分离式小间距桥梁多组桁架挂篮同步施工技术

霍鹏云

（中铁建设集团有限公司，北京 100040）

0 引言

新建西新大道跨成雅高速桥梁（以下简称西新桥）设计为四幅，单幅全长190m，主跨为36+58+36m的连续梁，桥下为成雅高速公路，边跨为2跨30m的简支箱梁。主跨箱梁采用单箱双室截面，单幅桥梁桥面宽17m，底宽12m，箱梁横向等高。箱梁从跨中到根部，梁高以2次抛物线变化。连续箱梁0号段长10m（包括墩两侧各外伸3m），箱梁划分为7个对称梁段，边跨主梁现浇段长5.94m。1～7号梁段采用挂篮悬臂施工，悬臂浇筑梁段最大重量1357kN，挂篮设计自重678.5kN。

当左、右幅桥梁的间距处于0.1～0.5m之间时，称之为小间距[1]。西新桥四幅桥之间留有0.2m、2.5m 的结构间隙，故为小间距桥梁。在其悬浇段施工时，左右幅挂篮的上、下横梁及平联受小间距的影响，左右幅挂篮无法正常前移、后退，影响施工进度及质量。

针对西新桥建设工程两幅桥因间距过小，使得左右两组挂篮无法同步施工的难题，笔者提出了多组桁架挂篮同步施工技术。该技术主要包括两方面的解决措施：一是在梁体翼缘内侧设置后浇带，从而增加施工时两幅桥的间距；二是优化挂篮结构，当两组挂篮交错时，拆除部分横梁，使挂篮间有足够的活动空间。

1 0号块施工

1.1 临时固结施工

该箱梁顶面宽17m，但主墩平面尺寸较小，在悬臂浇筑过程中极易因外力不平衡而使其失稳，存在较大安全风险，加上该桥横跨高速公路，若出现倾覆将对高速公路的通勤造成极大影响，故对其采用体内固结加体外固结相结合的方式进行临时固结[2,3]，确保悬臂施工安全、顺利进行。

1.1.1 体内固结

在墩柱内预埋JL32精轧螺纹预应力钢筋，然后穿过箱梁并套上波纹管，在桥墩两侧各浇筑2块混凝土临时支座，在临时支座内，竖向等间距设置4层钢筋网片，预应力钢筋穿过临时支座。待0号块混凝土浇筑、养护完成后，按照设计张拉控制应力在箱梁顶面张拉预应力钢筋，最后锚固预应力筋并注浆。体内固结示意图如图1所示。

图1 体内固结示意图

1.1.2 体外固结

在墩柱两侧的承台顶面等间距设置3 块尺寸为850mm×850mm×20mm的钢板，钢板背面焊接12根Φ25、长度600mm的U型钢筋并锚入承台内。同样，在0号块的两侧底板上也设置同等数量及尺寸的钢板。0号块施工完毕后，依据0号块底板至承台顶面高度放样出相应长度的钢管，钢管直径630mm，其两端分别与承台和0号块的预埋钢板焊接。体外固结示意图如图2所示。

图2 体外固结示意图

1.2 钢筋绑扎及预埋

钢筋在加工场制作，利用塔吊将其吊至桥位并安装绑扎。绑扎钢筋时，如遇普通钢筋与预应力钢筋位置冲突，按照普通钢筋避让预应力筋为原则微调普通钢筋位置，钢筋的搭接及焊接应满足规范的相关要求，钢筋保护层垫块采用混凝土垫块，垫块强度等级同箱梁一致，垫块与钢筋绑扎牢固，以防露筋。绑扎翼缘钢筋时，左、右幅分别预留30cm宽度作为后浇区域，如图3所示。

图3 后浇带示意图（单位cm）

所有钢筋的接长均采用螺纹套筒连接或焊接，连接接头应满足《钢筋机械连接技术规程》JGJ-107-2016、《城市桥梁施工与质量验收规范》CJJ 2-2008和《公路桥涵施工技术规范》JTG∕T 3650-2020的相关规定[4-6]。由于挂篮后锚点位于中横梁实体段，吊杆无法穿透梁体，故依据后锚吊杆的位置，在中横梁实体段对应位置埋设预埋件，并将后锚吊杆与之相连。

1.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑采用泵送法，浇筑顺序为：先浇注横隔梁及底板，后浇注腹板、顶板及翼缘板。浇注腹板时，安排施工人员记录混凝土浇筑情况，如发现混凝土从底板上涌，应及时清理多余混凝土，以保证底板混凝土厚度符合设计要求。浇筑桥面时，桥面标高按照提前焊接的标高带进行收面。

1.4 张拉预应力筋

当混凝土强度达到设计强度的95%，弹性模量达到设计的100%时，开始张拉预应力筋。首次张拉时，需进行摩阻试验以确定预应力筋与管道间的摩擦系数，再通过摩擦系数计算出预应力筋的预应力损失量[7，8]，依据预应力损失量，计算出预应力筋的理论伸长量及张拉控制应力大小。张拉程序遵循先腹板后顶板，从外到内均匀分级张拉。

1.5 灌浆施工

预应力筋张拉完成后的24h内开始灌浆，灌浆工作在灰浆流动性稳定的30～45min内进行，为保证注浆质量，一次性连续灌注避免中途停顿，当管道一侧排出浆液的稠度与压注浆液的稠度相同时停止注浆。

2 挂篮安装

2.1 安装技术

根据挂篮总装图，在梁体顶面放线找准轨道中心位置，再根据轨道位置铺设轨枕（前支点位置加密布置），然后在轨枕上放置轨道。利用梁体竖向预应力精轧螺纹钢及轨道压梁把轨道锚固在梁体上，确保轨道纵向及横向均为水平状态，若有偏差用钢板垫平。竖向预应力筋布置及轨道锚固如图4所示。

图4 竖向预应力筋布置及轨道锚固

在地面将菱形架进行总拼，然后整体吊装至桥面。为了防止菱形架倾倒伤人，先用倒链葫芦将其临时固定。待安装2榀桁架后立即用后锚扁担梁及后锚杆将菱形架锚固在轨道上，并拆除倒链葫芦。然后安装中门架，将2榀桁架临时连接，最后安装第3榀桁架并接长中门架，将3榀桁架连接成整体。如图5所示。

图5 2榀桁架安装后中门架连接示意图

横梁一般由长短不同的节段通过高强度螺栓连接而成，在其翼缘、腹板均设置连接板。接长横梁时，确保所有连接板安装到位，严禁漏装。安装横梁前将接头都调到左右幅相邻位置，以便后期挂篮行走交错时拆除横梁。

将前上横梁吊至主桁架前端节点上并焊接，下放底篮及导梁吊杆，依次吊装底篮后横梁、底篮前横梁、底篮纵梁（纵梁与前、后横梁焊接）。挂篮底模与纵梁点焊固定，导梁与外侧模板背架组拼焊接后，整体吊装。

2.2 预压试验

挂篮安装完毕后，检查挂篮各锚点及吊杆位置是否正确，确认无误后进行挂篮预压实验。预压荷载选取悬浇节段中质量最大节段的重量，观测指标为挂篮的变形，之后浇注的节段，不再进行预压，以此数据为依据，对所有悬浇节段的模板标高进行微调。挂篮预压荷载按梁体实际形状布置，不能集中加载，且加载过程需分级间断进行，不得一次性加载、卸载，否则将影响挂篮安全性及预压结果的准确性。

3 悬浇段施工

3.1 混凝土浇筑

梁段钢筋在现场绑扎，按先底板再腹板后顶板的顺序进行绑扎，普通钢筋与已成梁段的钢筋全部采用双面搭接焊的方式进行连接，搭接长度不小于5倍钢筋直径。竖向预应力筋与腹板钢筋同步安装。最后，连接纵向预应力筋、安装内模、绑扎顶板钢筋及铺设波纹管。

混凝土浇筑前确认各杆件、吊杆及后锚点的受力是否均匀、连接是否牢固，并复核梁段顶、底面标高，确认无误后开始浇筑混凝土。混凝土浇筑时应遵循从前端至后端的顺序。为避免梁体交界面处新老混凝土之间结合不牢固，需对已浇梁段的交界面进行凿毛处理。为降低梁体倾覆的概率，保证墩柱两侧混凝土同时浇筑，同时将T构两侧梁段的不平衡重量控制在梁段总重的1∕4内。混凝土浇筑后，用全站仪测量梁体标高，每浇筑一次混凝土，都需作4次测量。

3.2 张拉预应力筋

箱梁混凝土强度达到设计强度的90%后，开始张拉预应力筋，先张拉纵向预应力筋后张拉竖向预应力筋。纵向预应力筋采用两端对称张拉，并按照先腹板后顶板，先下后上，先长预应力筋后短预应力筋的顺序进行，张拉后及时压浆，以避免钢绞线松弛造成预应力损失。

4 左右幅挂篮同步前移

4.1 施工技术

梁段混凝土达到设计强度的70%时方可脱内、外模，底模需在预应力筋张拉后才能脱。调节外导梁前吊杆及吊架吊杆千斤顶，使外模连同导梁一起平稳下降，直至导梁落于导梁滑架上。拆除位于梁体底板及腹板外侧的底篮后横梁吊杆，调节底篮前横梁吊杆及后横梁端部吊杆，使底篮系统同挂篮底模整体下降约20cm，此时混凝土与模板脱离。

取下轨道压梁，将轨道前移至预定位置后，重新安装轨道压梁，将轨道进行锚固。之后，利用千斤顶将挂篮主桁架前支点向上顶升约15mm，取下前滑座下部垫梁，下降前支点使滑座滑轮与滑道接触，解除挂篮后锚拉杆，将后锚轮反扣在轨道翼缘上，最后，利用千斤顶或倒链葫芦牵引挂篮使之前移。

挂篮前移过程中需注意以下几个问题：（1）多榀主桁架间最大偏差不超过50mm，两组挂篮前移尽量保持同步，误差控制在200mm内；（2）挂篮前移前，确保梁体翼缘板外侧的吊杆与梁体外露钢筋互不干涉；（3）挂篮前移过程中，对导梁滑架吊杆的受力进行监控，如发现吊杆偏折立即停止施工，利用导梁吊架提升导梁使滑架卸载并重新回位，调整吊杆，使其垂直受力后再重新施工。

挂篮就位后，顶升挂篮前支点，在前滑座下重新放置垫梁并下降前节点，此时前滑座滚轮脱离轨道，挂篮主桁架直接由前滑座支撑并落于箱梁顶面，安装挂篮后锚杆并调节后锚扁担梁，使反扣轮脱离轨道，之后锁紧后锚杆。安装底篮后下横梁吊杆和导梁吊架吊杆，调节吊杆螺母使模板系统达到预定标高，然后开始进行下一节段的钢筋绑扎及混凝土浇筑。

当左右幅挂篮交错时，受横梁长度影响左右幅挂篮无法前移，需拆除1m横梁和2m中门架，并使用倒链葫芦或精轧螺纹钢将外导梁与下横梁临时连接。此时其中一幅挂篮必须为停止状态，左右幅挂篮不可在行走时交错。如图6所示。

图6 拆除横梁后示意图

4.2 注意事项

小间距桥梁悬浇施工时，为了保证两组挂篮能够顺利、安全地同步前移，需注意以下事项：

（1）利用1台油泵控制3台前卡式千斤顶顶推桁架前移。即在油泵上安装液压分流装置，将输入油液等量或成比例地分成3路输出，该措施保证了3台千斤顶同步顶推，从而确保挂篮整体行走时的稳定性、安全性。

（2）挂篮每次走行前，都要对其连接部位的螺栓、千斤顶、吊带及倒链等部件进行检查。挂篮移动时安排专人指挥，并监控挂篮前移过程中的受力状态。

（3）挂篮移动过程中，利用梁体竖向预应力精轧螺纹钢将行走轨道全部锚固在箱梁上，确保锚固滑道的螺母无松动，滑道接头处的错缝控制在2mm内。滑移过程中，为保证侧模平稳前移，可将其与底模进行临时连接。

5 结束语

对于悬浇施工的小间距桥梁，传统做法是先施工一幅，另一幅再跟进，但是受已完成桥梁的翼缘影响，后期施工的悬浇梁的挂篮模板、横梁及吊杆等构件无法前移，每个悬浇段施工时需要反复调整外导梁吊杆及上下横梁的长度，挂篮前移效率极低，施工流程繁琐。多组桁架挂篮同步施工技术通过设置翼缘板后浇带和优化桁架挂篮的方法，彻底解决了左右幅挂篮无法同步施工的难题。西新桥采用多组桁架挂篮同步施工技术，成功地完成了连续箱梁悬浇段的施工，提高了施工效率，节约了工期，值得在同类桥梁的建造中推广运用。