，及时调整预应力以适应这一转换，同时，为使结构施工受力与运营状态的受力相吻合，悬臂施工的连续梁桥常选用变截面。悬臂施工法最大的优点是施工不受季节、河道水位的影响，不影响桥下通航，不需大量的支架和临时设备，因此这种施工方法在国内外都得到了广泛的应用。悬臂施工方法是大跨连续梁桥主要施工方法，其中悬臂浇筑法更具有竞争实力。(一)悬臂拼装法悬臂拼装法利用移动式悬拼吊机将预制梁段起吊至桥位，然后采用环氧树脂胶及钢丝束预施应力连接成整体。采用逐段拼装，一个节段张拉锚固后，再拼装下一节段。悬臂拼装的分段，主要决定于悬拼吊机的起重能力，一般节段长25m。节段过长则自重大，需要悬拼吊机起重能力大，节段过短则拼装接缝多，工期也延长。一般在悬臂根部，因截面积较大，节段长度采用较短，以后向端部逐渐增长。(二)悬臂浇筑法悬臂浇筑采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到要求强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工。悬臂浇筑每个节段长度一般25m，节段过长，将增加混凝土自重及挂篮结构重力，而且要增加平衡重及挂篮后锚设施；节段过短，影响施工进度。所以施工时应根据设备情况及工期，选择合适的节段长度。(三)悬臂浇筑法与悬臂拼装法的比较1施工进度方面利用挂篮进行悬臂浇筑时，混凝土中加入早强剂，每个节段施工周期通常57天。悬臂拼装施工时，预制节段可以在进行桥梁下部结构的同时进行，拼装时仅占用吊装定位、环氧胶粘贴和穿束张拉等工序。一个节段拼装时间仅11.5天。所以从施工进度方面比较，悬臂拼装速度比悬臂浇筑要快得多，悬臂拼装适合于快速施工。2结构整体性方面采用悬臂浇筑法施工时，因梁体钢筋采用焊接相连，已建梁体表面混凝土凿毛等处理，结构整体性较好。悬臂拼装法施工时，块件在预制场预制，块件本身质量较易保证，但组拼时采用环氧树脂胶粘接，预应力束在预留孔道中穿束张拉连接，比起悬臂浇筑法来说，结构整体性要差一些。3施工变形控制悬臂浇筑法施工时，施工变形易控制，可采用计算机程序控制，逐段进行底模标高的调整。上采用悬臂浇筑法施工，中间合拢误差可以达到很高的控制精度。悬臂拼装法施工时，施工变形控制难度较大，需从施工中摸索控制办法，以达到合拢精度要求。4施工适应性悬臂浇筑施工时，遇冬季寒冷气候施工，混凝土蒸汽养护难度较大，所以受地域季节条件影响，但不受桥下地形、水文或建筑物影响。悬臂拼装施工时，由于节段块件在预制场琐制，养生条件较好，拼装时采用环氧树脂胶接缝，也有在零下15施工成功的实例。如采用干接缝则不受低温影响。但悬臂拼装时，一般从桥下运输节段，再由悬拼吊机吊起就位，所以对桥下地形及水文等情况有一定要求。5起重能力要求悬臂浇筑法施工时，悬浇起重能力要求不高，仅起吊钢筋骨架及混凝土。悬臂拼装法施工时，需起吊节段块件，所以要求悬拼吊机起吊能力较大。悬拼吊机一般采用贝雷桁架或万能杆件拼装。从上面几点分析，可以看出悬臂浇筑法具有结构整体性好，可以不受桥下地形条件限制，优越性较明显，所以大部分大跨径预应力混凝土桥梁采用悬臂浇筑法施工。下面介绍以上两种施工方法的特点。二、悬臂浇筑1. 用挂篮悬臂浇筑施工用挂篮悬臂浇筑施工又称为迪维达克施工法，这种施工方法一般将梁每25m分成一个节段，以挂篮为施工机具进行悬臂对称施工。挂篮的结构型式很多，图31给出了挂篮的一般构造，它由底模架1、悬吊系统2、3、4、承重结构5、行走系统6、平衡重7及锚固系统8、工作平台9等部分组成，承重梁是挂篮的主要受力构件，可以由型钢或制式器材焊接组拼而成，它承受施工设备和新浇节段混凝土的全部重量，并通过支点和锚固装置将荷载传到已施工完成的梁身上。挂篮的行走系统可用轨道或聚四氟乙烯滑板，牵引动力一般用电动卷扬机，它包括前牵引装置和尾索保护装置。为保证浇筑混凝土时挂蓝有足够倾覆稳定性，往往在挂篮的尾部设置后锚固，一般通过预理在梁肋内的竖向预应力筋实现，当后锚能力不够时，也可采用尾部压重等措施。图31 挂篮结构简图挂篮的主要功能是支撑模板，承受新浇混凝土重量，由工作平台提供张拉、灌浆的场地，调整标高。因此挂篮不仅要求有足够的强度保证，还要有足够的刚度及稳定性，自重轻，便于装拆，移动灵活，便于调整标高等。2. 挂篮种类挂篮是悬臂灌筑混凝土施工的主要施工设备，它是一个能沿轨道走行的活动脚手架。挂篮的结构型式很多，变化发展也很快。按结构形式分挂篮有：型钢式、桁架式、斜拉式、牵索式和混合式等。按抗倾覆平衡方式的不同挂篮有：压重式、锚固式和半压重半锚固式等；按其走行方式的不同又可分为滚动式、滑动式和组合式等。不同的桥跨、桥型可选用不同型式的挂篮。图32 桁架式挂篮挂篮通常都有以下几部分组成：承重梁、悬吊模板、锚固装置、走行系统和工作平台。承重梁（上部悬臂吊架）是挂篮的主要受力构件，它支承于已灌筑梁段的顶面。如果用钢板梁、工字钢做承重梁，则就是型钢式挂篮。型钢式挂篮用钢量大、笨重，现已较少采用。若用万能杆件或其它杆件组成构架式或弓弦式挂篮，则为桁架式挂篮（图32）。将型钢或桁架与斜拉杆（带）、预应力筋（束）结合起来，又可组成各种式样的斜拉式（图33）或混合式挂篮。在斜拉桥的施工中，利用斜拉主索牵挂挂篮的又称为牵索式挂篮，这种挂篮的承重梁不再支承在已灌梁段顶面，而是悬挂在已成梁段的下面，这是其最大的特点。承重梁承受施工设备和新灌筑节段混凝土的全部重量，并通过支点和锚固装置传到已施工完毕的梁体上。挂篮的下部为工作平台，用于架设模板、安装钢筋和张拉预应力束等工作。当一个节段全部施工完毕后，挂篮可通过走行系统向前移动。走行系统可为轨道轮或聚四氟乙烯滑板装置，由电动卷扬机牵引。图32为用万能杆件组拼成的挂篮，吊架长20m，高2m，在后端节点处设有后锚杆及平衡重，中间下弦节点设有走行轮，这种装置用橇棍即可移动，且走行平稳，方向和速度都易控制。模板和梁段混凝土重量则通过底模平台、后吊杆及前吊杆再通过吊架，分别传到己成梁段上。这套挂篮设备的缺点是笨重、用钢量大、安装费时，但利用万能杆件是其特点之一，且刚度较大。挂篮的重量系数（挂篮自重承重量），是衡量挂篮技术的主要指标之一，重量系数大，不仅要多用钢材，增加施工难度，而且还直接影响到桥梁截面的设计。桁架式挂篮的重量系数往往达到甚至超过1.0，很不经济。图33 斜拉式挂篮图33 斜拉式挂篮图33是斜拉式挂篮，由型钢加工而成，具有加工简单，组装方便等优点，外模架支承在底模上，可和挂篮一起移动。内模是采用大面积悬吊式钢模和组合钢模结合式结构，走行时在箱梁底板上铺设有轨滑道，用小平车拖拉前进。挂篮通过由槽钢组成的轨道和走行装置移动，走行时无需压重，而且主梁、底模及外模能同步走行，这种形式的挂篮，门架拉杆可采用斜拉钢束。斜拉式挂篮的重量系数为0.30.5左右。图34 弓弦式挂篮图332 弓弦式挂篮（a）挂篮侧面 （b）挂篮正面图34为弓弦式挂篮，由弓弦桁架、前吊杆、后锚杆、提升系统、走行系统和模板等组成。挂篮桁架设计成弓弦式桁架，弧杆（上弦）全为拉杆，腹杆全为压杆。桁架共三片，分设于箱梁肋板位置，弓桁下弦杆由二根槽钢组拼成形断面，与弧杆铰接。弦杆前、后端设有由槽钢组成的空腹工字型承载横梁和后锚梁，以支承挂蓝吊杆和后锚杆。为消除桁架拼装时产生的非弹性变形，对桁架施加了预应力，使弦杆上翅，同时也改善了桁架的受力状况。该挂篮的前吊杆为1225mm的IV级精轧螺纹钢筋，用螺栓连接于桁架前横梁与底模前横梁上，吊杆的作用是将混凝土及模板重量传到桁架上。后锚杆为1025mm的IV级精轧螺纹钢。底模后横梁预留有为调升标高而安装的千斤顶，可通过对后锚杆施以10015OkN的预拉力，使摸板产生预压弹性变形，承受混凝土重量后不漏浆。模板的外模用槽钢及角钢作骨架，采用40mm厚的木质板，外帖2.5mm喷塑钢板，用平头螺栓与骨架连接，接缝处用环氧树脂补平。底模以字型空腹梁为前后梁，并与前吊杆、后锚栓连接，由槽钢组成的纵梁通过吊杆与前后主梁连接。走行系统分为桁架走行系统，底模、外模走行系统和内模走行系统三部分。在三片弓弦桁架下面的箱梁顶面上铺设两根钢轨，钢轨与桁架之间设一船形传力支点，用导链或50kN卷扬机牵引桁架滑行到位。弓弦挂篮是一种结构合理的轻型挂篮，其重量系数在0.4以下。图35是我国最新研制成功的适用于斜拉桥施工的牵索式挂篮，已在松花江大桥和武汉长江二桥等成功地得到应用。图35 牵挂式挂篮牵索式挂篮主要由主桁承重系统、模板系统、牵索系统、锚固系统、调高系统及走行系统共六部分组成。牵索式挂篮的主要特点是：挂篮为上承式结构，底模直接连在承重梁上，增强了挂篮的刚度，扩大了桥梁施工空间，施工荷载大部分由斜拉主索直接传至主塔，混凝土主梁受力小，减少了主梁配筋，降低了工程造价，斜拉桥主梁的一个索距长度可作为一节一次灌筑，加大了施工节段的长度，从而可缩短工期。挂篮承载能力大，自重小，重量系数约为0.3左右。牵索式挂篮与其它形式挂篮最大的不同之处是增加了牵索系统。牵索系统的主要作用是将挂篮前端的垂直荷载直接传到斜拉桥的主塔上，以减少挂篮作用在主梁上的垂直荷载，牵索系统必须妥善解决受力过程中的体系转换，即施工时缆索锚固在挂篮上，施工完成后缆索锚固在斜拉桥的主梁上。武汉长江二桥利用了桥梁每侧有二根主缆索这一特点，施工时将其中的一根缆索牵挂挂篮，施工完成后二根缆索共同承受主梁荷载的办法来实现受力体系的转换。松花江大桥因桥梁每侧只有一根主缆，它的牵索系统由异形接头、牵引杆、吊耳、扁担架、元宝梁及千斤顶等组成。异形接头一端与缆索冷铸锚联接，另一端与牵引杆连接，根据不同阶段的受力需要实现受力体系的转换。菱形桁架式挂篮作为悬臂浇筑的主要设备由主桁架、前上横梁、前、后吊装置、底模架、内外侧模板和走行及锚固装置等组成，如图3-6所示。图36 菱形桁架式挂篮例如图3-6所示的挂兰主桁由两片桁架及连接系和门架组成。两片桁架均使用240栓接成菱形，由连接系和门架将之联成整体，组成该挂篮主要受力结构。前上横梁由240a工字钢组焊而成，连接于主桁前端的节点处，将两片主桁连成整体。前、后钢吊带均由150mmX32mm的16Mn钢板用销子连接而成，设置间距为l00mm的调节孔，用LQ30千斤顶及钢扁担和垫梁调节所需长度。底模架由六根纵梁和前后横梁组成，纵梁为桁架式结构，桁高12m，桁架长543m；前后横梁由240组焊而成。箱梁外侧模板采用5mm钢板和钢框组焊而成。两外侧模各支承在两个走行梁上，走行梁通过吊杆悬吊在前上横梁和巳浇注好的箱梁翼板上。走行梁用230a组焊而成。内模由内模桁架、竖带、纵带及组合钢模板组成，内模桁架吊在两根内模走行梁上，走行梁吊在前上横梁和已浇梁段的顶板上，内模脱模后可沿走行梁前行。走行梁亦是采用230a组焊而成。走行系统由轨道、钢(木)枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道与竖向预应力筋锚定。挂篮设前后支座各两个，前支座支承在轨道顶面，下垫聚四氟乙烯滑板，可沿轨道滑行。后支座以反扣轮的形式沿轨道下缘滑动，不需要加设平衡重。挂兰前移时，使用手动葫芦牵引前支座，带动整个挂兰向前移动。挂兰在灌注混凝土时，后端利用12根直径32精轧螺纹粗钢筋锚固在已成梁段上，轨道锚固在已成梁段的竖向预应力钢筋上，利用千斤顶将后支座钩板脱离轨道，然后锚固。菱形挂兰自重轻，挂兰重与混凝土块重的比值可到0.3；菱形挂兰受力明确，结构简洁，因设计吊点均位于梁面以上空中，给施工人员提供操作空间大，方便施工。3. 挂篮设计挂篮是悬臂施工方法中的专用装备，它除了要承受梁段自重和施工荷载外，还要求自重轻、变形小、稳定性好，装、拆、移动灵活和施工速度快等。因此，选择何种形式的挂篮就显得十分重要，外形简单、受力明确、重量轻常是选择的依据。挂篮的设计首先要决定箱梁的分段长度。节段大、分段少，施工速度快，但每次浇筑混凝土数量多，要求挂篮的承载力大，节段短，则一切相反。因此要权衡利弊综合考虑。我国一般采用节段长度为25m，最长达8m。挂篮的横断面布置，取决于桥梁的宽度和箱梁的横断面形式，当梁宽在10m以内时，全断面用一个挂篮即可，当梁宽在15m以上而横断面又为双箱梁时，用两个挂篮分别浇筑两个单箱可能较为灵活。挂篮设计荷载有：模板重量；震捣器重量及振捣力（约为震捣器自重的4倍），施工人员、千斤顶及油泵重量；最大节段混凝土重量、挂篮自重及平衡重等。挂篮一般按钢结构计算方法计算，因它为可移动支架且属高空作业，在设计上要有足够的安全度，抗倾覆安全系数不宜小于2。挂篮计算内容应包括挂篮各杆件及锚杆的内力计算和截面设计、挂篮的变形和倾覆稳定计算。计算应按两个挂篮连成一体时、空载走行时、灌筑梁段时等几种情况分别进行。图37a为两挂篮连成一体时的计算图式，图中为拟灌筑梁段重量，P1、P2、P3为挂篮自重及施工设备等的重量，由此可求得、上、下及各杆件的内力。图37 挂篮计算图式（a）一体时 （b）空载走行时图37b为挂篮空载走行时，绕点作倾覆稳定计算图式，要求抗倾覆稳定系数不小于2.0，并由此确定所需要的平衡重量。图38为灌筑梁段时，后锚及纵梁后端已锚固在已成梁段上，挂篮的计算荷载应包括梁段重、机具设备、施工人员等全部重量，依此确定锚杆及挂篮各杆件的内力。挂篮的变形主要计算挂篮在最大荷载作用下挂篮前端的挠度值（包括弹性与非弹性变形），挂篮设计时应预留下沉量，以抵消可能有的挠度值。挂篮吊架在灌筑梁段中所产生变形的调整，可采用调整前吊杆高度的（吊杆两侧设干斤顶起顶）办法，也可采用预压重调整办法（随梁段混凝土灌筑释放压重），也可通过装在后锚梁处的千斤顶起顶，使挂篮前端上抬等，以免新老混凝土的连接处产生裂缝。高速铁路对挂篮的要求比较严格，挂篮的设计除应符合强度、刚度及稳定性要求外，尚应满足下列要求：图38 挂篮灌筑梁段时计算图式悬臂吊架应有向前走行（滑移）设备。施工挂篮行走时，其抗倾覆稳定系数不小于2。挂篮总重量的变化，不应超过设计重量的10。浇筑悬臂梁段时，可将后端临时锚固在已浇筑的梁段上。支承平台后端横梁，可锚固于已浇筑梁段底板上。挂篮吊架在浇筑梁段中所产生变形的调整，可采用调整前吊杆高度办法，也可采用预压配重调整办法。4. 0#块施工托架及墩顶临时锚固措施悬臂施工时，其在桥墩正上方的的一个节段（即墩顶梁块），习称0块，其钢筋构造复杂，力筋管道也较多，施工较困难；0块又是安装挂篮的基地，一般和其左右相邻的两节段（l和1块）同时浇筑以扩大地盘，1与1与0块同时施工时须设托架；0块也是传递接点弯矩（悬臂两端不平衡力矩）至桥墩的区域，应与桥墩刚接。对于刚架桥因其梁和墩都是刚接，不需作任何处理，对于连续梁或其他梁墩分离的桥型则需将梁和墩临时刚接。图39 0块支架（1）0块施工托架悬臂施工法中桥墩顶部的梁体块件因混凝土体积大，一般都要就地灌筑，同时为了拼装挂篮，往往对悬臂根部节段也与墩上0号块一同就地灌筑，为支撑这部分重量，就需要在桥墩两侧搭设临时支承托架。当桥墩较低时，支架可支承在桥墩承台或地基上（图39），桥墩较高时，则可利用桥墩锚设托架（图310）。图310 0块托架托架的作用一是保证墩上两侧悬臂的平衡，二是作为灌筑墩顶梁段的支承平台。在计算托架时必须考虑对悬臂产生不平衡力矩的因素。作用在梁体和挂篮上的顺桥向风力，风压按8MPa计算；灌筑时两端悬臂上的不平衡震动力，可按每台附着式震动器9kN计；两悬臂端灌筑混凝土的数量差异，一般可按12m3考虑；走行在两端悬臂上的吊篮相互不等距离所引起的作用力，不与、两项组合。除考虑以上力外，采用托架浇筑梁段时要考虑由于托架弹性、杆件连接缝隙、地基沉降、模板变形等因素，防止灌筑梁段时因托架下沉而混凝土出现裂缝。为此应提高托架的刚度、拧紧各节点螺栓减小托架上部结构变形、对托架进行预压、梁段采取分段灌筑预留变形缝等措施，或托架预先挂水箱边灌筑混凝土边放水。（2）支座临时锁定当桥墩与梁的联接形式是绞接支座时，支座不能承受施工中产生的不平衡力矩。故需要采用临时措施以保证悬臂的平衡，一般采用以下三种方法：第一种方法是将梁与墩用预应力筋临时固结，拼装完毕后切断。第二种方法是梁段与桥墩两侧的托架联结固定。第三种方法是在桥墩的一侧或两侧设置临时支墩。图311 用千斤顶临时锁定支座图311所示为在悬臂托架上梁支座两侧各安放两个千斤顶，用以平衡施工产生的不平衡力矩。图示每千斤顶的最大支承力为52.5t，施工采用200t千斤顶。顶上装油压表，用以测定施工中两不平衡情况。图312 用砼墩临时锁定支座用在墩顶边沿设临时钢筋混凝土支墩锁定桥梁的情况见图312。临时支座一般用400号混凝土。为便于拆除，临时支座上下用硫磺砂浆或油毡纸等作隔离层。拆除时用喷灯烧化硫磺砂浆。也可用静态爆破等其他方法。5. 混凝土的灌筑采用挂篮悬臂法灌筑混凝土时，挂篮组拼后，应作载重试验，以测定挂篮前端各部件的变形量，同时消除其永久变形。施工时应对每一梁段前端分别在灌筑前后和张拉前后按设计提供的挠度值进行测定，以控制设计预拱度，同时应进行桥梁中轴线的测定（中线偏差不得大于5mm），混凝土的配合比、灌筑顺序及震捣方法，应严格按施工工艺操作，梁段灌筑应自悬臂端向后分层铺灌震捣。挂篮在梁段灌筑时的弹性变形，应分次进行调整，每次调整值为46mm并不得超过实际下挠量。在合拢段施工过程中，由于昼夜温差影响，现浇混凝土的早期收缩、水化热影响，已完成梁段混凝土的收缩、徐变影响，结构体系的转换及施工荷载等因素影响，因此，需采取必要措施，以保证合拢段的质量： 1合拢段长度选择。合拢段长度在满足施工操作要求的前提下，应尽量缩短，一般采用1520m。 2合拢温度选择。一般宜在低温合拢，遇夏季应在晚上合拢，并用草袋等覆盖，并加强接头混凝土养护，使混凝土早期结硬过程中处于升温受压状态。 3合拢段混凝土选择。混凝土中宜加入减水剂、早强剂，以便及早达到设计要求强度，及时张拉预应力束筋，防止合拢段混凝土出现裂缝。 4合拢段采用临时锁定措施，采用劲性型钢或预制的混凝土柱安装在合拢段上下部作支撑，然后张拉部分预应力束筋，待合拢段混凝土达到要求强度后，张拉其余预应力束筋，最后再拆除临时锁定装置。 为方便施工，也可将劲性骨架作预应力束筋的预留管道打人合拢混凝土内，将劲性钢管安装在截面顶板和底板管道位置，钢管长度可用螺纹套管调节，两端支承在梁段混凝土端面上，并在部分管道内张拉预应力筋，待合拢段混凝土达强度要求后，再张拉其余预应力束筋。也可在合拢段配置加强钢筋或劲性管架。 5为保证合拢段施工时混凝土始终处于稳定状态，在浇筑之前各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重(或称压重)，加配重要依桥轴线对称加载，按浇筑重量分级卸载。如采用多跨一次合拢的施工方案，也应先在边跨合拢，同时需经大量计算，进行工艺设计和设备系统的优化组合。悬臂灌筑施工的周期一般为610d，依节段混凝土的数量和结构复杂程度而定。在悬臂施工中如何提高混凝土的早期强度，对缩短施工周期关系极大，一般可采用由快凝水泥配制的强度为C30C60的混凝土，在自然条件下灌筑3036h后，混凝土强度可达到设计强度的70左右。悬臂施工法的主要缺点是梁体不能与墩台平衡施工，梁段砼的加载龄期短，对砼收缩、徐变影响较大。6. 悬臂施工的桥面标高控制悬臂浇筑施工控制是桥梁施工中的一个难点，控制不好，两端悬臂浇注至合拢时，梁底高程误差会大大超出允许范围(公路桥梁挠度允许误差为20mm，轴线允许偏位10mm)，既对结构受力不利，且因梁底曲线产生转折点而影响美观，形成永久性缺陷。国内一些单位对悬臂施工采用计算机程序逐段控制已在大跨径桥梁施工中应用并取得令人满意的结果，达到国际水平。 悬臂浇筑大跨径桥梁施工过程中，由于有许多因素的影响，施工中的实际结构状态将偏离预定的目标，这种偏差严重的将影响结构的使用。为了使悬臂浇筑状态尽可能达到预定的目标，必须在施工过程中逐段进行跟踪控制和调整。采用计算机程序控制，可提高控制速度和精度。 应用计算机程序进行跟踪控制的步骤为： 1将施工中实际结构状态信息如量测的标高、钢束张拉力、温度变化、截面应力，以及设计参数的实测值，如混凝土、钢材的容重和弹性模量，构件几何尺寸，施工荷载，混凝土的徐变系数等输入计算机程序。 2通过对各种量测信息的综合处理，得到结构的误差。 3对成果进行判断，决定是否要采取有效措施来纠正已偏离目标的结构状态。纠正措施可采用调整浇筑梁段的标高，改变预应力束的张拉次序，改变张拉力等办法。通过上述每个节段反复循环的跟踪控制调整办法，使结构与预定目标始终控制在很小误差范围内，最后合拢时，可达到理想目标。悬臂梁段在浇筑前后和预应力张拉前后应按设计要求进行严格的梁体线型控制，控制标准应符合暂规的规定：桥梁轴线偏位：10mm；桥梁顶面高程：10mm。7. 悬臂灌筑法施工实例：泰和赣江特大桥主桥箱型连续梁悬臂灌筑法施工（1）概况泰和赣江特大桥全长1900.2m，该桥的主桥为一联6孔预应力混凝土连续箱梁，6孔预应力混凝土连续箱梁全长417.2m(京台至墩)，其跨度为4848048，梁为单箱单室，截面底宽5.2，顶板宽10.0，端支点及跨中处梁高3.5，中支点处梁高6.3，设横隔板11处。采用三向预应力体系：纵向、横向预应力筋用钢绞线，竖向预应力筋用级25精轧螺纹钢筋。预应力筋管道均用波纹管成孔。纵向用锚具，横向用（扁锚是铁路桥施工首次采用），竖向用轧丝锚具。全梁分113节梁段施工，一般梁段长4m和3m，段长6m，直线段（仅在全梁两头）长7.6，合拢段长2m。连续箱梁施工采用先构后连续的方案，即先按构悬臂灌筑，最后合拢成为连续梁。（2）悬灌法施工安装永久支座永久支座采用TPZ-1型盆式橡胶支座，每一支点设两2个，中支点用25000kN级，端支点用6000kN级。3墩用固定支座，其余各墩均为活动支座。各支点的2个活动支座中，一为纵向型设于上游侧，一为多向型设于下游侧。安装支座前，在支承垫石上准确定出固定锚栓位置，精确找平垫石顶面标高，误差不大于2mm，用环氧树脂砂浆固定锚栓，然后吊装支座，上紧螺栓，锁定上、下摆。为了承受悬臂施工中构梁重量及不平衡弯矩，在支承垫石两侧对称设置个临时支座，其长为85.0cm，宽80.0cm，高89.4cm，用C38级普通混凝土和硫磺混凝土分层间隔灌筑，其中硫磺混凝土（埋设电阻丝）层，普通混凝土层。此外，还在支座顺桥向外侧各设置一排16根长3.5m的32螺纹钢筋，上下端分别锚固于墩台横帽和梁体内。架设膺架施工方案确定、梁段均在墩顶和两侧膺架上立模一次灌筑成型。为此，在桥墩两侧承台上搭设膺架，方法是：用六五式军用墩器材组成军用墩并与墩身预埋件联结牢靠，军用墩顶设层由45号工字钢组成的分配梁，上层分配梁的一端直接支承在墩顶。梁段施工梁段长，、梁段各长，这节梁段在膺架上一次灌筑成型。施工程序：安设、梁段底模板吊装、梁段外侧板和钢筋（钢筋中已安装好竖向预应力筋和管道）安设内模板绑扎顶板钢筋安装纵、横向预应力管道搭设混凝土施工平台灌筑混凝土拆模穿钢绞线束张拉压浆。混凝土灌筑量为234。这三节梁段均为三向预应力，管道纵、横、竖交错，构造钢筋分布密集，梁截面尺寸变化大，施工中须谨慎对待。梁段外侧模加工成整体块的形式，并在其外侧附设桁架，以承受翼缘施工荷载，并能使外模稳定地立于膺架平台上，内模则采用钢模拼装；1#、1#梁段内、外侧模可以利用10梁段施工的内、外侧模，其中模架支承在特制的“板凳”上。混凝土捣固采用附着式震捣器，将其安装在外模上。10、10梁段施工这几节梁段长度分、两种，高度由5.614m过渡到3.500m，混凝土量最大的一节为47.6m3。这几段均采用菱形挂篮施工，挂篮悬挂在已经张拉锚固并与墩身连成整体形成构的梁段上。将挂篮对称地安装在、梁段位置上，在挂篮上完成这两节梁段的立模直至张拉预应力的压浆等全部作业，然后将挂篮整体滑移到、梁段位置进行作业，如此一节一节地做下去，直至完成10、10梁段。每节梁段的施工周期平均天。直线梁段施工在连续梁的两端头（京台和墩）各有一节直线梁段，梁高33.5m，长7.6m，灌筑混凝土89.5m3，均在膺架上一次灌成型。施工程序是：搭设膺架搭设模板支立平台支立模板绑扎钢筋安装预应力管道搭设混凝土支立平台灌筑混凝土养生拆模。京端直线段支架立于基岩顶面，系用个混凝土立柱，其上设纵横分配梁；墩直线段支架用军用墩杆件搭设，共设12根立柱。上设纵横分配梁。外侧模用梁段外模改装而成，也是整体大块形式，重约，两直线段共用一套。底模用木模。内模为组合钢模，在地面上拼装好整体吊装就位。合拢梁段施工这是连续梁施工的最后阶段。整个连续梁共节合拢梁段，从两端向中间分三段施工，第一步施工、合拢段，第二步施工、合拢段，第三步施工、合拢段。每节合拢段完成立模、灌筑混凝土、拆除相应桥墩上的临时支座、张拉预应力束、压浆这一系列作业后，再进行另节合拢段施工。图313 合拢段施工步骤合拢利用挂篮模板在膺架上施工，合拢段利用挂篮模板，底模一端支在直线梁段的膺架上，另一端悬吊在相邻的梁段箱梁底板上，内外模用滑移梁悬吊在顶板上；合拢段用构京侧挂篮 、合拢段用构九龙侧挂篮安装模板；、合拢段用构两端的挂篮安装板。合拢段都使用微膨胀混凝土，膨胀剂掺量通过试验确定。除、两合拢段外，其余各合拢段在灌筑混凝土过程中均须加平衡重。平衡重采用水箱加压法，在灌筑混凝土的同时向水箱内注水。各合拢段预应力束张拉的顺序是：先顶板后底板，先短束后长束；每次对称地张拉束，顶板、底板交错进行，直到全部张拉完成；每一合拢段张拉完成后再压浆。梁的体系转换墩上的10梁段施工完毕后，梁体通过临时支座与墩固结在一起形成个型刚构体系，合拢段施工完毕后，全桥则转换成五次超静定结构。转换是在合拢段纵向连续预应力束张拉、压浆完成后实现的，这时临时支座的反力转移具体的转换顺序是：、合拢段完成，将、墩永久支座锁定、临时支座拆除后，两边跨各形成静定结构；、合拢完成，解除、墩永久支座的锁定，拆除、临时支座，锁定、墩永久支座、张拉钢束、压浆结束后，一跨和二跨及五跨和六跨分别由两个静定结构转为两个超静定结构；、合拢段完成，解除、墩永久支座的锁定，拆除墩临时支座，钢束张拉、压浆完毕后，全梁即形成一个五次超静定结构。（）施工线型控制箱梁合拢时要求两悬臂端高程误差小于，施工前编制了“预应力箱形连续梁悬臂灌筑施工技术”软件程序，对照施工现场的测试数据，由计算机计算出挠度增量（将以后的变化量反向做抛高），研究分析并确定立模标高。由于该桥各梁段始终在电子计算机监控下施工，因此，保证了各梁段和合拢段施工的顺利进行。三、悬臂拼装悬臂拼装法施工是在工厂或桥位附近将梁体沿轴线划分成适当长度的块件进行预制，然后运至架设地点，用活动吊机等起吊后向墩柱两侧对称均衡地拼装就位，张拉预应力筋。重复这些工序直至拼装完全部块件为止。悬臂拼装法与悬臂灌筑法相比较，有如下特点：（1）节段预制可与墩台施工同步进行，拼装时仅有节段吊装、穿束张拉等工序，一个节段施工11.5d，较悬臂