预应力混凝土连续桥悬臂挂篮施工技术

赵树楠

（邢台路桥建设集团有限公司，河北邢台 054000）

0 引言

随着区域经济的不断发展，我国的交通基础设施愈加完善，桥梁结构形式更加多样，跨度越来越大，并逐步向偏远山区推进[1]。为更好地适应道路线形设计，许多预应力混凝土连续钢构桥逐步向大跨度、超宽方向发展，技术要求更为严苛[2]。基于此，文中结合某预应力混凝土连续桥施工案例，对其施工技术展开全面分析，总结了施工方法及技术控制要点。

1 工程概况

某桥梁工程上部结构为预应力混凝土连续钢构，共3 跨，跨度形式（122+210+122）m，顶板宽度为22.5 m，底板宽度为11.0 m，基础形式为群桩薄壁墩结构。墩身壁厚2.5 m，宽12.6 m，净距7 m，高79.66 m。桥长约707.21 m，主跨跨径为210 m。

2 挂篮形式选择

悬臂浇筑最关键的环节是挂篮施工，其结构稳定性、设置合理性直接影响悬臂施工的质量和安全。挂篮选择时，应尽量选用结构简单、强度大、安全性高、质量轻、安拆方便的挂篮结构。因此，该工程结合现场实际情况及施工特点，决定采用三角形挂篮。三角形挂篮具有结构简单、方便安拆、移动精准、快速、效率高等特点。

3 挂篮拼装、预压和移动

3.1 挂篮拼装

（1）安装主构架体系：测量定位预设垫梁→安装导梁→安装主构架→安装前上横梁→安装横梁。

（2）组装底篮：在0 号块托架上方布设前、后下横梁→安装纵梁→安装前、后吊带→收缩前、后吊带→起升底篮后锚固，同步安装底模→质量检验→测点布设→支架预压。

（3）拼装模板：安装外滑梁→拼装外侧模→焊接外侧模及模架→安装内滑梁→安装内模及模架，并设置入模口。

3.2 挂篮预压

挂篮拼装完成后，通过预压方式消除非弹性变形，并检测弹性变形量。首先，全面考虑施工过程中临时载荷作用及混凝土浇筑时冲击作用，预压载荷采用1.3 倍梁重。利用砂袋施加载荷，分为8 个等级。其中：一级加载为0.1 倍梁重；二级加载为0.3 倍梁重；三级加载为0.5 倍梁重；四级加载为0.8 倍梁重；五级加载为1.0 倍梁重；六级加载为1.1 倍梁重；七级加载为1.2倍梁重；八级加载为1.3 倍梁重。每加载一次，都要采用高精度水准仪对锚固点变形情况实施检测，并详细记录检测数据，然后进行后续加载。待完成全部加载后，应根据加载预压流程实施反向卸载，并记录保存相关信息。卸载完成后，结合检测数据建立曲线分布图，作为后续施工依据[3]。

3.3 挂篮移动

梁体预应力张拉完毕，应及时进行孔道压浆，待孔道内部浆体强度满足设计及规范标准后，方可进行挂篮移动施工，加长轨道，并实现与竖向螺纹钢筋的牢固连接。松开前、后吊杆，使钢模板在重力作用下实现自动脱模，并通过滑梁支撑保护。移除前、后吊带，使后方吊带支撑底篮。合理松动主桁架下弦杆锚固体系，通过后扣轮实现与轨道的反向连接。对挂篮实施全面检测，保证各项指标满足规范及设计要求后，通过液压式千斤顶移动挂篮。

挂篮移至标准位置后，分别进行各吊带点的连接与锚固，并严格控制其高程。移动时应注意以下3 个方面[4]：①移动前，应对挂篮各项性能指标、临时连接、更换等情况实施全面检查，确保准备到位，从而保证移动过程左右同步，方向准确，安全稳定；②挂篮移动时，实时监测吊带受力状况，保证处于安全、可靠状态；③挂篮移至设计位置后，应及时实施锚固处理，严格控制锚固顺序，先锚固底篮后吊带，然后依次完成其他锚固点锚固。

4 悬臂浇筑施工

4.1 钢筋施工

该桥梁工程悬臂段施工需要钢筋种类多，数量大，需安排专业人员进行加工制作，并采用塔式起重机完成钢筋吊运，现场施工人员利用施工平台完成钢筋施工。抗裂钢筋网片应提前在钢筋料场制作完成，然后利用塔式起重机将其吊装至桥面直接安装，并严格控制钢筋保护层厚度。钢筋安装完毕，应准确检验模板轴线及高程，确保符合设计要求，该工作应在温度较低的环境下完成。钢筋焊接采用单面焊，焊接时严格按照操作规程进行。钢筋施工时，若钢筋位置、预应力管道、吊装预留孔三者发生冲突，应适当进行位置调整，必要时可对钢筋实施切除，并采取补强代换，保证结构受力满足要求。

4.2 混凝土浇筑

桥梁工程悬臂段钢筋全部安装完成，且模板轴线、高程检验合格后，便可进行混凝土浇筑。为最大限度保证混凝土具有较强的整体性，各节段应一次性浇筑成型。该工程采用的混凝土由拌和站统一拌制，并由混凝土运输车运至施工现场，然后通过输送泵泵送浇筑。

正式浇筑前，应对挂篮各项指标性能实施全方位检查，确保具有足够的安全性、稳定性，避免发生安全事故。重点检测项目包括承重件、锚固点、吊带等。同时，还要合理配置施工机械，并确保运行状况良好。混凝土浇筑时，应严格控制振捣环节。因预应力箱梁中钢筋间距较小，预应力管道、预留孔、预埋件较多，振捣时应小心、细致，防止触碰、扰动，造成位置发生改变。同时应加强倒角位置混凝土振捣，确保其密实度满足要求。

4.3 混凝土养护

混凝土养护是保证混凝土质量的关键因素，因此施工中应加强养护工作。若养护缺失，势必会造成混凝土表面产生裂缝，降低构件强度和承载能力。混凝土浇筑完成后，应及时安排专人进行洒水养护，确保连续养护时间不低于7 d。

4.4 预应力施工

4.4.1 预应力筋下料

预应力切割时，应采用砂轮切割机切割，不得采用电焊切割。竖向预应力筋采用单根切割方式进行，并采用砂轮机清理表面毛刺。保持各预应力钢束平顺、整齐，避免出现交叉、缠绕、扭曲现象，并禁止踩踏和挤压。预应力筋安装完成后应作好标记。

4.4.2 预应力管道安装

预应力孔道利用金属波纹管成孔工艺，波纹管采用现场加工制作成型。首先，按照设计位置准确定位安装，若管道长度超过40 m，应按40 m 间距预留排气孔。波纹管安装前应进行全面检查，若存在破损应及时修补或更换。其次，将波纹管准确穿入定位钢筋网片中，并采用扎丝固定牢固，同时保证波纹管不得出现弯曲。针对直径较大的竖向预应力筋，应先将其穿入预应力管道，然后再通过锚固端螺母固定牢固，依次焊接下垫板及底板位置的受力钢筋，确保波纹管顶部及下部实现紧密接触，用胶带封闭。再次，波纹管接头位置应采用专用套管连接，套管直径应超过波纹管管径2～3 mm，并严格控制接头位置位于管道中心。接头位置可采用胶带进行密闭处理，避免漏浆。为防止管道漏浆堵塞孔道，应在纵向管道中增设硬质塑料管，确保孔道畅通。

4.4.3 预应力筋穿束

穿束前，先通过人工穿束方式穿入牵引线，待其从波纹管穿过后，再通过卷扬机从管道穿过，并利用穿束器实现与预应力筋的可靠连接，最后开启卷扬机进行纵向预应力穿束施工。采用卷扬机为主，人工为辅的方式，完成预应力穿束。穿束过程中应实时监测卷扬机工作状态，如出现卡顿现象，应及时分析原因并科学处理，避免受力异常造成钢丝绳断裂。严格控制预应力束外露长度，确保穿束完毕两端长度相同[5]。

4.4.4 预应力筋张拉

当预应力箱梁混凝土强度达到设计值的85%，放开进行预应力张拉。如锚垫板区域混凝土有质量缺陷，则应在拆模后采取必要的补强处理措施，待强度满足要求后再进行预应力张拉。

张拉具体步骤如下：第一步，先安装工作锚，并轻轻敲击夹片，保证其与钢绞线牢固连接，且保证钢绞线外露长度相同；第二步，对称安装千斤顶和工具锚；第三步，启动油泵，逐步加压，保证千斤顶状态同步；第四步，张拉完毕，严格按照顺序依次锚固两端锚具，锚固时应保证油压持续稳定；第五步，拆除千斤顶和工具锚，开始进行后续预应力筋张拉。

纵向预应力筋张拉，千斤顶规格为YCW520，油泵规格为ZB4/600，严格控制张拉力，确保最大拉力不高于5028 kN。竖向预应力筋张拉，千斤顶规格为YCL70，并配带扭矩扳手，油泵规格为ZB4/500，张拉力不得超过542 kN。机械张拉完毕，锚固前应通过扭矩扳手进行2 次重复张拉，以确保张拉力满足规范要求。横向预应力筋张拉，千斤顶规格为YCL22，油泵规格为ZB4/500，张拉力不得大于201.2 kN。

预应力束张拉过程中，应特别注意以下4 点：①采用双控张拉，待张拉达到设计吨位时，应对钢束伸长量实施检测，确保处于设计值95%～106%范围内；②锚垫板、孔道、锚具、锚垫板、千斤顶中心均应位于同一直线上；③根据规范要求对张拉设备实施标定和校正，并确保千斤顶和油表配套；④张拉完毕，应在和锚圈等距位置作好标记，并在24 h 后检查钢束回缩量，经确认符合标准要求后，采用水泥砂浆封堵端部，作好孔道压浆准备。

4.4.5 压浆

孔道压浆的主要目的是通过向孔道内注射水泥浆，使浆液与混凝土形成整体，共同承担预应力筋产生的压力，增大结构受力面积，并显著提升预应力筋与混凝土黏结度，减小预应力损失，同时能有效防止预应力筋锈蚀。该桥梁主跨长度为210 m，压浆存在较大难度。因此，先采用真空泵对孔道实施排气处理，然后通过孔道负压完成压浆施工。具体实施时，采取持续抽气和压浆保证孔道内浆液饱满。

孔道压浆的过程中，选用普通硅酸盐水泥制备浆液，水灰比控制在0.3～0.4，泌水性应控制在泥浆初始体积的2%，初凝时间6 h，并合理添加膨胀剂，保证体积收缩率低于2%。

5 结论

随着预应力混凝土连续桥的跨度和宽度的逐渐增大，使得施工技术及质量要求更为严苛。目前该预应力混凝土连续桥已顺利竣工，且经质量检验各方面性能均满足规范及设计要求，充分表明所采用的施工技术具有可行性，值得推广和应用。