木兰大桥悬臂浇筑（挂篮法）施工技术与应用

2018-05-03封有吉

价值工程 2018年14期

封有吉

摘要：建筑行业的发展，悬臂建筑（挂篮法）施工技术在大桥建设施工中越来越重要。本文主要以木兰大桥建设施工为对象，深入分析工程建设施工的总体情况和所使用的悬臂浇筑（挂篮法）施工技术，在此基础上提出木兰大桥悬臂浇筑施工的主要技术应用。

Abstract： With the development of the construction industry， cantilever construction （hanging basket method） construction technology has become increasingly important in the construction of bridges. This article mainly takes the construction of Mulan Bridge as the object， deeply analyzes the general situation of construction and the cantilever pouring （hanging basket method） construction technology used， and puts forward the main technical application of cantilever pouring construction of Mulan Bridge.

关键词：木兰大桥；悬臂浇筑（挂篮法）；施工技术；应用

Key words： Mulan Bridge；cantilever pouring （hanging basket method）；construction technology；application

中图分类号：U445.466 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0119-03

1 工程概况

木兰松花江公路大桥及引道工程起于木兰县谭家店，接既有省道101线和拟建的国道333线木兰至庆安段，于王家屯东跨越松花江，跨越松花江后，在宾县西口村西侧接于松花江南岸，沿山谷布线先后经过荆家屯、柴家屯、刘家屯、一德村、张少文屯、李爬屯、立兴屯，止于宾县胜利镇，接既有国道221线和拟建的国道333线延寿至胜利段。路线主要控制點：木兰县谭家店、宾县西口村、荆家屯、柴家屯、刘家屯、一德村、张少文屯、李爬屯、立兴屯和胜利镇。

1.1 工程主要情况

本工程为木兰松花江公路大桥及引道工程建设项目土建工程施工A2合同段，起点位于木兰县木兰镇，主桥跨越松花江后进入宾县摆渡镇。建设范围为主桥及南岸引桥，木兰松花江公路大桥由北（木兰县）向南（宾县）布跨，起止桩号为K4+491.227～K5+766.902，全长1275.7m，桥宽24.5m，双向六车道布置；主桥长990m，跨径组合95m+5×160m+95m变截面钢筋混凝土连续箱梁，南岸引桥为7孔×40m预应力简支转连续T梁。

1.2 主要施工条件

1.2.1 气象情况

该工程所在区域属寒温带大陆性季风气候区，年平均温度3.8℃，最高气温45℃，最低气温-42℃，冰封季节长达五个月，冻土深度最高可达2.0m，年平均降雨量为569.2mm，多集中在6-8月间，占全年降水量62%左右，年蒸发量1306mm，为年降水量的2-3倍，潮湿系数0.4左右，常年多西南风，春季多风干旱，夏短炎热，冬季漫长，气候寒冷。

1.2.2 水文地质情况

第一，水文条件。该工程所在区域跨越松花江，松花江为区域内最大河流，其上下游一定范围内平均河床宽0.5-1公里，河床坡降小，仅1/7000-1/10000，年平均流量1760m3/s，测区内有木兰河，头道河，二道河，半截河，摆渡河等，为松花江支流，松花江北岸地下水主要为第四系松散堆积层所含的空隙潜水，松花江南岸地下水主要为基岩裂隙水。地下水补给方式以大气降水及河流测渗方式为主。地下水埋深一般在1-4m左右。

木兰松花江大桥设计洪水频率300年一遇，根据洪评报告的结论，施工按照五年一遇洪水位考虑，五年一遇设计水位为108.19m，警戒水位109.0m，超过洪水警戒水位暂时施工，按不可抗力考虑。江面在枯水期常水位为103.5m，枯水期及冰冻期一般为10月至次年4月；汛期水位106.0m～107.5m。

第二，地质情况。本工程在构造单元上地处Ⅰ级构造单元大兴安岭-内蒙地槽褶皱区。亚Ⅰ级构造单元为伊春-延寿地槽褶皱系，Ⅱ级构造单元为茂林-木兰地槽褶皱带，Ⅲ级构造单元为木兰褶皱束。本区断裂构造无活动行迹，区域地质稳定。据地质调绘，主河道北岸岸坡由第四系松散堆积层粉质黏土构成，其抗冲刷能力弱，稳定性较差，在较大洪水冲刷下极易发生塌岸，且在冬季冻胀，春季融化过程中亦造成顺层滑坡。南岸基岩出露，稳定性较好。该段河道弯曲，纵坡小，江心浅滩密布。主河道内由厚度不大的沙砾石组成，该层抗冲刷能力较弱。

南北桥台分处两个不同的地貌单元，南岸为低山丘陵地貌，北岸为河谷平原地貌，整桥跨越不同的地质单元，南岸以砾岩为主，岩石质地密实坚硬，属于次坚岩，岩体裂隙发育；北岸为泥砂岩，多为软岩及极软岩。

2 木兰大桥悬臂浇筑（挂篮法）技术构成

2.1 挂篮构造

挂篮委托专业设计院设计，自重控制在60t以内，专业钢结构加工厂家加工，设计完成后及时将挂篮重量等参数上报给设计部门计算悬浇的预拱值，挂篮图纸及计算书待专业院设计出图后另行上报。

挂篮按照最大梁段进行设计，并留有一定安全储备。主要由主构架、行走及锚固装置、底模架、外侧模板、内模板、前吊及后吊装置、前上横梁等组成。其中，主构架挂篮的主要受力系统，由两个三角桁架组成。前部安装前上横梁与吊带及前下横梁形成悬臂吊架，悬吊挂篮模板和梁段钢筋混凝土的部分重量，以实现悬臂浇筑施工。

横梁系由前上横梁，前下横梁、后上横梁、后下横梁组成，上横梁固定在主桁架上，前下横梁通过吊带吊于前上横梁上。挂篮的悬吊系统用于悬吊和升降底模、工作平台等，以适应连续梁高度的变化。由吊带、千斤顶、手拉葫芦、吊带座等组成。通过紧固端部螺母来改变吊带的长度，以实现底模及工作平台的升降。同时，悬吊内模纵梁于上横梁和已成型梁段顶板上，实现内模的升降和前移。挂篮前后移位的主要装置，依靠手拉葫芦，通过滑槽和滑槽内的滑轨间的相对滑动实现的。挂篮的模板系由底模、外模、内模、端模等组成。

2.2 挂篮安装

挂篮由专业钢结构加工厂进行加工，各构件用浮吊转运至主墩处进行安装，其安装流程如下：

底锚梁按测量放出的两肋板中轴线对中安装，底锚梁横向应找平调正底锚梁与混凝土面间隙应塞紧。前支腿处的底锚梁与混凝土面间应全部塞紧填实，以确保混凝土均匀承压，底锚梁安装正位后，拧紧固定底锚梁的六角螺母，使施工受力传至已浇筑段梁体内的竖向预应力精轧螺纹钢筋上。

承重架安装注意前支点处滑靴高度，因桥面横坡为2%，安装时在底锚梁后走轮前面设置垫块，然后在滑靴和垫块上安装承重架，注意承重架纵轴线与底锚梁及梁肋板中轴线对中吻合。

承重架主梁纵向应调正、调水平，立柱应呈铅垂状态，后锚上紧锚后，安装焊接后走轮，注意焊接时后走轮的高度，使得后锚放松后，后走轮与底锚梁全面积密帖，确保底锚梁工字钢翼缘均匀。前后横梁安装定位满足挂篮总体设计要求，尤其注意前后横梁吊带孔位置的准确性。

底模预拼顺序为：搭设安装平台并找平→纵梁定位安放→安托架→安装、焊接横梁→底模平台找平→安装底模钢板。底模平台预拼完成后，安装侧模，四角采用10t手拉倒链（上端悬挂于前后横梁端部）起吊，底模就位后安装前后吊杆，挂篮安装完毕。

2.3 挂篮预压

使用挂篮浇筑混凝土之前要求对挂篮进行预压。预压的目的一方面是检验设计、制作、安装工作的质量，消除系统非弹性变形；另一方面可为桥梁设计和施工控制提供试验数据。

挂篮预压采用千斤顶反拉预压，预压程序模拟悬浇工序进行，试验过程中加载按照节段最大重量的25%、50%、75%、100%、120%分级进行，测定各级荷载作用下挂篮产生的挠度和最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力。根据各级荷载作用下挂篮产生的挠度绘出挂篮荷载—挠度曲线，由曲线可以得出使用挂篮施工各梁段时产生的挠度，为大桥悬臂施工的线形控制提供可靠的依据。根据最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力，可以计算挂篮的实际承载能力，了解使用中的实际安全系数，确保安全可靠。

3 木蘭大桥悬臂浇筑施工的主要技术应用

3.1 底模调整

底模预压后根据预压数据调整底模标高，检查前后横梁锚固，清理模板涂刷色拉油脱模剂。

3.2 钢筋绑扎、预应力管道的安装

一方面，底板钢筋绑扎。钢筋绑扎时注意U型钢筋的位置准确性。底板伸入腹板的倒角钢筋在竖向波纹管安装完后再行绑扎。底板勾筋需勾到最外层钢筋上，控制好钢筋保护层。

另一方面，腹板钢筋绑扎。腹板主筋高低不一，绑扎时要注意位置正确。沿腹板厚度方向上的U型钢筋要避开竖向波纹管的位置，同时要上下一条线，以便于串筒的安放。勾筋严格按设计数量及间距安放，勾到最外层钢筋上，控制好钢筋的保护层。

3.3 波纹管的安装定位

波纹管定位每隔50cm固定一道，固定时注意控制好波纹管的高度。波纹管在穿束时，要将固定端的锚环与锚座之间的空隙用海棉塞好，防止漏浆。在波纹管定位后将直径略小于波纹管内径的塑料管穿入波纹管内作为芯棒，待混凝土施工结束有一定的强度后拔出芯棒。

3.4 压浆管道的设置

用90°的镀锌管弯头连接固定端锚座上的压浆孔，然后再用硬质塑料管与镀锌管相连，将管道接出腹板范围。要注意各接头部位的密封性，同时各个管道要进行编号，防止混淆。波纹管安装定位完成以后，进行底板倒角钢筋绑扎。

纵向预应力筋的锚座安装时需注意：同一根钢绞线的两个锚座上的压浆孔应在下方，抽真空孔在上方。在顶板上层第二层钢筋绑扎完成后，开始进行横向波纹管的安装。

3.5 内顶模板的前移及定位

在底板、腹板钢筋绑扎以及竖向波纹管基本安装到位以后，用葫芦拉出内顶模板及内侧模板。内模板拆卸：提升内模滑梁前后吊杆，使内模滑动装置托住内模，然后用手拉葫芦向内拉动内侧模，内模脱落，下降内模滑梁前后吊杆，用葫芦牵引内模前移就位。内模板贴紧已浇好的节段混凝土15cm，然后安装好内滑梁上的后点滑梁连接器，收紧滑梁连接器，准备调整内模板的平面位置及标高。

首先调整内模板的纵轴线位置。根据已经定好的腹板外侧模板的位置，从该处量一个腹板的厚度即是内模板的边线位置。然后根据已经定好的翼缘板边线确定出内模板的梁段边线，实测该边线处的标高，调整前吊点，使该处的标高达到预定的理论标高，对内模板的后吊点预加5吨的力，内模板锚固完毕。

3.6 混凝土浇筑前的主要检查工作

竖向筋的固定端与张拉端要重点检查的项目如下：锚环与锚座之间是否漏浆、压浆管道到锚座的压浆孔之间是否密封、压浆管道标识是否清楚、张拉端锚座顶口是否水平、张拉盒与锚座之间结合是否紧密等等。

3.7 挂篮的锚固检查项目

主桁后锚固处的精轧螺纹钢是否垂直，有无受水平力而弯曲，精轧螺纹钢是否与锚梁上的预留孔的边缘相接触，精轧螺纹钢的表面保护措施是否被损坏等等。

其它检查项目：挂篮所需的预留孔的位置、间距、垂直度；泵管的全线固定情况，以及弯头部位的密封性能；箱梁的轴线、各部位标高；其他常规检查和报验项目。