连续刚构桥施工技术管理重难点研究

朱先学

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550008）

0 引言

团山堡大桥中心桩号为K134+092，设计桥孔和跨径（孔×m）为1×40m+66m+120m+66m，桥梁上部结构采用预应力混凝土T 梁和连续刚构，主桥布置为66+120+66=252m 预应力混凝土连续刚构，桥梁全长303m。其中，箱梁悬臂挂篮施工和边跨支架施工是容易被忽视的施工技术管理重难点。

1 连续刚构桥箱梁悬臂挂篮施工技术管理要点

1.1 连续刚构桥箱梁悬臂挂篮设计

1.1.1 挂篮主要结构

该项目挂篮主要由菱形桁架承重系统、底篮系统、行走系统、悬吊及锚固系统、内外滑梁系统、平台防护系统和模板系统（外模、底模、内模）构成[1]。

（1）菱形桁架承重系统：菱形桁架承重系统主要包括2 根上下水平杆件、立柱、斜拉杆、斜撑杆和前上横梁等主要构件。其中，菱形架上下水平杆件、斜拉杆、斜撑杆均采用2[36 槽钢+上下t12 钢板工厂组焊而成矩形断面箱型梁，截面为384mm×320mm。

（2）底篮系统：该系统主要由前下横梁、后下横梁、横梁吊架及底纵梁等几部分组成。底纵梁与前后下横梁通过连接螺栓连接。为了减轻挂篮自重，增加杆件的抗弯截面系数，底纵梁采用H 型钢进行加工。

（3）行走系统：该系统主要由轨枕、轨道、前支座和后反扣轮组件组成。左右轨枕设置高差，以调整桥面2%横坡带来的影响；轨道采用型钢整体式轨道，以便挂篮行走过程更平整顺畅；在两反扣轮组中设置平衡梁，使各反扣轮均匀接触轨道踏面，均匀受力；前支座下设置t3 不锈钢板，以减少前支座的摩擦力。

（4）悬吊及锚固系统：该系统主要由后锚扁担梁、反扣轮组锚固梁、Q345B 钢吊带、PSB930 精轧螺纹吊杆、吊带锚固梁、吊带调节梁、吊杆扁担梁以及斜垫块等部件组成，主要用于对底篮系统和模板系统的悬吊、锚固和调节。

（5）内外滑梁系统：该系统主要由内滑梁、外滑梁、承重吊架和滚动吊架等部件组成，主要用于对挂篮内外模板的支撑和满足挂篮模板随挂篮一起移动。内外滑梁均采用2[40a 型钢组合而成，滑梁通过承重吊架和滚动吊架，采用PSB930 精轧螺纹吊杆锚固于已浇筑的混凝土主梁顶面。挂篮移动时，需进行体系转换，此时滚动吊架悬吊滑梁主要受力，承重吊架起保护作用。

（6）平台防护系统：该系统主要由前上横梁平台防护、底篮前横梁平台防护、底篮后横梁平台防护、侧平台防护、张拉平台防护、爬梯等组成，是实施挂篮施工操作安全防护的重要系统。

（7）模板系统：模板系统主要由外侧模、可调铰接式内模、底篮、封端模板组成。模板是混凝土外观质量的重要保障，须严格按照工艺规程执行加工。内外模板之间需采用φ25 的精轧螺纹钢进行对拉。

1.1.2 挂篮加工要求及注意事项

挂篮加工委托贵阳必胜钢模有限公司加工，加工地点为贵州省贵阳市。各部件加工精度需满足设计图纸及规范相关要求。

（1）零部件全部采用国标材料加工，原材料进场需进行见证取样，外委检测。

（2）材料采用数控精确下料，大部分焊接采用智能焊接机器人焊接。

（3）各部件随时加工，随时组装，焊缝必须由具有相应资质的第三方检测机构检测合格。

（4）主要构件在场内编号标记明确，便于现场安装。

（5）加工完成的挂篮应由厂家提供合格证明[2]。

1.2 连续刚构桥箱梁悬臂挂篮拼装

该项目挂篮拼装流程为：走行系统—主桁架—锚固系统—悬吊系统—底模板—内外模—防护系统。

1.3 连续刚构桥箱梁悬臂挂篮加载试验

1.3.1 挂篮加载试验的目的

（1）检验挂篮的安全性及可靠性。

（2）测出挂篮的挠度值，与理论计算值比较后指导施工。

（3）消除非弹性变形。

1.3.2 挂篮加载试验的流程

在0 号块上安装挂篮承重系统、后锚系统、悬吊分配梁—安装前下横梁—安装前下横梁与前悬吊间吊杆—安放千斤顶（150t)—初始量测—加载（每台千斤顶施加1104kN）—持荷2h—量测、计算、与理论计算比较—试验结束[3]。

1.3.3 挂篮加载试验的方法

0 号块施工中在腹板中提前预埋键盒。0 号块施工完成后，插入工字钢45a 三角反力架，通过千斤顶顶升使三角反力架受力，反压挂篮前悬吊系统，如图1所示。1 号梁段最重，混凝土方量为153.2m3，总重400t。施工时，对前横梁的吊点反力最大，重心保守估计在中间1.75m 处，前支座距离已浇筑梁段边缘0.5m，挂篮前端悬吊点距离纵梁后锚点5.3m。挂篮前端悬吊点处加载试验，每台千斤顶施加荷载为：4000×(1.75+0.5)×1.1/（5.3×2）=934kN。

图1 挂篮荷载试验反力架布置示意图

1.3.4 挠度测量点布置

后锚点（A1～2）/前悬吊点（B1～2）/前下横梁（C1-C4)，测点布置如图2 所示。

1.3.5 加载分级

（1）预压：初测→70%（持荷30min）→测量→卸载→测量（该数据作为加载前初度数）。

（2）加载：0→30%→测量→50%→测量→80%→测量→90%→测量→100%→持荷2h→测量。

（3）卸载：100%→80%→测量→50%→测量→30%→测量→0→测量。加载、卸载持荷时间未注明的均持荷3min。采用2 台水平仪分别安置于挂篮两侧，并准备铝合金塔尺或钢卷尺配合测量。

2 连续刚构桥边跨支架施工技术管理要点

2.1 连续刚构桥边跨现浇段悬挑支架搭设

过渡墩处边跨现浇段悬挑出盖梁3.4m，采用贝雷片悬挑架进行施工。悬挑架总长9m（用3 片3m 标准贝雷片组拼），梁段左右侧各设置7 排贝雷片作为纵向主梁（贝雷片放在墩顶盖梁上，贝雷片与盖梁之间设置10mm 钢板，盖梁与贝雷梁接触的位置设置抗压钢筋网，防止局部混凝土压碎），尾端通过钢绞线锚固于原地面下地层中（地锚施工完成后做拉拔试验，检验锚固力是否达标，达标后再进行下一道工序施工）。纵梁悬挑端设3 组贝雷片横梁，传递边跨现浇段荷载，每组横梁长15m，采用2 排贝雷片。横梁通过JL32 精轧螺纹钢筋连接，锚固于纵向主梁上，形成整体受力体系。支座处采用砂箱，由钢板围封，箱内用中粗砂填充并洒适量水夯实，顶面进行标高调平后用竹胶板封闭，作为该部位底模使用。砂箱拆除时，只需掏空砂粒，拆除竹胶板即可。

根据设计图纸，边跨现浇段混凝土总量为124m3，过渡墩墩顶混凝土总量为31.2×1.48=46.2m3，边跨现浇段悬挑端3.4m，混凝土总量为124-46.2=77.8m3；边跨合龙段1m，混凝土总量为13.25m3。混凝土自重荷载为：77.8+13.25×26=2367.3kN；支架自重524kN，合计2367.3+524=2892kN。以盖梁边缘处为支点，边跨现浇段悬挑端3.4m 和边跨合龙段1m，重心保守估计在中间（3.4+1）/2=2.2m 处。支架纵向主梁尾端通过6 组钢绞线锚固于原地面下地层中，纵向主梁尾端钢绞线锚固点与支点距离为4.25m，每组钢绞线张拉力为2892×2.2/（6×4.25）=250kN，取2 根。

过渡墩墩柱较高，边跨现浇段浇筑过程会对墩柱产生偏压，通过在悬挑支架纵向主梁贝雷片尾端设置钢绞线及锚具反拉，消除对墩柱产生的偏压。在纵向主梁贝雷片尾端钢绞线张拉位置处，垂直向下对应的地面上设置地锚，地锚每孔锚索由2 束无黏结钢绞线组成，钻孔孔径为φ70mm。钢绞线与地锚钢束通过连接器连接牢固，另一端延长至纵向主梁贝雷片顶，与锚具千斤顶进行张拉反拉。在边跨现浇段浇筑过程中，使用千斤顶逐步增加钢绞线的张拉力。在施工过程中，对悬浇支架进行全过程施工监测。

单组纵向主梁之间必须安装横向联系，且保证其牢固可靠。在现浇段混凝土浇筑时，安排专人检查支架。在左右侧纵向主梁设置φ32 精轧螺纹钢筋横向拉结，在纵向主梁尾端设置工字钢I20a 钢支撑，防止纵梁在横梁受荷后内移，以提高支架整体的刚度及稳定性。根据计算，综合应力最大值出现在靠近箱梁内侧纵向主梁的第二片与第三片贝雷片连接处。要求在靠箱梁内侧纵向主梁的第二片与第三片贝雷片连接处，两侧竖杆加焊工字钢I8 进行补强，同时在两侧1.5m 腹杆区域，用10mm 厚钢板予以加强（如有已经加固过的贝雷片，尽可能将已经加固过的贝雷片使用于该位置），如图3 所示。

图3 纵向主梁局部加固补强示意图

在悬挑支架安装过程中，必须将内侧、中间与外侧横梁进行有效连接，以提高横梁的横向（顺桥向）刚度。避免横梁在使用过程中，因横向挠曲过大而造成横梁失稳。悬挑支架是边跨现浇段施工最重要的环节。在支架施工中必须细致认真，仔细检查，对支架进行预压后，方可进行下一道工序作业。

在过渡墩盖梁施工时，预埋内径φ48 的脚手架管成孔（半幅4 组，每组3 根），预埋深度1m 以上。

2.2 连续刚构桥边跨现浇段悬挑支架预压

2.2.1 预压目的

施工混凝土浇筑后，后锚精轧螺纹钢会产生弹性变形。因此，在混凝土浇筑前，需要对支架进行预压，消除精轧螺纹钢弹性变形。过渡墩处支架预压的主要目的：消除纵梁非弹性变形，观测纵梁弹变值，并检验支点处对集中荷载的实际抵抗力。

2.2.2 预压荷载

边跨现浇段混凝土总量为124m3，过渡墩墩顶混凝土总量为31.2×1.48=46.2m3，悬挑端混凝土总量为124 -46.2=77.8m3，边跨合龙段1m 混凝土总量13.25m3。混凝土自重荷载为：77.8+13.25×26=2367.3kN，模板、人员机具、振捣荷载分别取44kN、22kN、44kN，故支架预压重量取值＝（2367.3 ＋44 ＋22 ＋44）×1.1＝2725kN=272.5t，边跨现浇段支架下吊尼龙绳水袋，水袋需装入272.5m3水进行支架预压。

2.2.3 预压分级

加载程序为：0→40%→55%→70%→100%。在逐级加载过程中，做好监测，并改进支架设计，确保施工质量和安全。为确保支架施工安全，在支架底模搭设完成后、支架预压试验时、预压完成后，均需组织监理、施工单位验收。

2.2.4 其他

（1）因结构计算时，荷载取值及组合相对保守，再加之合龙段施工时现浇段混凝土已经固结成整体，合龙段施工时支架安全性及承载能力有所提高，因此支架预压的荷载未做放大设计。

（2）该设计仅对边跨现浇段施工支架设计及结构受力分析。施工时，应严格按照施工图设计要求或其他的细节要求，灵活处理，但不得改变支架结构尺寸及结构形式。

（3）在支架安装、预压、使用过程中，出现与施工矛盾或不满足使用要求的情况应及时提出，以便做出相应调整，不得擅自更改或删减结构构件。

2.3 连续刚构桥边跨现浇段悬挑支架立模

利用0 号块模板进行现浇段施工，采用外侧模夹底模方式，检查合格后才能使用。在安装过程中，严格控制模板接缝的平整度及错台。底模标高的调整采用收放吊杆方式，为了适应悬浇段的高程，保证成桥后的线形顺畅，底模的立模高程与监控人员沟通确定安装。在铺底模前，预先安装临时支座装置，在分配工字钢上铺设钢模板底模。侧模和翼缘模安装时，应注意模板接缝质量，拉杆严格按设计要求进行布设并且套穿PVC 管以保证外观质量。翼缘板支架须按设计要求，保证有足够的强度和刚度。对翼缘处，在施工中须细致，保证轮廓清晰平顺。翼缘处支架采用脚手架管上承钢模板进行施工，脚手架管横向间距50cm，纵向间距按照120cm 厚处计算，统一布置为80cm，横杆步距100cm。内模采用内撑方式加固，采用组合钢模，施工时须注意倒角处接缝紧密，也可采用定型木模现场安装的方案。端头模外端有锚座、伸缩缝，里端与悬浇梁段相同，有钢筋、预应力管道。

3 结语

总而言之，连续刚构桥在桥梁工程项目中的应用屡见不鲜，需要引起施工技术管理人员的重视。如何做好施工技术管理的重难点控制，尤其是针对容易被忽视的箱梁悬臂挂篮施工和边跨支架施工的技术管理，具有重要的现实意义。