特大桥连续箱梁挂篮悬臂浇筑施工探讨

2013-11-20叶健强蒋海平

交通运输研究 2013年24期

关键词：合龙挂篮梁体

叶健强，蒋海平

（1.浙江正方交通建设有限公司，浙江金华 321025；2.浙江华恒交通建设监理有限公司，浙江绍兴 312000）

0 引言

近年来随着我国社会经济的繁荣发展，特大桥梁建设逐渐增多，梁挂篮悬桥梁工程中连续箱梁的应用也逐渐朝着大跨度方向发展。

1 施工方法及原理

特大桥的桥墩与梁体是相互铰接的，因此预应力混凝土不能抵抗弯矩，在施工过程中应当设置墩、梁来固结临时支撑，梁体跨中在合龙后方可拆除临时支撑，最终实现体系转化。挂篮悬臂浇筑指的是以挂篮为主要施工设备，在张拉锚固并与墩身连成整体的桥梁上移动，实现逐段浇筑梁体砼，且每段梁体从建模、钢筋绑扎、混凝土浇筑及预应力张拉等工序都在挂篮内完成，在本段施工结束后，挂篮对称向前移动。整个施工过程中，梁体的线形及挂篮吊架等都可实时调节。

2 施工流程

特大桥连续箱挂篮悬臂浇筑的总体施工工序为：0＃段施工→悬臂灌筑一般梁段→边跨边部梁段→边跨合龙→中跨合龙。挂篮悬臂浇筑施工流程为：组装挂篮→箱梁模板→底板、腹板钢筋安装及预应力管道安装→内模及腹板内竖向预应力筋安装→顶板钢筋和预应力管道及钢束安装→混凝土浇筑→预应力管道检查与清理→混凝土养护→模板拆除→穿钢绞线束→张拉纵、横、竖三向预应力钢束（筋）→管道压浆→分段梁体完成、检验。

0＃梁段是在主墩周围直接设置钢托架进行现浇施工，而其他悬浇段均在挂篮上进行对称浇筑砼，待悬挂段与现浇段都完成施工后，边跨部位先合龙，形成两单悬臂梁，最后再中跨合龙，形成三跨连续梁。边跨合龙采用支架现浇合龙，中跨利用其中一套挂篮合龙。

3 施工注意事项

3.1 劳动组织

在施工过程中，应根据实际工程量及施工季节变化等，合理安排调整施工人员的人数，并做好对新进场施工人员的培训工作，尤其是在春节或农忙季过后，对返场人员进行安全教育及技术培训。

3.2 设备材料保障

在施工过程中应加强对机械设备的维修和养护的力度，并对机械设备进行定期检查、记录。首先，在机械设备使用前，开展全面检查，严谨使用存在存在安全隐患的机械设备。其次，采购施工材料前，应充分了解供应商的供货质量、信誉度、供货能力，并选择持续供货能力强的供应商作为工程采购供应商。最后，对入场的各种材料的质量做好跟踪记录，保存材料相关各种证明、合格证、验收单据等，确保资料的完整性与可追溯性。如表1中悬臂浇筑施工机具设备配置所示，在桥梁正式施工前，确定机械设备的种类与数量，便于开展后续施工。

表1 悬臂浇筑施工机具设备配置表

3.3 0＃梁段施工

0＃梁浇筑前，应确保正式支座与临时支墩均以就位，并用活动支座对此锁定，方可开始浇筑。正式支座需要注意：在梁体开始施工前，应详尽了解设计图纸，找准固定支座、横向支座、纵向支座、多向支座等位置，确保支座四角的高度差的准确度。临时支座需要注意：由于此类工程的桥墩及梁采取支座连接方式，因此在正式支座不能承受施工过程中产生的不平衡力矩时，应考虑搭设临时支墩，便于平衡施工过程中的不平衡力矩。如果桥梁的横向宽度不足，其墩顶便不具备设置临时支墩的条件，因此考虑在墩身外设置钢管混凝土结构进行支撑，待全桥合龙后方可猜出临时支座。

在0＃梁段梁体施工现场，应结合现场实际施工情况，采用钢托架进行0＃梁体的施工、经过对设计及受力情况的准确计算，采用合理的钢托架，如三角托架等。钢托架顶部的主梁应采取工字钢贯穿焊接在整个临时支墩钢管混凝土柱上，并在桥墩身处预留埋件并焊接牢固。0＃块梁段的模板、钢筋、砼等施工应采用常规的施工方法，在安装好的钢托架上依次展开模板、钢筋以及砼浇筑等工序的施工。

3.4 中间节段梁体挂篮悬浇施工

3.4.1 挂篮选择、构造

常用的挂篮形式有三角挂篮和菱形挂篮两种，应根据桥梁工程的实际情况予以选择。正式加工及使用前应对挂篮的结构受力情况进行分析、计算，确保工程施工过程中挂篮结构的安全、可靠。

3.4.2 挂篮的加工要求

以三角挂篮为例，三角桁片是由主梁、立柱、斜拉带及后锚几部分构成。主梁是挂篮的主要承重构件，挂篮两根主梁间应增设横梁以减少侧向变形的发生，且增加挂篮的整体稳定性，另外主梁、力主及斜拉带均应为铰联接。立柱横联应采取型钢焊接的方式，形成刚性桁架，立柱、斜拉带及主梁等部分构成三角桁架，共同承受主桁前后横梁传给的外荷载。斜拉带应防止局部应力集中的发生。后锚包括后锚梁、主梁后锚面及后锚镫筋等部分，上端通过后锚梁锚于主桁架后横梁上，下端通过后锚镫筋锚于箱梁腹板上，挂篮后锚镫筋设置形式和数量需根据工程实际情况并通过受力计算确定。

3.4.3 挂篮的拼装

运用平板车将挂篮运送到施工墩位处，待0＃梁段施工完毕、张拉预应力索并拆钢托架后方可进行挂篮拼装工作，具体拼装顺序如下：测量放线→铺设枕木、钢枕行走系统→三角架及联结系统→后锚固系统→上前横梁及吊挂系统→后吊挂系统→安装底模→外侧模→内顶模支架及模板→张拉平台。

3.4.4 预压挂篮

挂篮拼装完成后，应对挂篮进行预压，以实现对挂篮强度及稳定性检测，并测量挂篮的非弹性变形值及弹性变形值。压重的数量依照悬臂施工中最重的来计算，然后按照施工荷载与施工的安全系数计算。压重的材料尽量选用碎石屑，并将碎石屑用大包装袋，便于吊装与运输。压重的先后顺序应按照混凝土的浇筑顺序进行：先浇筑混凝土的部位先压重，后浇筑混凝土的部位后压重。当荷载压至设计荷载的50%、75%、100%都要对观测点进行沉降观测；当压至总重量的110%时停止压重并持荷2d。在这期间对支架、底模、支架等处的观测点进行连续观测，作好详细记录。

3.4.5 混凝土浇筑

悬臂施工的2个对称节段对称平衡，其差值应当控制在4m3内，并依照先底板、后腹板、再顶板的顺序分段逐层灌注，分层厚度宜为30cm，上下层间浇筑间隔时间应小于初凝时间，混凝土的自由高度不得超过2m。

混凝土振捣以插入式振捣器为主。振捣时需要防止漏振、同时也要尽量避免过振。通常桥梁混凝土采用聚羧酸系外加剂，振动时间以40～50s为宜，以便充分排出混凝土内部气体。浇筑梁体时，要随时观测桥墩偏移量，如偏移量过大时，需压重调整。悬臂最大时必须严格控制外加荷载与偏载。混凝土浇筑过程中，根据挂篮弹性变形情况，分次顶升调整，每次调整值为4～6mm。

3.4.6 挂篮的移动

待一段桥梁浇筑完毕且砼强度达到设计强度的90%以上，便可按照设计要求对纵向索展开张拉，在压浆完成后，方可移动挂篮，准备投入下一段桥梁砼的浇筑。

3.5 边跨边块现浇段施工

边跨边块现浇段采用支架法施工，首先对地面场地进行平整、压实，并用混凝土硬化地面，其次，用常规支架施工工艺开展加载预压，消除支架在荷载作用下出现非弹性变形的可能，并测量支架的弹性变形度，确保桥梁合龙的准确度。

3.6 合龙段施工及体系转换

合龙是悬臂灌注施工体系转换的重要环节之一。全部采取挂篮浇筑方式的合龙施工需要确保受力状态满足设计要求及保持梁线形，并有效控制合龙段的施工误差。合龙施工开始前调整中线及高程。为克服混凝土浇筑后，由于热胀冷缩形成的开裂，浇筑前需用型钢先行焊接合龙段，强制合龙，同时确保强拉力大于梁支座摩擦力。浇筑混凝土宜在凌晨4～8时进行，以便混凝土在热胀冷缩的作用下，基本处于受压状态。此外还需将两悬臂端间距离根据设计合龙温度，并按设计图纸设置好临时刚结，进行约束锁定。混凝土浇筑完成后，预应力张拉之前将合龙一侧的临时固定支座释放。

合龙梁段施工工艺流程为：安装底模、侧模板，测量底模标高→绑扎底板钢筋，安装底板波纹管→安装底模支撑→绑扎腹扳钢筋，安装腹板波纹管、预埋件→安装顶板支撑、内模→绑扎顶板钢筋，安装顶板波纹管、预埋件→张拉顶板及底板临时钢绞线束→灌注砼。

施工工序为：先合龙边跨，后合龙中跨。在现浇段支架上先完成边跨合龙段的施工任务，张拉设计预应力，然后拆除支架和临时支座，将临时支座反力转移到永久支座上。双悬臂梁变成单悬臂梁，完成由双悬臂梁向单悬臂梁的第一次体系转换。中跨合龙利用一个挂篮来进行，移挂篮到中跨合龙段，在挂篮上完成中跨合龙段的施工，实现由两单悬臂梁向三跨连续梁的第二次体系转换。合龙后按设计张拉钢绞线完成体系转换。