探讨悬浇箱梁现浇段吊架施工技术

刘海奇

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550000）

0 引言

吊架施工技术操作简单、施工风险小，能提升工程整体效益。某三跨预应力混凝土连续刚构桥梁施工阶段，因桥梁边跨现浇段、合拢段跨径不大，根据现场环境条件，现浇段和合拢段利用挂篮与过渡墩形成吊架的方案进行施工。该文论述了该桥梁现浇段吊架施工整体方案设计，总结了吊架施工工艺要点，并验算吊篮受力状况，论证了结构的安全性、可靠性，可为同类工程施工提供指导。

1 工程概况

某桥梁工程，上部结构为三跨（70+130+70）m连续钢构，采用预应力混凝土结构。边跨现浇段板厚，从合拢段到支承端，按直线变化，长384 cm，合拢段长200 cm，长度较短，经综合研究，结合实际施工条件，为节约施工成本，保障施工安全，拟采用吊架施工工艺。

2 现浇段吊架整体设计

该桥梁主桥箱梁标准节段最大长度为4.5 m，桥梁边跨结构采用现浇施工，长度3.84 m，合拢段2 m，过渡墩盖梁宽2 m，靠箱梁端宽度1.8 m。

桥梁边跨结构，现浇段部分荷载由盖梁承担，悬挑施工长度为2.2 m，加合拢段部分，共计悬挑2.2 m+2 m=4.2 m。由于桥梁过渡墩位置设置在河岸两侧，而河岸孤石分布广泛，该工况下钢管桩支架施工较为不便。结合现场施工工况，决定采用吊架施工工艺，进行现浇段、合拢段施工[1]。

2.1 现浇吊架加工及安装

以挂篮作为施工吊架，施作完16#块纵向预应力后，移动挂篮至过渡墩指定位置，并将前横梁顶至盖梁设计位置，然后用槽钢盒做钢扁担，将挂篮前横梁搭接在盖梁合适位置上，用预埋于盖梁上的精轧螺纹钢锚固，另一端则锚固于16#块，形成受力性能可靠的简支梁结构[2]。现浇段吊架整体布置示意图见图1。

2.2 模板施工

现浇段外模、底模采用原箱梁相应位置处模板，其中外模通过外滑梁移动至设计位置，使用竹夹模、枕木对模板外露部分进行合理修补；底模则随挂篮前进，对于盖梁结构底梁不达设计标高工况，应根据现场测量数据，结合设计和施工要求，使用竹夹模、枕木调整，确保标高符合设计要求。内模直线段施工时，通过内滑梁移动至设计位置，对于内模变截面部分，根据实际工况，合理设计和搭设钢管支架、竹夹模、枕木[3]。

2.3 试压荷载的取值

（1）现浇段悬臂部分荷载、合拢段荷载总体较小，挂篮底篮结构承载能力完全可以满足承载需求，但仍需进行试压施工，验证现浇支架、合拢段施工参数可靠性，保证施工安全；支架荷载为2 481 kN/m×4.24 m=10 519.44 kN，为进一步保证安全，预压设定20%冗余，按1.2倍支架荷载试压，试压荷载1 052 kN×1.2=1 262.4 kN[4]。

（2）该工程采用水袋法进行试压作业，水袋规格为6.5 m×2 m×3.5 m，单个水袋最大装水量45.5 t，水袋个数2个，由专业厂商定型生产；完成吊架、底模等施工后，将两个水袋分别布设在现浇梁挑出盖梁部分和合拢段设计预压位置；加载分三级进行，加载梯度依次为混凝土荷载的50%、100%、120%；对于水袋重量不足部分，采用工字钢加载；在加载、卸载过程中，做好16#块梁端观测点变形量的监测和记录[5]。

（3）试压施工是确定现浇段、合拢段立模标高的主要手段，通过分析试压荷载，也可更加合理地确定中跨、16#块配重；挂篮荷载远小于悬浇时混凝土荷载，因此无须另作受力安全分析。

（4）在混凝土浇筑、养生阶段，应以2 h/次的频率，定时观测观测点标高，并通过调整水箱配重，使观测点保持恒定标高，避免在硬化阶段因结构自重作用导致结构变形或开裂[6]。

3 施工技术要点

3.1 现浇段施工

挂篮作为现浇段悬出盖梁部分支架，用挂篮底模作为支架底模，挂篮侧模作为外模，挂篮内模作为内模。盖梁上部分在盖梁上进行底模安装。在进行混凝土浇筑施工时，通过调整水箱配重，保证观测点高程恒定。在混凝土养生期间，根据标高监测数据，合理调整水箱水量，确保标高稳定。养护龄期达到7 d且混凝土强度达设计值90%时，方可进行下一工序施工[7]。

3.2 合拢段施工

（1）混凝土浇筑施工完毕后，应及时开展合拢段施工准备，完成底板钢筋绑扎等准备工作，待混凝土强度达标后，完成内模拆除工作，即可开始合拢段施工。

（2）通过各合龙口标高持续监测数据，分析合拢施工可行性，待标高稳定，选择合适天气进行刚性连接安装，并在完成刚性连接当天最低气温时锁定；待锁定完毕，立即对2×BX1、2×BS1进行张拉施工，每根施加张拉力73 t。

（3）对已完成刚性连接的合拢段，实施持续24 h的连续监测，确保刚性连接稳固性，若无异常则可进行混凝土浇筑施工；若有异常，应及时查找成因，并制定针对性治理措施，并再次连接刚性连接并观测24 h，直至可进行混凝土浇筑施工。

（4）混凝土浇筑应选择在低温时段施工，并将终凝时间控制在浇筑施工当天最低气温时段，以抵消混凝土温缩应力，避免混凝土开裂；混凝土浇筑施工期间，应合理控制水箱水量，保持混凝土浇筑期间合拢段的荷载稳定，避免标高变化过大，影响整体施工质量。

（5）混凝土养生至设计强度90%，即可开始预应力张拉及后续锚固灌浆施工，张拉施工应注意先施作长束钢束，再进行断束钢束张拉。待上述工序施作完毕，将中跨挂篮向后移动2 m，准备下一工序施工[8]。

3.3 施工质量精细化控制

（1）重视前期工作，加强施工图设计；工程质量控制主要是对施工过程的监视，工程质量形成过程对相关专业工作界面依赖很大。必须重视前期工作，规范项目设计，在施工图设计阶段，业主有必要召开相关专业开展详实的联合设计工作，必须把各专业交叉界面划分清晰，明确责任。

（2）加强过程控制，强化施工现场管理：1）严格工序移交手续；2）加强材料设备检验；3）加强旁站管理，确保隐蔽工程质量。

（3）完善后评价机制，严格工程交工验收程序。

（4）工程项目施工精细化管理主要包括质检工程师巡检和旁站监管：1）按照施工设计规范对施工程序、关键工艺、隐蔽工程施工等内容进行检查；2）检查是否出现违规施工；3）定期查验施工设备的使用情况，确保其性能满足施工需要；4）检查现场施工材料的质量、种类及施工工艺是否达标。

4 吊篮受力计算

4.1 吊篮受力体系

挂篮主要受力结构为两片三角形主桁，桁架主梁结构为2根I56a。挂篮为受载构件，其主桁架不作为主要受载构件，主要为结构提供受力冗余保险和移动装置，主要承载构件为挂篮底蓝和外滑梁。挂篮外侧模作为现浇段外模，内模由底板支承，受力也由底板承载。外滑梁为2I40b。

4.2 吊篮使用工况

该施工吊篮循环使用，先作为主梁2#~16#节段的悬臂施工受力结构，待上述工序施工完毕，前移至过渡墩盖梁预定位置，并进行固定，用作现浇段、合拢段混凝土浇筑施工受力体系。结合实际工况和各节段受力结构情况，需对2个工况下的吊篮受力进行计算[9]：

（1）现浇段混凝土浇筑施工（盖梁上部分吊篮不受力，无须分析；仅对现浇段挑出盖梁部分进行计算，该部分长2.24 m，混凝土重约67.07 t）。

（2）合拢段混凝土浇筑（长2.0 m，重49.62 t）。

4.3 吊篮使用各工况受力计算

结合以上分析，利用MIDAS civil 2017软件，对吊篮系统按空间结构建模。考虑到吊点和锚点均为铰接，为模型分析效果更贴合实际，对吊点、锚点模型，仅设定x、y、z方向上轴向位移的约束条件，对两构件模型的Rx、Ry、Rz三个转角位移不做约束；考虑到精轧螺纹吊杆、斜拉钢带在实际工况中仅作为受拉构件，故采用桁架单元模拟其受力特性。模型及建模所用材料特性如下：

4.3.1 材料特性

材料特性具体见表1。

表1 钢材的容许应力 /MPa

4.3.2 型材截面特性

各构件型材截面特性见表2。

表2 各构件型材截面特性

4.3.3 吊篮模型

（1）采用MIDAScivil2017建立的吊蓝模型见图2。

图2 吊蓝模型

（2）吊篮受力分析结果见表3。

表3 吊篮受力计算分析汇总

由计算结果可以看出各型材的应力值均在设计允许值内，结构安全、可靠。

5 结论

实践验证，吊架施工工艺的适用性较强，相较于传统钢管桩支架工艺，可显著降低高墩施工成本；相较于焊接牛腿搭设施工平台工艺，可有效降低施工安全风险，保障施工工人施工安全。同时，取得更加理想的底模、侧模与前段梁结合效果，使结构具有更加优良的外观。因吊架可一次性到位，使现浇段和合拢段更加便宜，提升了施工效益，可在同种类工程中积极推广使用。