公路桥梁工程悬臂节段箱梁施工技术

王全富

（贵州省公路工程集团有限公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

桥梁工程项目，其上部结构为高空作业，材料运输难度大，某些特殊工况，不适宜采用垂直吊装施工方案，更不具备支架现浇条件，而采用挂篮施工技术能满足地理环境要求，特别箱梁悬臂节段采用“挂篮悬臂浇筑法”更具现场优势[1]。

1 工程概况

某桥梁为跨径组合公路桥梁，主桥为3 跨的预应力混凝土连续钢构箱梁，引桥为预制吊装T 梁。预应力连续箱梁的翼板悬臂长2.65 m，箱宽为6.5 m，为单室单箱结构，其中，主梁T 型结构有13 个节段，现浇筑施工时采用的是自锚式挂篮工艺。

2 悬浇箱梁施工方案

2.1 悬浇箱梁施工流程

悬浇分节段一次浇筑，按照先后顺序依次浇筑底板、腹板和顶板，图1 为具体的施工工艺流程。

图1 悬浇箱梁施工工艺流程示意图

2.2 悬浇箱梁施工技术

（1）图2 是桥梁悬臂节段箱的梁截面图，在进行悬浇箱梁施工时，应选用悬臂对称浇筑法。

图2 某桥悬浇箱梁断面

（2）在桥墩顶部0#块使用托架，辅助挂篮进行悬臂施工，在0#块两侧完成移动式挂篮的组装，施工时先对挂篮进行固定，再进行钢筋布设，最后开始混凝土浇筑。

（4）为顺利完成静载试验，通常会使用应变仪对挂篮应力进行测量，并使用水平仪检验挂篮的位移及形变情况。

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（3）检测混凝土强度是否满足施工要求，再进行预应力的施加，连接管道后开始灌浆。将挂篮移动到下段，并重复这个过程，一直到合拢后结束[2]。

3 挂篮设计技术

3.1 挂篮设计、制作

（5）在进行箱梁浇筑作业时，要先确定标高，按照从箱梁根部向端部的先后顺序完成浇筑，防止箱梁根部处新浇筑的混凝土与旧混凝土之间产生裂缝[5]。

（5）成孔后清底夯实、夯平，夯实次数3～5击，成孔后进行孔重心位移、垂直度、孔径、孔深检查。检查合格后进行吓到工序，若成孔后不能及时施工，必须对齐进行覆盖保护。

（2）挂篮是为了方便施工而设置的临时性平台，且施工时附属于桥体。由于其有一定的自重力，还承载了节段箱梁的重量，在施工时要还需要提高其结构的稳定性，因此要选择灵活性、延展性较强的挂篮，以方便后续的拆卸与安装作业。

（3）挂篮主要由以下几部分构成：主桁架、前悬架，底模、内外模、作业平台、锚固件、移动装置等。

3.2 挂篮静载试验

（1）静载试验的原理主要是通过对箱梁载荷方式的模拟，对挂篮的实际应力、变形情况进行检验，通过实验数据的采集与管理，充分考虑可能存在的非弹性变形情况，做出各种灵活性解决方案[3]。

（2）进行挂篮静载试验时，应正确划分加载过程，主要按照四个不同的阶段对其进行等级划分：50%为1级载荷；75%为2 级载荷；100%为3 级载荷；120%为4 级载荷[4]。

（3）同级荷载加载完成后，应先保持5 min，并检测挂篮的变形情况、应力参数等数据，最终做出详细的记录。

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3.3 挂篮构件验算

（1）此次验算过程中，构建挂篮阶段，使用了SAP84 管理系统，在试验过程中，其载荷由施工载荷及箱梁节段的自身重量共同构成，表1 为验算的具体数值情况。

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表1 主挂篮各杆件内力

（2）表2 是具体的挂篮设计指标情况。

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表2 挂篮主要设计指标

4 连续梁悬臂浇筑技术要点

4.1 施工关键技术

（1）牢固连接桥梁前，应先做好桥梁悬臂端及边跨的临时连接，为了防止浇筑施工过程或混凝土早期硬化阶段混凝土的体积出现不符合标准的变化，应格外重视临时连接的紧密性。

（1）先对施工设备，如千斤顶、挂篮等进行状态运行检验，为保持前后吊索的同步施工，应按照实际工况，合理放松前后吊索。

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（2）在松开挂篮的锚固时，应同步操作两个主桁架后锚。

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（3）同时移动挂篮时，为防止挂篮变形扭曲，每次移动50 cm，进行一个循环的质量验收检查。

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（4）待挂篮移动至指定位置，应将吊索拉紧，后锚固定，同时拉紧前横梁吊带，并做好后续的测量。

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（1）该桥梁在悬臂箱梁浇筑施工过程中，要使用无压重的挂篮，将挂篮后端在桥体上固定，稳固挂篮结构，防止倾翻。

（6）预应力张拉工序需要在浇筑混凝土的强度达到设计值的90%且不小于7 天养护期后进行。

4.2 合拢段浇筑施工准备

（1）浇筑施工阶段，将要进行至合拢块时，要在合拢部位的前端和后端分别移动一个挂篮，使用模板系统及挂篮的底栏，配合安装合拢块吊架。

（2）平衡配重进行调整：在悬臂端1 m 的部位装设一个水箱，进行平衡配重的调整是通过在水箱内注水的形式实现的。

（3）安装钢筋及管道：先在地面上完成钢筋的预制工作，再将其运送到合拢段，实现后续的安装，进行底板束管安装时要先做好各项测试，综合考虑各可能性问题，并迅速找出解决问题的方案。

4.3 合拢锁定

该公路桥梁工程在箱梁浇筑施工过程中，使用了悬臂对称的浇筑办法，为提高施工质量，应从以下几个方面开展工作：

（2）合拢施工前，要依据平衡标准，调整T 型结构悬臂端及合拢部分的平衡重，锁定的具体时间要参考合拢部位的锁定结构。

（1）合拢段的永久钢束在张拉过程中，需要做好洒水工作，降低温差。

（4）支撑劲性骨架一般为三段式结构，通常为预埋锚杆—钢接杆—预埋锚杆的形式。在合拢时，借助连结钢板，焊接预埋接杆及连结杆，焊缝位置应处于多个截面上。

4.4 浇筑合拢段混凝土

（1）合拢位置浇筑混凝土，其温度不宜过高，保证混凝土在浇筑过程中，能够保持温度的持续稳定上升，并在受压的状态下凝固，尽可能避免裂缝问题的出现。

（2）控制合理的混凝土浇筑速度，通常为10 m3/h，保证浇筑总时长在3～4 h 范围内。

除上述功能外，在实际的项目实施中，还可根据客户需求在此基础上，集成其他增值功能，例如智能广播、环境监测和信息交互等。

（3）其他的工艺要点与节段箱梁浇筑方式一致。

4.5 合拢段预应力施工

（3）临时“锁定”是合拢工作的核心。具体操作时，要按照“又拉又撑”的标准锁定焊接劲性骨架及张拉支撑件。

（2）在管道安装后，保持畅通使用状态；应当保证混凝土合拢段的强度，在符合设计标准后，依据张拉力的规定标准及顺序完成双向双控张拉施工[6]。

（3）纵向预应力的施工目标应当与节段箱梁混凝土一致。

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4.6 卸配重及体系转换

（1）卸配重：混凝土灌注阶段，应当注意浇筑部位及灌注量的合理部署，采用分级卸配重的方式，将T 构两端的配重卸除。

（2）转换体系：中垮合拢段施工中，要先把桥墩的临时固结支座拆除，再将永久支座解除锁定，进一步促进体系转换的实现。

5 预应力张拉

（1）为提高整体的预应力施工质量，箱梁设计采用三向预应力系统，加强了桥梁项目主体结构的受力安全储备。

（2）要保证钢绞线的实际张拉长度科学合理，需按照“左右对称”“双向对称”的方式进行钢绞线束的张拉。

（3）在操作预应力张拉作业时，零荷载张拉的吨位应当为张拉总吨位标准的10%～15%，并持续3 min，最后再张拉到总吨位p，并持续3 min。

（4）分析现阶段千斤顶工作运行状态、可能存在的滑丝问题，查明问题原因，制定解决措施，然后才能展开后续的张拉施工。

（5）竖向预应力张拉施工时，应采取二次张拉法，并保证每次张拉作用力为54 t，每次张拉间的时间间隔是2～5 d。

（6）为顺利张拉完成横向预应力的钢筋，应当使用张拉力及伸长值双控的施工方式，准确计算伸长量，并将张拉值控制在最佳。

6 结论

为提升大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段挂篮施工的工艺效果，应将刚度达到一定水平的挂篮作为施工设计的关键点。选择符合刚度要求的菱形桁架式挂篮，不仅可以降低施工的难度，还可以改善箱梁的线型，符合项目建设的各项相关参数指标。要注意以下几点：

（1）进行大跨度悬浇梁施工时，为更好地实现梁体线型的效果，必须做出较高刚度的挂篮设计，其中以菱形挂篮为最佳选择。

（2）静载试验的施工目的是提高工程质量，保证施工安全。在试验时，每个节段都应按要求重复测量施工的标高与中线，以便后续施工过程中的动态调整。

（3）为实现梁体的设计目标，应确保施工张拉及压浆过程的科学性与合理性。

进行局部悬空埋地管道分析时,首先假定悬跨管道和埋设交界面处土体无塌陷,且土体材质均匀、各向同性,管道是理想材质,严格遵从水平敷设施工标准,竖直方向上无高度差,所建立的物理模型可用图1描述.

（4）为提高张拉、压浆的施工效果，应合理控制混凝土密实度，并确定合适的灌注时间。