连续刚构0、1#块悬挑托架施工关键技术

郑永涛

摘 要：结合开春高速双悦特大桥的0、1#块悬挑托架的施工实例，阐述0、1#块悬挑托架的结构设计及技术特征，施工工艺流程及要点。

关键词：连续钢构;0、1#块;悬挑托架;施工技术

0 前言

0、1#块梁段是连续梁、连续刚构等梁式桥主梁施工的起始段，对于跨越江河、峡谷的桥梁墩高往往在几十米甚至上百米，其0、1#块梁段施工一般是采用墩顶焊接托架悬浇，传统托架悬空装、拆难度大，交叉作业多、高空安拆工程量大、风险极高。本文以开春高速的双悦特大桥为例，详细介绍了采用挂篮底篮和装配式三角支架组合的新型悬挑托架的结构设计和施工关键技术。

1 工程概况

双悦特大桥全长1 013 m，桥梁基础采用桩基础，桩径为180、220 cm，桥台采用柱式台，桥墩采用双圆柱式墩、板式墩、空心薄壁墩。桥梁上部采用预应力混凝土先简支后连续 T 梁+连续刚构。桥跨布置为4×40+（75+135+75）+14×40 m。

主墩墩高61.5 m～71.5 m，0号梁段顶宽16.5 m，底宽8.5 m，高8.0 m，长6.0 m，翼板悬挑长度为4.0 m，两端1号梁段长3.5 m，高7.534 m。0-1#块为单箱单室结构，单个0#块砼体积280.85 m³，重730.2 t;两个1#块砼体积共200.96 m³，重共522.4 t。因0#块长度6 m，无法满足两支挂篮独立安装长度需求，故0-1#块共同浇筑，采用悬浇托架法施工，纵向同时浇筑，沿梁高分两次浇筑，先底板和腹板根部，再腹板和顶板及翼缘板。混凝土垂直泵送，其余施工材料由塔吊转运，人员交通利用安全人行爬梯和施工电梯。主墩0、1#块构造如下图：

2 悬浇托架结构设计

悬浇托架主体部分分为承插式楔形双牛腿、落架装置、双拼主桁三角架（I56a/I45a工字钢组焊），横联桁架I16a满焊于I56a/I45a腹板，双拼主桁三角架上为双拼I45a钢凳（L=40 cm），上面放置挂篮底篮及加强桁架和墩侧挂梁组成。

悬浇托架上、下支点为上侧预埋爬锥，下侧设牛腿的方式与型钢连接组合而成，在墩柱顺桥方向两个面上预埋锚锥预埋件及钢盒预埋件，锚锥预埋件组成为Φ10 cm锚板、D25精轧螺纹钢杆（PSB930）、锚锥螺母、钢垫片（10 cm×

10 cm×1.6 cm）M42螺栓（10.9级;螺杆长度≥9 cm）。共预埋4组锚锥，每组为8个，垂直间距为20 cm，横向间距为50 cm。钢盒预埋件为矩形，钢盒净宽为18 cm，净长42 cm，侧边为梯形面短边47.9 cm，长边50 cm。牛腿钢盒预埋只需调整部分墩柱竖直主筋间距，与模架支承杆位置不影响。预埋钢盒与周边钢筋可以进行加强连接固定。结构设计如下图所示：

各组件介绍：

（1）斜三角支架及附墙构件。斜三角支架由双拼I56和双拼I45组焊而成，斜三角支架的上支点为法兰盘通过高强螺栓与墩身预埋锥形螺母连接，下支点落在搁置于楔形牛腿上的三角楔块钢櫈上。左右两个三角架通过系杆连接为一个整体。

（2）挂篮底篮及加强桁架。三角支架上的分配梁和底模板采用后續主梁悬浇施工挂篮的底篮替代，为了提高底篮的强度和刚度，在底篮前后桁架梁之间加设一道加强桁架。而底篮和三角支架间设有型钢垫块便于底篮模板标高的调整和底篮落架时拆除垫快便于脱模。

（3）墩侧挂梁平台。桥墩左右两侧不设托架而采用搁置在前后桁架上的挂梁构成两侧承重平台。挂梁可根据荷载和支点跨度大小采取型钢或桁架梁结构。

3 悬浇托架主要技术特征

（1）针对高空作业难度大的特点，采取构件模块化标准设计、装配式安装工艺。

（2）悬浇托架的三角支架、楔形钢凳、楔形牛腿均在厂内加工，现场只需拼装即可形成0#块现浇的承重体系，施工简便，极大地减少了高空作业。

（3）结构受力清晰、明确，结构简洁，大大优化了工程结构。三角托架的连接钢板开条型孔，与墩身的预埋锚栓通过锥螺母连接后，螺母仅承受拉力，竖向荷载全部由楔形牛腿承担;并通过楔形钢凳可对托架的顶面标高进行调整，结构简洁，受力清晰明确。

（4）落架简单，因竖向荷载均由楔形钢凳承担，只需调整楔形钢凳的锁紧螺母即可完成三角托架的与现浇梁体的分离。极大地优化的架体的与现浇梁的分离及拆解。并可减少传统工艺的调坡三角桁架。

（5）采用主梁后续悬浇施工的挂篮底篮系统作为0#块节段的底模，节省了0#块节段的底模材料，并免除了后续挂篮的底篮提升安装工序。

（6）可实现三角托架的整体下放，落地后再支解拆除，拆除速度快、安全可靠。

（7）整体结构体系安拆工程量少，安拆方便，优化了施工工序，极大提高施工工效。

4 悬浇托架施工工艺流程及要点

4.1 施工工艺流程

连续钢构0、1#块悬浇托架施工工艺流程如下图所示：

4.2 施工要点

4.2.1 墩身预埋件埋设

根据托架的结构尺寸，计算上支点预埋爬锥和下支点预埋钢盒的位置，钢盒预埋时有几个要点需进行控制：

①墩身浇筑分节浇筑，应提前计算预埋钢盒底标高位置，调整上一节墩身浇筑高度，确保钢盒底距离上一个浇筑面有30 cm，才能确保钢盒底下的混凝土能振捣密实。

②因双悦特大桥空心薄壁墩墩身主筋设计间距为120 mm，钢盒的外边尺寸为200 mm，所以需在预埋位置的上一节墩身就开始调整主筋间距，钢筋到达钢盒位置时才能避让。并需要在钢盒的上下面板加焊两根与主筋同样规格的钢筋，加强混凝土的抗压能力。

③安装预埋钢盒时，需将两个预埋钢盒顶面标高调平，并采用井字形钢筋，角钢等固定钢盒，防止墩柱混凝土浇筑时对预埋件造成扰动。锚锥预埋可以采取钢板固定整体预埋或是利用防裂钢筋网进行精准定位等方式施工。

4.2.2 悬浇托架安装

墩身施工完成后，在墩顶安装下挂式人梯吊篮作为安装人员的操作平台，然后开始安装悬浇托架，其安装工艺流程如下：

①先安装楔形牛腿和楔形钢櫈，然后用塔吊分别安装左右两边的斜三角托架。安装时斜三角架底部落在楔块钢櫈上，并通过螺杆调整楔块钢櫈的标高，使斜三角架上支点的连接法兰螺栓孔准确对位后安装连接螺栓。

②用连接杆将左右斜三角架连接为一个整体，然后安装插入式整体作业平台。

③根据测量数据在斜三角架斜梁上安装、调整垫块，然后用塔吊安装挂篮底篮系统及加强桁架，并加装底篮前后桁架间的斜撑杆。

4.2.3 托架预压

悬浇托架安装完毕后，采用悬浇梁段最大自重的1.2倍荷载（堆载重量为1#块自重的1.2倍：261.2×1.2=313.44 t），分级对称加卸载。采用钢筋作加载物，使加载的荷载与梁的荷载分布一致。

①预压方法。三角托架预压采用12 m长钢筋原材加载，在铺筑完成底模纵向分配梁之后，在1号块端头位置及靠近墩身位置分别竖向焊接3道长度3 m及3.5 m的I36a工字钢立杆，用以支撑钢筋原材堆放产生的侧压力，工字钢背部采用斜撑和剪刀撑形式加固，斜撑采用20号工字钢焊接于纵向分配梁与立杆，剪刀撑焊接于内侧两道立杆之间，钢筋原材在铺平底模之后水平分层堆放。

②荷载分级。按照50%、80%、100%、120%四级对称加卸载，加载过程中密切观测、记录应变及挠度数据。每级荷载维持1 h，满载持荷不小于24 h。

③测量观测。专门固定一台全站仪，固定2人（1人观测，1人记录）进行沉降观测工作。观测点布置于纵向分配梁下翼缘，采用反射片粘贴于工字钢上，做好点位编号。每一级荷载施加到位后静停1 h，读取变形数据，并在过程中每隔4 h观测一次。沉降稳定后，记录各测点的最终沉降值，然后每卸载到一个荷载等级时及时测出回弹值。从而推算出弹性变形值及非弹性变形值，确定底模各测点的立模标高。

加载过程除采用仪器对托架进行监测外，还要对连墙螺栓、落架装置、牛腿、下横梁等进行外观进行检查，观察托架系统受力后有无刚度不够产生变形、焊缝有无脱焊、连接销有无松动等异常情况发生。

4.2.4 悬浇托架拆除

在0#块混凝土浇筑后，模板和托架的高空分解拆除作业过程塔吊已经难于发挥作用，所以支架高空分解拆除的方法难度大、风险高。因此悬浇托架的拆除采取与了支架与支承锚定结构分离后整体下降到地面，然后再进行分解的方式，其拆除工艺流程如图4.4。

①在0#块梁段安装挂篮主桁架及前后横梁，并以挂篮前、后横梁为支点用手拉葫芦和吊索斜吊挂篮底篮，然后拆除斜撑杆并放倒中间加强桁架，再拆除挂篮底篮的调整垫块。

②逐渐放松斜吊手拉葫芦，使挂篮底篮缓慢下降，同时通过水平手拉葫芦控制挂篮底篮的摆动量，利用重力作用将挂篮底篮荡移到挂篮前吊点的位置，然后安装挂篮原配吊带完成力系转换。

③用设置在桥面的卷扬机吊住三角托架，并用錨定在0#块底板的精轧螺纹钢吊杆锁定托架后，再由下而上拆除托架的上、下支点的支承锚固装置。

④逐渐放松锁紧的精轧螺纹钢吊杆，使下放系统的卷扬机吊索受力后拆除精轧螺纹钢吊杆，最后启动卷扬机把托架整体下放到地面分解拆除。

5 结语

综上所述，此悬浇托架技术只需在一个墩身安装4个三角托架，安装构件少，整体拆除简便，构件可重复使用。采用后续主梁悬浇施工挂篮的底篮直接作为悬浇托架的分配梁和底模板，即节省了材料，也免除了后期挂篮安装的底篮高空提吊作业。三角架附桥墩的上支点采用预埋锥形螺母锚定、下支点采用承插式楔形牛腿支承的方式，安装工艺为装配式，零高空电焊作业，节省时间及劳动力投入，降低工人作业安全风险和高空焊接存在的质量缺陷，也解决了后期钢板绣水对墩身外观的污染和难以修复的问题。

参考文献：

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