講義橋梁上部結構懸臂施工技術一、懸臂拼裝施工(一)概述懸臂拼裝施工包括塊件的預制、運輸、拼裝及合龍。它與懸澆施工具有相同的優點，不同之處在于懸拼以吊機將預制好的梁段逐段拼裝。此外還具備以下優點：1.梁體的預制可與橋梁下部構造施工同時進行，平行作業縮短了建橋周期。2.預制梁的混凝土齡期比懸澆法的長，從而減少了懸拼成梁后混凝土的收縮和徐變。3.預制場或工廠化的梁段預制生產利于整體施工的質量控制。（二）懸拼施工方法1.梁段預制方法分長線法及短線法。2.長線法，組成梁體的所有梁段均在固定臺座上的活動模板內澆筑且相鄰段的拼合面應相互貼合澆筑，縫面澆筑前涂抹隔離劑，以利脫模。優點是由于臺座固定可靠，成橋后梁體線性較好，缺點是占地較大，地基要求堅實，混凝土的澆筑和養護移動分散。長線法施工工序：預制場、存梁區布置→梁段澆筑臺座準備→梁段澆筑T梁段吊運存放、修整→梁段外運→梁段吊拼。3.短線法，梁段在固定臺座能縱移的模內澆筑。待澆梁段一端設固定模架，另一端為已澆梁段（配筑梁段），澆畢達到強度后運出原配筑梁段，達到強度要求梁段為下一待澆梁段配筑，如此周而復始，臺座僅需3個梁段長。優點是場地較小，澆筑模板及設備基本不需要移機，可調的底、側模便于平豎曲線梁段的預制；缺點是精度要求高，施工要求嚴，施工周期相對較長。（三）梁段的拼接施工1.

0號塊：為了確保連續梁分段懸拼施工的平衡和穩定，常與懸澆方法相同，將構件支座臨時固結，必要時在墩兩側加設臨時支架以滿足懸拼的施工需要。2.1號塊：1號塊是緊鄰0號塊兩側的第一箱梁節段，也是懸拼構件的基準梁段，是全跨安裝質量的關鍵，一般采用濕接縫連接。濕接縫拼裝梁段施工程序包括：吊機就位→提升、起吊1號梁段→安設鐵皮管→中線測量→丈量濕接縫的寬度→調整鐵皮管→高程測量→檢査中線→固定1號梁段→安裝濕接縫的模板→澆筑濕接縫混凝土→濕接縫養護、拆模→張拉預應力筋→下一梁段拼裝。3.其他梁段拼裝：釆用膠接縫拼裝，拼裝施工程序包括：吊機就位→起吊梁段→初步定位試拼→檢查并處理管道接頭→移開梁段→穿臨時預應力筋入孔→接縫面上涂膠接材料→正式定位、貼緊梁段-張拉臨時預應力筋→放松起吊索→穿永久預應力筋→張拉預應力筋后移掛籃→下一梁段拼裝。（四）預制梁塊懸臂拼裝時應注意的要點1.

梁段的存放場地應平整，承載力應滿足要求，支墊位置應與吊點一致。2.節段預制前，應在預制場地建立精密測量的平面控制網和高程控制網，并設置測量控制點、測量塔及靶標。測量控制點應設在遠離熱源和震動源的位置，且應具有良好的通視條件，必要時應設置備用的測量控制點。3.

預制塊件的懸臂拼裝可依據設備和現場條件選用。若方便在陸地上或在便橋上施工時，可采用自行式吊車、門式吊車進行拼裝；對于水中橋跨，可采用水上浮吊進行安裝；對于高墩身的橋跨，可利用各種吊機進行高空懸拼施工。4.橋墩頂梁段及橋墩頂附近梁段施工時，可采用托架或膺架為支架就地澆筑混凝±o托架或膺架應經過設計，計算其彈性及非彈性變形。5.應保證拼裝的第一個梁塊（基準塊）的預制精度，安裝時應對縱、橫軸線、高程進行精確定位測量，為以后的拼裝創造條件。6.采用懸臂拼裝法修建預應力懸臂梁橋時，應先將梁、墩臨時錨固或在墩頂兩側設立臨時支承，待全部塊件安裝完畢后，再撤除臨時錨固或支承。7.節段拼裝施工前，應對預制節段的匹配面進行必要的處理，并應確定接縫施工的方法和工藝。在懸臂拼裝施工過程中，應跟蹤監測各節段梁體的撓度變化情況，控制其中軸線及高程；當實測梁體線形與設計值有偏差時，應及時進行調整。8.施工前應按施工荷載對起吊設備進行強度、剛度和穩定性驗算，其安全系數應不小于2.0,節段起吊安裝前，應對起吊設備進行全面安全技術檢查，并應分別進行1.25倍設計荷載的靜荷和1.1倍設計荷載的動荷起吊試驗，經檢查及起吊試驗符合要求后方可正式進行節段的起吊拼裝。9.節段懸臂拼裝時，橋墩兩側的節段應對稱起吊，且應保證橋墩兩側平衡受力，最大不平衡力應符合設計規定。10.采用膠接縫拼裝的節段，涂膠前應就位試拼。膠粘劑進場后應進行力學性能及作業性能的抽檢，其各項性能應滿足結構設計與節段拼裝施工的要求。節段的匹配面應平整，對塵土、油脂等污染物及松散混凝土、浮漿應清除干凈，涂膠前的匹配面應進行干燥處理。11.

膠粘劑宜采用機械拌合，且在使用過程中應連續攪拌并保持其均勻性，膠粘劑應涂抹均勻，覆蓋整個匹配面，涂抹厚度不宜超過3mm。對膠接縫施加臨時預應力進行擠壓時，擠壓力宜為0.2MPa,膠粘劑應在梁體的全斷面擠出，且膠接縫的擠壓應在3h以內完成；當施工時間超過明露時間的70%時，在固化之前應清除被擠出的膠結料。膠粘劑在涂抹和擠壓時，應采取措施對預應力孔道的端口處進行防護，防止膠粘劑進入孔道內。12.釆用膠接縫的節段，在拼裝工作結束并經檢查符合要求后，應立即施加預應力對接縫進行擠壓。濕接縫塊件應待混凝土強度達到設計強度等級的80%以上時，才能張拉預應力束。13.體系轉換應按設計順序進行。二、懸臂澆筑施工(一)概述適用于大跨徑的預應力混凝土懸臂梁橋、連續梁橋、T形剛構橋、連續剛構橋。其特點是無須建立落地支架，無須大型起重與運輸機具，主要設備是一對能行走的掛籃。(二)施工準備1.掛籃設計及加工(1)掛籃是懸澆箱梁的主要設備，它是沿著軌道行走的活動腳手架及模板支架。國內外現有的掛籃按結構形式可分為桁架式、三角斜拉帶式、預應力束斜拉式、斜拉自錨式；按行走方式可分為滑移式和滾動式；按平衡方式可分為壓重式和自錨式。對某一具體工程，應根據梁段分段情況，根據對掛籃的重量、要求承受荷載及施工經驗對掛籃進行認真詳細的設計。除必須滿足強度、剛度、穩定性要求外，還要使其行走、錨固方便可靠，重量不大于設計規定。掛籃由主桁架、錨固、平衡系統及吊桿、縱橫梁等部分組成，由工廠或現場根據掛籃設計圖紙精心加工而成。掛籃試拼后，必須進行荷載試驗。(2

)掛籃與懸澆梁段混凝土的重量比不宜大于0.5,且掛籃的總重應控制在設計規定的限重之內。(2)掛籃的最大變形(包括吊帶變形的總和)應不大于20mm。（4）掛籃在澆筑混凝土狀態和行走時的抗傾覆安全系數、自錨固系統的安全系數、斜拉水平限位系統的安全系數及上水平限位的安全系數均不應小于2。（5）掛籃制作加工完成后應進行試拼裝。掛籃在現場組拼后，應全面檢査其安裝質量，并應進行模擬荷載試驗，符合掛籃設計要求后方可正式投入使用。2.0號、1號塊的施工：掛籃是利用已澆筑的箱梁段作為支撐點，通過桁架等主梁系統、底模系統，人為創造一個工作平臺。對于0號、1號塊掛籃沒有支撐點或支撐長度不夠，需采用其他方式澆筑。一般采用扇形托架澆筑。扇形托架可用萬能桿件、貝雷片或其他裝配式桿件組成，托架可支撐在橋墩基礎承臺上或墩身上。托架除須滿足承重強度要求外，還須具有一定的剛度，各連續點應連接緊密，螺栓旋緊，以減少變形，防止梁段下沉和裂縫。3.臨時固結：對于連續箱梁，梁與墩未固結在一起，施工時，兩側懸澆施工難以保持絕對平衡，必須在施工中采取臨時固結措施，使梁具有抗彎能力。臨時固結一般采用在支座兩側臨時加預應力筋，梁和墩頂之間澆筑臨時混凝土墊塊。將梁固結在橋墩上，使梁具有一定的抗彎能力。在條件成熟時，再采用靜態破碎方法，解除固結。（三）懸臂澆筑施工工藝流程懸臂澆筑梁段混凝土分次澆筑施工工藝流程：掛籃前移就位→掛籃靜載試驗→安裝梁段底模及側模→安裝底板及腹板鋼筋→梁段底板混凝土澆筑及養護，安裝內模、頂模及腹板內預應力管道→安裝頂板鋼筋及頂板預應力管道，接縫混凝土處理→澆筑腹板及頂板混凝土→檢查并清潔預應力管道→梁段混凝土養護→拆除端模板→穿預應力鋼筋→張拉預應力鋼筋→管道壓漿→封錨。如梁段混凝土釆用一次整體性澆筑，則應在安裝好底模及側模后，制作完成底板、腹板普通鋼筋和預應力鋼筋，然后安裝內模，制作頂板的普通鋼筋和預應力鋼筋，安裝端模，再澆筑整個梁段混凝土，混凝土養護，預應力鋼筋張拉等。（四）懸臂澆筑施工中應注意的要點1.

主梁各部分的長度應充分考慮主梁的形式、跨徑、墩寬、掛籃的形式以及施工周期來確定。0號段長度—般為5~20m,懸澆分段長度一般為3~5m。2,橋墩頂梁段及橋墩頂附近梁段施工時，可采用托架或膺架為支架就地澆筑混凝±o托架或鷹架應經過設計，計算彈性及非彈性變形。3,在梁段混凝土澆筑前，應對掛籃（托架或膺架）、模板、預應力筋管道、鋼筋、預埋件、混凝土材料、配合比、機械設備、混凝土接縫處理情況進行全面檢査，經確認后方可澆筑。4.懸臂施工過程中，若梁身與墩身采用非剛性連接，為保證結構的穩定性，懸臂梁橋和連續梁橋應實施0號塊梁段與橋墩間臨時固結支承措施；對于剛性連接的T形剛構、連續剛構梁，因結構本身已具有一定的抗彎能力，可根據設計和施工要求在墩旁架設臨時托架等方法進行施工。臨時固結支承可采用如下措施：（1）

將0號塊梁段與橋墩鋼筋或預應力筋臨時固結，待解除固結時再將其切斷。（2）在橋墩一側或兩側設置臨時支承或支墩。（3）順橋向用扇形或門式托架將0號塊梁段臨時支承，待懸澆到至少一端合龍后恢復原狀。（4）臨時支承可用硫磺水泥砂漿塊、砂筒或混凝土塊等卸落設備，以使體系轉換時，較方便地撤除臨時支承。當采用硫磺水泥砂漿塊作臨時支承的卸落設備，并采用高溫熔化撤除支承時，必須在支承塊之間設置隔熱措施，以免損壞支座部件。5.掛籃安裝時應保證安全、穩定、可靠。(1)

掛籃的主縱橫梁的分聯和移動操作應特別精心，以防急劇的塌落和傾覆。(2)澆筑混凝土時，后端應錨固于已完成的梁段上，后錨和移動架可采取保險錨、保險索或保險手拉葫蘆等安全措施。(3)掛籃桁架在已完成的梁段上行走時，應于后端壓重穩定。(4)

掛籃組拼后，應全面檢查安裝質量，并對掛籃進行試壓，以消除結構的非彈性變形。掛籃試壓的最大荷載一般可按最大懸澆梁段重量的1.3倍考慮。掛籃試壓通常采用水箱加壓法、試驗臺加壓法及砂袋法。6.

懸臂澆筑施工應對稱、平衡地進行，兩端懸臂上荷載的實際不平衡偏差不得超過設計規定值；設計未規定時，不宜超過梁段重的1/4。懸臂梁段應全斷面一次澆筑完成，并應從懸臂端開始，向已完成梁段推進分層澆筑。7.懸臂澆筑的施工過程控制宜遵循變形和內力雙控的原則，且宜以變形控制為主。懸澆過程中梁體的中軸線允許偏差應控制在5mm以內，高程允許偏差為土lOmmo8.掛籃前移時，宜在其后方設置控制其滑動的裝置或在滑道上設置止動裝置；前移就位后，應立即將后錨固點鎖定，防止傾覆。9.懸臂澆筑段前端底板和橋面的標高，應根據掛籃前端的垂直變形及預拱度設置，施工過程中要對實際高程進行監測，如與設計值有較大出入時，應會同有關部門查明原因進行調整。10.安裝模板后，應嚴格核準中心位置及標高、校正中線。(1)

組裝模板并校正中線，外模及框架的長度和高度應能適應各節段的變化。內模由側模、頂模和內框架組成，應便于拆模和修改。(2)如上一節段施工后出現中線或高程誤差需要調整時，應在模板安裝時予以調整。(3)模板和前一節段的混凝土面應平整密貼。11.對縱向預應力長鋼束的張拉'；宜通過必要的試驗確定其張拉程序和各項參數，張拉持荷時間宜增加1倍；當鋼束的伸長值不能滿足要求時，可采取補張拉或反復張拉的措施，但張拉應力不得超過設計規定的最大控制應力。橫向預應力釆用一端張拉時，其張拉端宜在梁兩側交錯設置。豎向預應力宜釆取反復張拉的方式進行，反復張拉的次數應以鋼束的伸長值是否達到要求且是否可靠錨固而定。12.掛籃行走前要測定已完成節段梁端標高，并定出箱梁中軸線。當解除掛籃的后錨固后，掛籃沿箱梁中軸線對稱向兩端，每前進50cm作一次同步觀測，防止掛籃轉角、偏位造成掛籃受，扭。13.

懸臂澆筑一般應全斷面一次澆筑成型，如箱梁斷面較大需分次澆筑時，除按相關要求處理好施工縫外，還應釆取措施消除后澆混凝土的重力引起的掛籃變形，避免現澆混凝土開裂。14.箱梁截面混凝土澆筑順序應按設計要求進行，若設計無明確要求，一般應按下列順序進行澆筑：(1)澆筑混凝土時，必須從懸臂端開始，兩個懸臂端應對稱均衡地進行澆筑。(2)澆筑混凝土時，應加強振搗，對于高箱梁混凝土施工，可采用內側模開倉振搗。(3)在澆筑混凝土的同時應注意對預應力管道的保護，澆筑后應及時對管道清孔，以利穿束。15,為提高混凝土早期強度，以加快施工速度，在設計混凝土配合比時，一般加入早強劑或減水劑。混凝土梁段澆筑周期一般為5~7d,為防止混凝土出現過大的收縮、徐變，應在配合比設計時按規范要求控制水泥用量。16.混凝土澆筑完畢后應進行養護，待養護達到設計強度規定或規范規定，并經過孔道檢查、修理管口弧度后，即可進行穿束、張拉、壓漿和封錨等工作。(五)連續梁的合龍、體系轉換和支座反力調整1.合龍施工前應對兩端懸臂梁段的軸線、高程和梁長受溫度影響的偏移值進行觀測，并應根據實際觀測值進行合龍的施工計算，確定準確的合龍溫度、合龍時間及合龍程序。2.合龍順序應按設計要求辦理，設計無要求時，一般先邊跨，后次中跨，再中跨。多跨一次合龍時，必須同時均衡對稱地合龍。合龍時，橋面上設置的所有臨時荷載均應與監控單位和設計單位協商決定。3,對兩端的懸臂梁段釆取施加水平推力的方式調整梁體的應力時，千斤頂的施力應對稱、均衡。4,合龍時，宜采取措施將合龍口兩側的懸臂端予以臨時剛性連接，再澆筑合龍段混凝土。合龍段的混凝土宜在一天中氣溫最低且穩定的時段內澆筑，澆筑后應及時覆蓋灑水養護。5,

合龍時在橋面上設置的全部臨時施工荷載應符合施工控制的要求。對預應力混凝土連續梁，合龍后應在規定的時間內盡快拆除墩梁臨時固結裝置，按設計規定的程序完成體系轉換和支座反力調整。6.體系轉換及支座反力調整，應按設計程序要求施工。(六)施工中易出現的問題及預防措施1.箱梁腹板出現斜向裂縫懸臂現澆混凝土箱梁拆模后張拉預應力索，腹板混凝土出現裂縫。一種是有規律地出現于與底板約呈45。的斜裂縫。另一種為沿預應力索管方向的斜向裂縫，往往是靠近錨頭處裂縫開展較寬，逐漸變窄而至消失。(1)原因分析①出現與底板呈45。斜裂縫的原因極可能是該區域的主拉應力超過了該處的預應力索和普通鋼筋的抗剪力及混凝土的抗拉強度，也有可能是混凝土拆模時間過早，混凝土尚未達到其設計抗拉強度。②出現沿預應力索管方向的裂縫的原因往往是由于預應力索張拉時，索管及其周邊混凝土受到較集中的壓應力，由于柏松效應導致索管及其周邊混凝土受到索管徑向的巨大張力，如保護層混凝土不足以抵抗拉應力，則會在其最薄弱處開裂。(3)混凝土未達到拆模、張拉的齡期或強度。④腹板的非預應力普通鋼筋網，鋼筋間距較大，不能滿足抗裂要求。⑤施工臨時荷載超載或在作用點產生過大的集中應力。(2)預防措施懸臂現澆混凝土箱梁腹板斜向裂縫的出現往往是設計、施工、材料、工藝等綜合因素作用的結果，原因比較復雜。但其中必然有一、兩個原因是主要的。為此，應針對不同的情況，采取相應的對策。設計中應注意：①布置有彎起預應力筋部位，往往能有效地克服主拉應力，因此在無彎起預應力筋部位應特別注意驗算該部位的主拉應力，并布置相應的抗裂鋼筋。②

加密普通鋼筋間距以增強抗裂性。必要時可在易發生斜向裂縫的區段，加設鋼筋網片。③

在預應力束張拉集中的近錨頭區域，增設鋼筋網片，提高抗壓能力和分散集中力。④

施工工況、工藝流程必須與設計相符。如有變更應立即與設計單位聯系，核算無誤后方可施工。⑤混凝土未到齡期或強度，不能拆除模板。為掌握混凝土的實際強度，可在澆筑混凝土時多制作幾組混凝土試塊，在不同齡期進行試驗。2.箱梁拆模后在腹