跨河连续箱梁挂篮悬浇施工经验总结

吴立福，张国华

（1.山东水利工程总公司，山东 济南 250014；2.青岛市水利局，山东 青岛 266071）

挂篮悬浇即利用桥梁本身的块体作为借力体，施工梁端设置悬浇挂篮作为梁体结构施工的临时支架，使桥梁结构体延伸施工的施工模板结构。施工时通过悬吊设施，分节段挂模、绑扎钢筋、安装波纹管、浇筑混凝土、穿钢绞线、张拉压浆，逐节段施工，直至完成全部挂篮施工节段。该方法常用于跨越不能断航的河流、繁忙的公路和铁路、无法搭支架的深谷中。

山东省济宁市运河村生产桥、东马垓生产桥、西马垓生产桥是横跨南水北调东线梁济运河、连接河道两岸生产道路的重要桥梁工程。由于工程跨度大（主跨45 m+80 m+45 m）、河道通航等特殊要求，在桥梁建设过程中采用挂篮悬浇法进行施工。在施工过程中，对0#块支架的型式、支架预压配重、挂篮型式选择、合龙段施工时段、合龙段平衡重、钢绞线张拉以及挂篮施工标高控制等关键施工工艺进行了比较和选择，取得了一定的经验和教训。

1 挂篮施工条件

挂篮施工必须具备以下3个条件：一是必须牢固地安装在不动摇的有足够强度和刚度的结构物上。施工过程中一般固定在已形成强度的前一节段。二是挂篮本身必须具备足够的强度和刚度，承受现浇箱梁节段不变形，下挠度控制在3 cm以内。三是挂篮必须安装拆卸方便，便于行走，达到逐节段施工，逐节段前进的目的。

2 施工关键工艺比选

2.1 0#块支架型式

在工程施工过程中，支架型式方案选择起初偏于保守。第一座桥梁的0#块支架借鉴附近公路相似工程，采用18根D630螺旋钢管支撑在承台上，上接工字钢形成工作平台。施工中发现，螺旋钢管虽然足够安全，但是结构笨重，加工安装繁琐，原材料及人工费用巨大。第二座桥梁0#块支架施工前，通过查阅有关资料，进行结构计算，改进了支架型式，即采用槽钢焊接成三角托架，与预埋在墩柱上的钢板连接形成工作平台。事实证明，改进的支架型式牢固可靠，结构简单，方便施工，大大降低了施工成本。

2.2 支架预压配重

梁济运河桥梁工程梁体结构断面小，预压荷载也小。工程施工开始基于节约成本的考虑，采用专用预压砂袋作为预压配重。但在施工过程中发现，虽然总体预压荷载小，但是砂的比重比混凝土小很多，箱梁的结构断面不满足砂袋的存放空间，砂袋摆铺5层才能达到预压荷载，而且砂袋填满后表面光滑，在高空狭小的工作面上难以固定，且砂袋容易风化破损，形成安全隐患。

为此，项目调整预压方案，采用预制混凝土块作为预压配重，重新预压。混凝土块预压具有制作简易、吊装方便、占用空间小、可循环利用等优点。另外，若工作面空间允许，在计明重量的条件下，也可以使用成捆的钢筋作为预压配重。

2.3 挂篮型式选择

第一座桥梁选用了菱形挂篮。菱形挂篮具有如下特点：一是外形美观，结构简单，杆件受力明确，计算简便；二是作业面开阔，便于构造钢筋分片吊装，混凝土料斗可直接从两片桁架中间进入工作面；三是利用桁梁前后支座，使桁架在轨道上走行，操作方便，移动灵活、平稳；四是挂篮刚度大，变形小。但是一次性制作4个挂篮，且只能用于固定尺寸的箱梁，施工成本较大。

第二座桥梁选用贝雷片组合挂篮。贝雷片组合挂篮主要由桁架片、桁架连接销、支撑架、桁架螺栓4种构件组成。每片贝雷桁架片主要受力构件由桁架、支撑架连接而成，支撑架用8#工字钢。整个桁架片由贝雷桁架片通过端部连接销拼装而成。贝雷片挂篮成本小，并且施工方便。但是在预压过程中挠度太大，立模标高难以控制。且贝雷片组合挂篮可用空间小，特别是混凝土采用吊装入仓，挂篮上方的横梁极大地妨碍料斗工作，影响浇筑速度。

综合比较，虽然菱形挂篮成本稍高，但在施工质量、施工速度等方面明显优于贝雷片组合挂篮。

2.4 合龙段施工时段

梁济运河桥梁工程挂篮施工合龙段有3处，两边跨和中跨各1处，3处合龙段施工方法基本一致，区别在于边跨支撑合龙段底模是满堂支架，而中跨合龙段底模是挂篮。浇筑合龙段前后箱梁时，提前预埋劲性骨架钢板，以备锁定合龙段长度用。在浇筑合龙段混凝土前，用4段工字钢分别焊牢预埋钢板，锁定合龙段。

由于混凝土抗压不抗拉，需要在一天内最低温度时浇筑合龙段混凝土。对最低温度选择，要通过天气预报选定前后气温变化稳定的某天，提前3 d记录气温变化规律，找出气温最低时段进行劲性骨架合龙。

2.5 合龙段平衡重

边跨合龙前的工况为双悬臂结构，边跨浇筑混凝土时中跨不施工。因此，边跨合龙施工前，需在同一墩柱的两侧悬臂端设置平衡重，边跨浇筑混凝土时，同步卸载施工侧的配重，中跨一侧的配重保持不变，以维持两侧悬臂的平衡。

平衡配重的选择要便于同步卸载，考虑到混凝土吊装入仓需用吊车，现场桥下空间较小，不能另外放置吊车吊卸配重。因此，不选择固体式配重，而选用水箱储水放水法增减配重。根据混凝土浇筑进度，打开水箱阀门同步放水，当混凝土浇筑完成后，水箱放空。水箱的数量通过计算确定，放水的速率根据料斗内混凝土的重量提前试验确定。

2.6 钢绞线张拉

钢绞线张拉用具必须提前检定。张拉时机需要同时满足混凝土强度大于设计值的80%和龄期大于7 d这两个条件。在气温高的季节，龄期5 d左右实际强度虽然就能达到设计值的80%，但实际上，龄期小于7 d的混凝土弹性模量尚未稳定，容易影响张拉后的起拱值，给后续施工造成不便。气温低的季节，要提前准备2～3组同条件试压块，预先养护7～8 d试压出实际强度，若不满足要求则继续等待2～3 d再试压另外一组试块，以此来检验混凝土的实际强度。

2.7 施工标高控制

挂篮悬浇施工标高控制直接关系到梁体合龙的质量，因此必须由专业的桥梁监控单位负责实施。根据规范要求，模板标高调整误差应控制在±10 mm以内。根据设计的每一悬浇段的调模标高，先调整中线，再调整底板和翼板标高。后视高程引测放置在墩顶梁段上（0＃块），标高调整严格按照底板→翼板→顶板的顺序进行。

对于挠度的测定，要严格按照设计要求分别在挂篮前移后、混凝土浇筑后、张拉后3次测定。要采用“循序倒进法”，即每做完第n块的3个工序中任何一道工序，在测定本块的挠度同时，也测定此时状态下前面n－1个梁体的挠度。将测定数据编出金字塔数据表并与设计值对比，若有偏差，要在下一个或几个梁段逐步调整。

3 结语

南水北调梁济运河3处挂篮施工的桥梁，通过前期精细策划，采用了合理的施工工艺，加强各道工序的过程控制，严把质量关、安全关，圆满完成了施工任务。