浅论某大跨度预应力桥悬臂节段箱梁挂篮施工技术

刘志宏

（湖南省益阳市赫山区公路建设养护中心，湖南 益阳 413000）

1 工程概况

某公路桥梁建设项目，桥梁主体结构采用5 跨连续大跨度预应力混凝土结构，跨径组合为56 m + 114 m + 140 m +114 m + 50 m。项目采用单室单箱预应力连续箱梁，翼板悬臂长和箱宽分别为2.65m、6.5m。在进行悬臂对称浇筑施工时，通过自锚式挂篮法的方式作业。

2 悬浇箱梁施工方案

2.1 悬浇箱梁施工流程。在进行箱梁浇筑施工时，采用悬臂浇筑的方式，按照箱梁结构特点，制定了先浇底板，再浇筑腹板，最后进行顶板浇筑的浇筑流程, 浇筑工艺流程如图1。

图1 浇箱梁施工工艺流程示意图

2.2 悬浇箱梁施工技术。2.2.1 本项目桥梁悬臂节段、箱梁截面如图2 所示，在进行箱梁浇筑施工时，采用悬臂对称浇筑的方式进行浇筑施工；2.2.2 在桥墩顶部0#、1#块位置，通过设置托架的方式，进行挂篮悬臂施工；在0#块和1#块两侧位置，先进行移动式挂篮安装作业，安装完成后，选择合适位置固定挂篮，并合理布设钢筋，再进行砼浇筑施工[2]；2.2.3 在浇筑完成后，应进行合理养护，待强度达到设计要求，即可开始施加预应力，同时连接管道开始灌浆施工；随后将挂篮移动至下一施工段，准备下一段箱梁浇筑施工。

图2 某大桥悬浇箱梁断面

3 挂篮设计技术

3.1 挂篮设计、制作。3.1.1 该桥梁悬臂节段箱梁浇筑施工采用无压重挂篮，其后端固定在桥体上，以确保挂篮结构稳定，避免倾翻，挂篮自身重量63.5 吨左右，与砌块的重量之比为0.44左右；3.1.2 挂篮是一种临时设置的施工平台，在施工过程中会附属在桥体上。除了支撑本身的重量，还需承载其节段箱梁浇筑时的重量。因此，挂篮自身应该尽量轻巧、且具有良好的延展性和灵活性，方便拆卸安装；3.1.3 挂篮包括主桁架、外模、内模、底模、前悬架，锚固件、作业平台、移动装置等部分。

3.2 挂篮静载试验。3.2.1 静载试验是通过模拟箱梁载荷，检测挂篮的应力和变形，采集试验数据，有效避免实际施工时安装挂篮出现的非弹性变形；3.2.2 挂篮静载试验，加载过程包括四个阶段且为为四个等级：1 级载荷为50%；2 级载荷为75%; 3级载荷为100%；4 级载荷为120%；3.2.3 在每一级载荷加载后应该保持载荷5min，同时检测挂篮的变形、应力等参数，并详细记录[4]；3.2.4 在静载试验过程中，可以借助应变仪测量挂篮的应力大小，借助水平仪测量挂篮的形变、位移。

3.3 挂篮构件安全性验算。3.3.1 本次验算挂篮构建采用SAP84 管理系统，试验载荷由箱梁节段自身重量以及施工载荷构成。具体验算数据如表1 所示；3.3.2 主要挂篮设计指标如表2、表3 所示。

表1 主挂篮各杆件内力

表2 滚动菱形桁架式挂篮主要设计指标（主T 构）

表3 滚动菱形桁架式挂篮主要设计指标（副T 构）

4 连续梁悬臂浇筑

4.1 施工关键技术

在进行箱梁浇筑施工时，施工要点如下：（1）在开始施工前，需仔细检查挂篮、吊索、千斤顶等设备状况；在放松、拉紧前、后吊索时，前后应保持同步；（2）松开挂篮锚固时，应同步操作两个主桁架后锚；（3）为防止挂篮出现形变，挂篮移动应同步进行，且间隔50cm 做一次检查，直到移动至规定位置；（4）挂篮到达预定位置后，需前、后同步拉紧吊索，并同时进行前横梁吊带的拉紧和测量工作；（5）在进行箱梁浇筑施工前，为保证浇筑施工质量和精度，必须再次测量和核对标高位置；（6）箱梁浇筑应从箱梁根部起浇，以有效避免箱梁根部产生裂缝病害；（7）浇筑完成后，应对混凝土进行合理养护，待其强度达到设计值的90%，才可进行下一道工序施工。

4.2 合龙段浇筑

4.2.1 施工准备。（1）当浇筑施工即将进行到合龙块位置时，应在合龙块位置前后各布置一个挂篮，然后通过其底栏配合模板系统进行合龙块吊架的安装施工；（2）调整平衡配重：在距离悬臂端1m 处的位置，布设一个水箱，通过注水量调整平衡配重；（3）钢筋和管道安装：在地面完成钢筋的初步加工，然后将初步加工完成的钢筋，吊运至合龙段进行捆扎和安装作业；在进行底板预应力束波纹管道安装作业前，需对其进行测试，保证安装质量。4.2.2 合龙锁定。（1）桥梁合龙前，临时连接桥梁的边跨和悬臂端，确保连接紧密，以免在浇筑和早期硬化时混凝土体积发生明显变化；（2）在合龙之前，除了根据平衡要求调整T 型结构悬臂端的平衡重之外，如有需要还要对合龙部分的平衡重进行调整，锁定时间根据合龙部分的锁定结构确定；（3）临时“锁定”是合龙的核心环节。锁定时遵循“又拉又撑”的原则对焊接劲性骨架、张拉支撑件进行锁定；（4）支撑劲性骨架采用三段式结构，即预埋锚杆-钢接杆-预埋锚杆。合龙时，钢杆设置在预埋锚固杆之间，通过连接钢板将连接杆和预埋接杆焊接起来，焊缝应位于多个截面。4.2.3 浇注合龙段混凝土。（1）在温度较低时进行合龙部分的浇筑施工，使新浇混凝土在温度持续上升、受压条件下终凝，有效防止混凝土裂缝的产生；（2）浇筑速度控制在10m3/h 左右，整个浇筑过程应在3～4h 内完成；（3）其他施工要点和其他节段箱梁浇筑施工相同。4.2.4 预应力施工（1）张拉合龙段永久钢束时，通过洒水降温的方式减少温差；（2）安装管道时要确保其畅通，等合龙段混凝土强度达到设计值时，根据施工设计规定的张拉力及顺序进行双向双控张拉；（3）纵向预应力施工要求与节段箱梁混凝土浇注施工相同。4.2.5 卸配重及体系转换。（1）卸配重：在进行混凝土灌注施工时，需遵循灌注量合理原则，分级卸除T 构两端配重；（2）体系转换：副墩临时固结支座在次中跨合龙段完成施工后，就可将之拆除，然后解除永久支座锁定，即可完成体系转换。线的伸长量进行测算。

5.3 预应力张拉操作：张拉分为两个阶段进行，先张拉至总张拉吨位的10%～15%，停止张拉3min，再张拉至总张拉吨位P，停止张拉。

5.4 竖向预应力张拉通过两次完成，二次张拉均为54t，间隔2～5d。

5.5 在横向预应力张拉时，应根据张拉力与伸长值，合理控制张拉力以及伸长量。

6 结论

本文结合某公路大跨度预应力桥梁项目施工实践，分析了该项目施工，所采用的悬臂节段箱梁挂篮施工技术，并对该技术方案下的挂篮设计技术、连续梁悬臂浇筑施工技术、预应力张拉施工技术等工艺流程和技术要点进行了详细总结。挂篮刚度不仅会对箱梁线形造成影响，也会严重影响施工质量和施工安全，本文给出的挂篮设计技术、挂篮静载试验和挂篮构件验算方法，可以为后期其他项目施工提供一定的参考。

5 预应力张拉

5.1 在进行预应力施工时，应严格遵守技术工艺和设计要求，保证其施工质量，避免因其存在质量问题，造成节段箱梁挂篮施工出现安全隐患。

5.2 预应力施作，应通过对称张拉方式施工，张拉过程中遵循“左右对称”的张拉原则，双向对称张拉钢绞线束，并对钢绞