双幅变高单箱双室预应力混凝土箱梁挂篮施工技术

李如强

（河北衡通工程项目管理有限公司，河北 衡水 053000）

1 工程概况

某桥梁全长975m，主桥长269m，上部结构采用双幅变高单箱双室预应力混凝土箱梁，单幅桥面宽20.3m，底板宽13.3m，跨径布置：72+125+72（m）。中支点梁高7.5m，跨中梁高3.0m，箱梁高度按1.8次抛物线形变化，边跨与中跨梁高对称。全桥半幅设置1个主跨合龙段及2个边跨合龙段。0#块从纵桥向两侧悬臂伸出桥墩各1.5m，墩梁刚性固结。节段最重为3.5m长4#块节段，节段重249.6t，混凝土强度等级为C55。

2 挂篮结构

根据本桥实际情况，双幅变高单箱双室预应力混凝土箱梁选用结构轻巧、安装方便、重心相对偏低的三角形挂篮施工，挂篮及附件总重量约78t，用钢量小，成本低廉。挂篮由主桁架、上下横梁、悬吊系统、底篮、行走系统、锚固系统、模板系统等组成。

3 挂篮施工技术

3.1 0#块施工

0#块施工是挂篮悬浇施工技术应用的第一步，主要作用是为挂篮安装提供一个安全、稳定的平台。0#块施工中，需要在挂篮底部走道上预埋稳定的锚固设施，并由专业设计单位和施工单位进行设计和施工，确保预埋件布设精度，提升0#块质量，为挂篮悬浇营造良好的施工条件。

3.2 挂篮安装

当0#块施工完成后，要对施工质量和相关技术标准进行检验，确保达到设计要求后，进行挂篮施工和模板安装。双幅变高单箱双室预应力混凝土箱梁施工所用挂篮模板由墩身模板改制而成，加工后运到施工现场进行现场拼装。挂篮安装主要以箱梁中心线为基准，按照挂篮施工图纸，精确测量轨道安装位置，轨道间中心距要和设计图纸一致。在箱梁腹板上布置JL32精轧螺纹钢，将挂篮行走的轨道固定在箱梁上。挂篮安装中，如竖向钢筋长度不足，可通过专用连接器适当增加钢筋长度，并用钢直尺复测轨道之间的距离。

挂篮承重系统安装，首先在地面拼装好承重架体，通过吊机吊运到桥面上，在施工人员的辅助之下，将承重架体、提取布设好的反扣轮组和前滑座通过高强度螺栓连成一个整体。为保证挂篮后期行走的安全性和方便后期施工，需要保证承重架体的水平杆到箱梁面的距离不小于100cm。轨道和承重系统安装完成后，进行前横梁、前平台、侧平台安装，在前横梁上需要放置好吊杆，通过焊接的方法将横梁和吊杆连接成一个整体，先点焊固定，确认精度达标后进行满焊。安装移动行走系统时，要让行走系统能够稳定坐落于悬浇1#块上。在后锚点的后支座上放置2个扁担梁，并使每个扁担梁的两端通过锚固方式加以固定，利用千斤顶和顶梁预压扁担梁，使反扣轮组坐落在轨道上，拧紧螺母后，松开千斤顶，承重架处于稳定状态，确保后锚点牢固。然后，进行另一端的承重系统和外模、外滑梁安装。

3.3 模板安装

先安装两根内滑梁。滑梁前端通过吊杆挂在前横梁上，后端穿过悬吊轮和悬吊架后挂在箱梁顶板上，安装内侧模板。初步调整挂篮标高，对挂篮进行预压，预压重量为1#块件重量的1.2倍。把内模推入0#箱梁腹内，便于1#箱梁腹板处绑扎钢筋。

3.4 挂篮预压

在预压试验中采取加载预压法，箱梁最重墩块为4#墩块，梁体自重249.6 t，需要保证预压加载最大值为混凝土重量的1.2倍。采取砂袋分4级进行加载和分级卸载，其中加载需要采取等量加载法。每级荷载下，需要等挂篮变形充分稳定之后，进行挂篮底模前吊点、主桁架前支点、后锚点以及前吊点的变形观测。为保证变形观测的准确性，需要至少布设5个观测点。各级加载完成后，在第5min、第15min、第30min、第45min、第60min观测挂篮各关键点的变形情况，此后每隔30min观测一次，确保每小时内挂篮关键点的变形值都不超过0.5mm。

为保证观测数据真实有效，每次数据测度中需要详细记录实际加载量、变形情况、预压试验日期、时间、温度及天气变化情况。通过预压试验可获得挂篮施工的实际竖向变形值，超过设计要求时，要及时对挂篮系统进行调整和加固，确认达标后才能正式进行混凝土浇筑。

3.5 现浇混凝土

挂篮系统预压结果达到设计要求后，开展箱梁腹板钢筋绑扎，安装预应力钢束。将内模系统从0#块的空箱中推出就位，严格按照设计图纸布设钢筋、安装预埋件、预留孔道，保证各构件安装和布设精度符合设计要求。底篮需要稳定地坐落在前下横梁和后下横梁之上。外模系统安置在外滑梁上，内模系统布设在内滑梁上，两侧外模板需要牢牢包住底模两侧，以免在混凝土浇筑中发生浆液渗漏问题。

现浇混凝土的量比较大，为保证混凝土浇筑的连续性，混凝土在拌和站集中拌和，运输到施工现场后通过泵送的方法入模。混凝土浇筑要严格遵循对称浇筑的原则，控制两端1#块混凝土浇筑量不超过顶板混凝土量的1/4。混凝土浇筑顺序为底板-腹板-顶板。每次浇筑时都要保证先前端，再后端。边浇筑边振捣，混凝土顶板浇筑振捣完成后，要及时进行抹面处理。为保证箱梁混凝土浇筑质量，混凝土浇筑中每个节段都需至少做3组随梁试件用于试验以确定预应力的张拉时间。箱梁顶面浇筑时，要及时覆盖上一层土工布并进行洒水养护，腹板可直接喷水养护，养护时间不得短于7d。当混凝土强度达到设计强度的90%后，再进行预应力张拉，张拉顺序为先张拉纵向束，再张拉横向束，竖向束可略微滞后1~2个块件，按安装设计要求进行复拉。

3.6 预应力控制

在该挂篮施工的过程中，需要做好预应力控制，部分跨中各施工阶段应力值如表1所示。

表1 跨中各施工阶段应力值 单位：MPa

由表1可知，该双幅变高单箱双室预应力混凝土箱梁挂篮施工过程中，实测顶板应力和底板应力与对应的理论应力值相差很小。

3.7 挂篮行走

当1#块混凝土浇筑、预应力张拉、脱模都完成后，将挂篮系统移动到2#块进行再次施工。挂篮行走是挂篮悬浇施工技术应用的关键工序，为保证施工的安全性和质量，挂篮行走中需要严格控制好以下几点。

（1）在原有轨道上增铺新轨道，保证轨道间距和水平度与原有轨道相一致，增铺完成后进行锚固。拆除内模和外模上的对拉螺杆、已浇筑完成墩块的内模侧板、所有后锚扁担梁上的锚固装置。反扣轮组上的滚轮要安全稳定地紧扣在轨道上。

（2）放松挂在前横梁上的吊杆，拆除悬臂吊架上的吊带和螺母，并保证内滑梁和外滑梁都准确落在悬吊轮上，悬臂吊架自由落在滑梁上。用绳索将内模系统固定在已完成浇筑的箱梁上，并用两只5t倒链，同时牵引两片承重架的前端，同步移动挂篮和模板系统到下一个箱梁施工处。

（3）挂篮行走到位后，及时安装前后横梁吊杆，同时拆除5t倒链。安装悬臂吊架，拆除悬吊轮，并将其移动到吊架附件后进行重新安装。重复挂篮和模板的安装步骤要遵循设计图纸要求，绑扎钢筋、放置预埋件及预留孔，进行2#块混凝土浇筑。同理，重复上述步骤，完成其余墩块施工。

3.8 合龙段施工

合龙段施工主要包括边跨合龙和中跨合龙。全桥半幅设置1个主跨合龙段和2个边跨合龙段。合龙段施工规模较大，为降低合龙段施工难度，保证各道工序高效、安全、有序地开展，可采取先边跨、后中跨的施工顺序。该施工期在夏天，在合龙段施工前3～5d，测量人员检测全天气温，选择每天气温最低时段（凌晨1:00左右）进行合龙段施工。合龙时先进行外部锁定，以型钢作为劲性骨架，合理组织安排合龙施工人员和机械设备，以保证合龙段施工质量。

在中跨合龙施工中，需要将原中跨水箱补充加水1/2的合龙块重量，初步就位吊架和模板，再进行钢筋绑扎，连接波纹管。对于劲性骨架型钢，需要焊接一端，另一端在合龙时再进行焊接。通过粘贴角钢的方法焊接中接杆型钢和钢板，具体焊接要求为：一根型钢上焊缝的总长度不能小于100cm，焊接高度不能低于1.5cm，具体焊接前需要用土工布进行全部覆盖焊接位置的梁体，并进行洒水润湿处理，以免在焊接中因为温度过高灼伤混凝土，导致桥梁发生局部崩裂问题。

合龙完成后要及时进行混凝土养护，等混凝土强度达到设计强度后，对称张拉钢绞线至50%的张拉控制应力，再解除劲性骨架锁定。解除时需要严格遵循“同时和对称”的原则，骨架解锁完成后再张拉到设计应力。张拉完成后拆除边跨上的挂篮，解除主墩上的永久支座锁定和墩梁上的临时固结。

4 结语

综上所述，该双幅变高单箱双室预应力混凝土箱梁挂篮施工取得了良好的效果，竣工质量验收合格。研究结果表明，挂篮施工技术在桥梁工程中的应用可降低施工难度，克服不利环境对工程施工的影响。在实际施工中，需要针对桥梁工程的建设需求，做好挂篮制作和安装等，进一步提高挂篮施工质量，确保桥梁工程的整体质量，延长使用寿命。