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

王龙五

中铁四局集团第四工程有限公司安徽合肥230041

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.