大跨度预应力桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术分析

翟金军

（南通市江海公路工程有限公司，江苏南通226300）

0 引言

作为大跨度预应力桥梁工程中的要点施工环节，悬臂节段箱梁挂篮施工质量对桥梁主体结构的建造成效具有关键影响，加强对这一施工环节技术的质量把控，是提高桥梁工程整体施工质量的关键所在。

1 工程概况

团结河大桥由主桥及南北引桥组成，跨径布置为：8×30m 部分预应力混凝土组合箱梁+（48+80+48）m 预应力混凝土变截面连续箱梁+8×30m 部分预应力混凝土组合箱梁，桥梁全长663.4m。主桥采用单箱单室截面形式，单箱宽度12.9m，其中单箱底宽6.75m，两侧悬臂宽3.075m，箱梁顶面设置2%横坡，通过箱梁内外侧腹板高度调节。中支点处箱梁中心梁高4.6m，跨中箱梁中心梁高2.3m。

2 悬浇箱梁施工方法

大跨度预应力桥梁工程悬臂节段箱梁施工，运用悬臂对称浇筑技术法，实施悬浇箱梁施工工作。0#块在主墩顶部进行支架上现浇完成张拉后作为基准端，在其上安装挂篮作为1#梁段的承重机构，在1#梁段位置铺设底模、侧模和内模校准并加固好，绑扎1#段底板、腹板、顶板钢筋、浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度并完成纵向钢绞线的张拉后，将挂篮前移依次施工2#～9#段，进而完成T 构的悬臂浇筑施工，直至合龙为止[1]。在悬臂施工时，由于墩、梁铰接不能承受弯矩，施工时采取措施临时将墩、梁固结，待悬臂施工至边跨合龙后恢复结构原状。

3 挂篮设计

3.1 挂篮设计与制作

实施桥梁悬臂节段箱梁的浇筑施工工作，最大节段重量为115.7t，选用无压重三角桁架式挂篮，材质Q235，设计承载能力150t，前端臂长4.80m，后端锚固长度4.75m，倒链牵引行走，挂篮总重41.5t，挂篮自重与箱梁块体重量比值0.34，挂篮主桁安全系数2.5，挂篮承重时抗倾覆安全系数超过＞2，挂篮行走时抗倾覆安全系数＞2，最大变形1.4cm。

作为一种临时性的作业平台，挂篮会在施工阶段内附属到桥体上，一方面需要承载自身的自重，另一方面需要对其节段箱梁浇筑施工时的重量起到相应的承载作用。因而，在挂篮的选用方面，应优先考虑采用灵活性高、延展性好，且自身重量较轻的挂篮，为后续的拆卸与安装施工提供便利条件。

挂篮的组成部分主要包括：主桁三脚架及连接器、底模系统、侧模系统、内模系统、横梁系、悬吊系、支点梁及轨道梁等组成。挂篮拼装顺序：铺设轨道梁—拼装主桁架—安装主桁连接—安装前后上横梁—安装前、后长短吊杆—吊装底模、侧模系统就位—底模、侧模调整。

3.2 挂篮预压

挂篮预压主要是对箱梁荷载加以模拟，对挂篮的形变与应力进行检测，并完成相关试验数据的采集。防止现场施工过程中，挂篮在安装作业阶段发生非弹性形变等问题现象。

在挂篮预压的加载环节，主要分为四个不同的加载阶段，一级载荷50%，二级载荷75%，三级载荷100%，四级载荷120%。

加载完每一级荷载后，需保持荷载状态在5min 左右，与此同时，对挂篮的应力、形变等参数进行检测，记录最终获取的详细结果。

将应变仪应用到静载试验中，便于工作人员对挂篮应力大小进行准确测量，在此基础上，利用水平仪对挂篮的位移、形变进行检测。

3.3 挂篮构件验算

挂篮构件内荷载传递路线：底模—横向分配梁—纵向分配梁—前后横梁—主桁—后锚系统。挂篮验算环节，主要考虑两种工况的受力状态：其一，悬浇状态工况，在此荷载组合下分别验算横梁、纵梁、主梁、吊杆及后锚的强度及刚度；其二，挂篮前移，验算挂篮的强度及刚度。挂篮各杆件在悬浇工况下内力情况见表1。

表1 挂篮各杆件在悬浇工况下内力情况表

4 连续梁悬臂浇筑

4.1 施工关键技术

挂篮预压完成后即可进行1#-9#块的施工。

1#块施工：0#块施工完成—挂篮拼装—挂篮预压—1#块钢筋、预应力管道施工—挂篮各部件检查、验收—对称浇筑两个1#块混凝土—养生—预应力张拉。

2#～9#块施工：1#块预应力筋张拉完成—松动前、后吊杆—设反压梁—解除后锚杆—前移主桁架及后锚梁—后锚杆安装—前上横梁、中横梁及底模、侧模系统到位并调整—3#块钢筋、预应力管道施工—挂篮各部件检查—对称浇筑两个2#块—养生—预应力张拉—重复以上工作进行下一个块件地施工。

在进行连续梁悬臂浇筑施工前，施工人员需对挂篮、千斤顶等主要设备的使用状态予以仔细检查，将前后吊索放松时，应确保前后吊索保持同步状态。将挂篮锚固松开的过程中，需使得两个主桁架后锚保持同步操作。移动挂篮，应确保其同步移动，每移动50cm，需要对挂篮各部分检查一次，防止其在移动过程中出现大幅形变或扭曲现象。待移动挂篮至指定位置后，应将吊索及时拉紧，与此同时，拉紧并测量横梁吊带。

4.2 合龙段浇筑

4.2.1 施工准备

在进行到合龙块的浇筑施工阶段后，需以合龙处为基准，在其前后两方向上分别移动一个挂篮，依托于挂篮底栏与模板系统，安装合龙块吊架。

在调整平衡配重的施工阶段，可以将水箱设置到悬臂端1m 处，采用水箱注水的技术方法，达到有效调整平衡配重的效果。

安装钢筋和管道的施工环节内，应在地面预制钢筋，在向合龙段进行运送，并完成捆扎和安装。完成底板束管的安装施工工作前，需对其进行测试，及时发现并解决存在的质量问题。

4.2.2 合龙锁定

施工人员应严格按照相应的平衡要求，对T 形结构悬臂端的平衡重加以调整，同时还需重点调整合龙部分的平衡重，参照合龙部分锁定结构的具体情况，确定适宜的锁定时间。在合龙施工中，临时锁定是一项要点施工环节，在进行锁定操作时，应按照“又拉又撑”的基本原则，有效锁定张拉支撑件与焊接劲性骨架。运用三段式结构支撑劲性骨架，就是按照顺序依次预埋锚杆、钢接杆与锚杆。在合龙过程中，需要在预埋锚固杆件设置钢杆，借助于连接钢板，焊接连接杆与预埋接杆，在此过程中，应确保焊缝处于多截面内。

4.2.3 合龙段混凝土浇筑

合龙段混凝土浇筑应选择在温度水平较低的气候条件下，确保在受压、温度稳定上升的条件下新浇筑的混凝土能终凝，最大限度内避免形成混凝土裂缝。科学把控现场施工阶段的浇筑速度，也是混凝土浇筑施工的要点。

4.2.4 预应力施工

对合龙段的永久钢束进行张拉时，可以选择采用洒水降温的方式，有效降低温差。在管道安装施工期间，需保证管道畅通。检测合龙段混凝土结构强度，确定其达到设计值后，按照项目施工组织设计中给定的作业顺序、张拉力大小，对其予以双向双控张拉处理。在纵向预应力施工方面，其各项质量要求与节段箱梁混凝土浇筑施工要求相一致。

4.2.5 卸配重及体系转换

在混凝土灌注施工阶段内，施工人员需要分级卸配重，确定适宜的灌注量，将T 构两端配重予以卸除处理。在次中跨合龙段施工内容完成后，工作人员需要将副墩临时固结支座予以拆除，与此同时，将永久支座的锁定解除，完成体系转换。

5 预应力张拉

智能张拉施工中主要涉及对智能张拉仪、油管、钢绞线以及锚固、千斤顶等仪器工具的使用。与此同时，还应在施工现场布设预应力智能张拉计算机控制系统，根据施工要求设定并控制张拉参数，这也是确保张拉施工得以有序进行的关键点。在正式进行现场作业前，施工人员应对各类设备设施的运行情况予以全面检测，保障设备能够正常有效地应用到张拉施工中，避免因设备故障对预应力张拉效果造成不利影响[2]。穿束预应力钢绞线施工过程中，应将预应力筋盘在框架内或卷盘上。若是采用钢套牵引技术穿束预应力钢绞线，则应规范操作卷扬机的安装，使用流线型钢套套牢戴网套的预应力筋端头。完成一系列准备工作后，即可进行正式张拉。

6 结语

提高大跨度预应力桥梁工程中悬臂节段箱梁挂篮施工质量，关键在于准确把握悬浇箱梁施工流程与技术方法，优化挂篮的设计与制作，重点把控连续梁悬臂浇筑及预应力张拉作业质量，切实提升桥梁工程施工建设质量水平。