预应力混凝土桥梁工程中的连续梁挂篮施工工艺

2020-10-31向智星

四川建材 2020年10期

向智星

(湖南建工交通建设发展有限公司，湖南长沙 410004)

0 前言

桥梁工程目前还处于发展阶段，该工程中引入了各种各样先进的技术，最具有代表性的便是挂篮悬浇施工技术[1]。具体来说，应用此技术既可以让桥梁施工环境有所提升，而且能简化桥梁施工程序。可见，该技术不仅为桥梁施工提供了安全的施工环境，还改善了以往施工中存在的劣势。

1 工程概况

某大桥全长为3.743 km，宽度维持在33.5 m，采用了双向6车道的设计。(110+260+110)m双塔双索面斜拉桥和(50.5+6×90+50.5)m变截面连续箱梁共同构成大桥主桥孔跨结构。102.15 m的塔柱，50 m装配式预应力混凝土T梁构成引桥桥型，利用挂篮现浇悬臂对主梁进行施工。

2 挂篮安装

2.1 挂篮构造

挂篮由三角形主构架、底模平台、内外模板、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成，见图1。

图1 三角形挂篮

1)主构架：该结构便是挂篮受力的重要组件。其是三角桁架和连接系共同构成的三角桁架式的结构。桁架杆所用到的是槽钢焊接，而连接所用到的便是承压型高强螺栓。

2)底模平台：其是梁段混凝土重量的直接承受者，主要由三部分组成，即前后横梁、底模板、纵梁。底模平台的另一个作用就是充当有关工序的操作场地，包括立模、钢筋绑扎等。

3)内外模板：大块钢模板用于外模板，而组合钢模板以及少量的异形钢模板共同组成内模。内模板所采用的结构是抽屉式，前一梁段进行推拉后便可就位。

4)悬吊系统：用于将重压进行传递，让主架构和已成梁段的底板进行承担。一般会将底模平台自重、有关施工产生的荷载进行传递。该系统由16Mn钢棒制作的前吊带以及后吊带共同组成。底模平台前横梁和前吊带的下端产生销接，前上横梁由上端支撑，为了让底模板标高的调整更加便捷，还将扁担梁和LQ60型手动螺旋千斤顶设置在了前上横梁上。

5)锚固系统：为了让挂篮施工更加安全，锚固系统便发挥了作用，主要是平衡灌注混凝土的过程中出现的倾覆力矩。具体用到了Φ32精轧螺纹钢筋和后锚扁担梁，以此让挂篮走行轨道以及主构架后节点共同锚在箱梁竖向预应力筋上。

6)走行系统：主要由四部分构成，即牵引设备、轨道、前支座、后扣轮。该系统中，在轨道顶面进行滑行的是前支座，在工钢翼缘行走的是后节点的反扣轮。具体说，在2台20 t手拉葫芦牵引挂篮进行移动的过程中，会让底模平台以及外侧模两者共同发生移动。该过程中，反扣轮会将抗倾覆力传到轨道，再向箱梁竖向预应力筋上进行传递。内模的移动发生在绑扎钢筋后，人工进行推移。

2.2 挂篮预压

安装完成挂篮后，需要将该结构产生的非弹性变形用试压进行消除。底篮纵向分配梁上张拉钢绞线是挂篮预压所用到的方式。承台混凝土的工序中，需要将钢绞线连接件预埋在承台和1#段混凝土重心垂直相对应的地方。一般需要将20根Φ15.24 mm的钢绞线(其最大张拉力维持在150 kN)预埋在各个挂篮下，而且挂篮的最大张拉力维持在3 100 kN。需要在监控单位的有关要求下，严格把握挂篮试压测点的相关内容，包括布置、频率、时间等[2]。

3 箱梁挂篮悬浇施工技术

3.1 挂篮施工方法

完成上一段纵向预应力束的张拉之后，即可解除挂篮和导梁的后锚系统以及底模和底板的后锚系统。需要利用牵引系统将三角形桁架移动到待浇处，与此同时将底模、外侧模板一并移动到待浇处，还需要在导梁下锚固三角形桁架，而且在已浇梁段底部锚固底模后端，将底模前端通过调整到设计限位器的地方，对两侧模进行调节，在预应力管道上完成对底、腹板钢筋的绑扎以及安装工作。对内模完成相关调整后安装处理预应力管道。之后开展梁段混凝土现浇，如果混凝土符合相关要求后，便开始压浆和对预应力筋的张拉，并且对模板进行拆除。重复上述工序，最终完成全部梁段施工。

3.2 挂篮的前移

当已浇灌梁段混凝土自身的强度、弹性模量符合有关规定后，先张拉纵、横预应力筋，进行挂篮的前移。具体步骤如下：①轨道进行接长处理；②利用手拉葫芦把底模平台在外模走行梁上进行悬吊处理；③拆除底模平台后吊杆；④在进行底模平台和外侧模的脱模时，因为是在自重下进行，将吊杆、外模走行梁前吊杆以及滚轮共同下放即可；⑤拆除挂篮后锚；⑥手拉葫芦安装在轨道的前端，对主构架进行牵拉，以此移动底模平台以及外侧模。

3.3 绑扎钢筋、安装波纹管道

1)对于钢筋按照规定下料弯制，储放时按照编号进行，如果需要用到钢筋，用塔吊进行移动便可。

2)将底板钢筋在地面进行绑扎，再吊装至挂篮底模，再绑扎腹板钢筋，安装竖向预应力筋以及底板波纹管道，当进行内模的前移之后绑扎顶板底层钢筋，随后在顶板安装预应力管道，对上层钢筋完成绑扎，并且完成顶板预埋件的设置。

3)需要现场利用波纹管机以及钢管制作全桥预应力管道，采用波纹管成孔。

4)当预应力管道、构造钢筋这两者的位置存在矛盾的时候，需要对后者进行移动，以此让前者的位置符合设计要求，而且为了让其在浇筑混凝土的过程中不发生位移和破损现象，可以利用粗直径钢筋定位和箱梁构造筋点焊等措施进行牢固处理[3]。

5)需要先检查预应力管道接头处的紧密性、管身的完整性再进行灌注混凝土。为了避免预应力管道发生破损，灌注混凝土的过程中不能发生碰撞。

3.4 混凝土浇筑

1)混凝土浇筑时，浇筑采用泵机进行。振动的过程中要十分注意预应力管道的位置。对于挂篮的变形利用水平仪进行观测，如果变形值较大但是混凝土没有终凝，利用吊杆处理底膜。

2)悬浇时需要对称浇筑，此时可用混凝土输送泵进行，一般从前到后进行浇筑。需要清洗前梁段的接触面。用插式捣振器对底、翼板、底板、腹板的混凝土进行捣振。为了让成型的混凝土保持湿润，需要洒水养护，维持7天。

3)完成养护后，通过相关试件的试压后进行张拉，一般顺序是纵向预应力束、横向束、竖向预应力筋。

3.5 预应力施工

1)预应力设计。三向预应力结构的箱梁设计，纵向束顶板采用25根Φs15.24、底板采用22根Φs15.24钢绞线，相应采用YJM 15-25和15-22锚具、Φ120mm波纹管成孔。顶板横向束采用4根Φs15.24钢绞线，采用BM15-4锚具、Φ70×20 mm扁波纹管成孔。竖向预应力采用Φ32mm精轧螺纹钢筋，YGN-32锚具，Φ42mm波纹管成孔。

纵横预应力钢绞线均为Φj15.24《高强低松驰预应力钢绞线》(ASTMA16-90270)级标准，标准强度Ry=1860 MPa，公称直径Φ4mm，弹性模量Ey=195×105MPa。竖向预应力为JL32精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋，屈服强度保证>750 MPa，Ey=20×105MPa。

2)穿束。首先利用通孔器对预应力管道进行疏通，再将导线穿过孔道，以此让预应力筋束和导线连接，牵引穿束主要利用卷扬机，再次对外露情况进行检查，最后安装锚具以及千斤顶。在浇筑梁段混凝土之前，将竖向预应力筋埋入梁体。

3)张拉。预应力筋的张拉需要符合以下三个条件：梁段混凝土的强度符合要求、弹性模量符合要求，同时混凝土有3天以上的龄期。图2为预应力张拉。