凫洲大桥菱形挂篮施工监理

韦仁胜

（广东，广州 510000）

1 工程概况

凫洲大桥工程位于南沙开发区，是连接南沙环岛西路与龙穴岛港区龙穴大道城市干道。起讫里程为k0+000-k4+200，路线总长4.2km，桥梁长2.774km。路基、桥涵、雨污水管线分为2个合同段。

第一合同段施工单位是中铁十五局四公司：K0+000~K2+079，线路总长 2.079km（含北引桥13×30m+15×40PC连续箱梁及主桥72m+2×130m+72mPC连续刚构）。

第二合同段施工单位是中铁二局股份有限公司：K2+079~K4+200，线路总长 2.121km（含南引桥27×40m+10×30mPC连续箱梁）。

主桥上部结构采用72+2×130+72PC连续刚构，箱梁采用C50砼，半幅桥宽15m，采用单箱单室断面，其中箱宽7m，两侧悬臂翼缘板宽各4m；箱梁采用单向预应力张拉，主桥箱梁采用悬臂现浇施工，边尾段采用支架现浇施工。

2 挂篮设计、拼装及预压试验

2.1 挂篮设计

挂篮设计和施工的原则是构造简单，拆装方便、移动灵活、结构安全可靠、稳定性好，具有一定的刚度、操作方便，设计的依据是：最大承重力（包括挂篮自重、悬浇节段最大重量及施工临时荷载）、最长浇筑长度、允许最大变形量。

凫洲大桥菱形挂篮的主要技术指标：

1）承载能力：180t（2#梁段为最大块段，长345cm，混凝土体积68.57m3、重178t

2）梁段浇筑长度：3～5m

3）自重：58.5t,挂篮工作系数为 0.33（规范要求为 0.3～0.5）

4）结构刚度：

底篮最大挠度≤15mm

结构表面外露部分的模板挠度小于模板构件长度的1/400

结构表面隐藏部分的模板挠度小于模板构件长度的1/250

支架最大弹性挠度小于相应结构长度的1/400

5）稳定性：空载走行时倾覆系数K>2.0、灌注混凝土时倾覆系数K>2.0

2.2 挂篮拼装

在0、1#块梁面上组拼挂篮主桁片，组拼顺序为：a）将每只挂篮两桁片下滑道位置抄垫平整，达到挂篮安装高度；b）铺设挂篮下滑道；c）安装挂篮菱形构架、后锚固系统和横向联接系；d）安装前上横梁。

安装挂篮底模平台前、后吊挂，然后安装前下横梁、后下横梁、底模纵梁以及吊装定位底模。

安装内滑梁前、后吊带，在挂篮底模上拼装内滑梁、内模支架、内模，并临时连接，吊装整个内模系统，将吊带穿过内模及支架与内滑梁连接好。

将外滑梁穿入外模设计位置，安装前吊点，通过箱梁顶预留孔加装临时后吊点于梁面上，将外模及支架通过滑梁从0#块滑至设计位置，安装正式后吊点，松脱临时后吊点。

2.3 预压试验

2.3.1 预压目的

检验挂篮在等效荷载情况下的整体稳定性和主要承重构件（如菱形桁架、前上下横梁、前吊挂系统）的受力状况，以及消除挂篮的非弹性变形和测量挂篮的弹性变形。通过预压使挂篮的主要技术参数的使用性能初步得到验证。

挂篮加载试验的目的是为了检验实际承载能力和安全可靠性，并获得相应荷载下的弹性和非弹性变形，为箱梁悬浇施工控制提供相应的挠度参考数据。

利用预埋在1#块前端腹板上的三角形支架为反力承重结构，采用千斤顶法加载，将精轧螺纹钢筋穿入前下横梁对应的吊点位置，布置YCW60千斤顶两台，对称张拉加载至前下横梁最大吊带反力值。加载分预加载和正式加载。预加载为一级加载一级卸载，目的是消除主桁结构的非弹性变形，并测得相应的挠度值。观测点的设置为挂篮前上横梁吊点（4点）及底篮前下横梁吊点（4点），共8点。以2#块段浇注混凝土时为最不利受力工况，该块段混凝土重量为180t，前下横梁约承担50%，即90t，按120%进行加载，则左右反力架各承受顶升力均为54t。

3 挂篮的浇筑施工工艺及监理要点

3.1 施工工艺

组装挂篮→挂篮预压→定标高→绑扎刚筋及安放波纹管浇筑混凝土→测量标高→混凝土养护→穿束→张拉、灌浆→测量标高→挂篮滑移→测量标高→进入下一块件施工

3.2 箱梁砼施工

挂蓝悬浇箱梁梁段的施工步骤，必须按照程序进行，不得任意改动。悬臂两端浇筑砼同步进行，其差值不得大于4m3。梁体浇筑砼时，随时观测桥墩偏移量，如偏移过大需用压重来调整，悬臂最大时，必须严格控制外加荷载与偏载。砼浇筑方式：箱梁采用全断面一次浇注。浇筑顺序为由下而上，先底板，后腹板，最后顶板。底板又分先左右两侧对称浇筑，然后中间合拢；顶板浇筑时先两翼，后中间，浇筑时加强振捣。浇筑腹板砼时，泵管端加软管从腹板内侧模板上预留的两开口处进入到箱梁腹板内下砼。

3.3 挂篮施工监理注意事项

挂篮施工中各种预埋件必须准确，在安装挂篮预埋件时，如遇预埋件与钢筋碰撞时，只能移动钢筋，不能切断钢筋。

纵向预应力管道随着箱梁节段施工的增多而不断加长且多数波纹管为平弯和竖弯曲线，因此管道定位应准确牢固，接头处不得有毛刺、卷边、折角现象；为防止在浇筑节段混凝土时波纹管内发生漏浆，造成无法穿束的严重后果，在施工中必须注意：a.波纹管接口要严密。b.浇筑混凝土前，波纹管内可穿硬塑料管（混凝土浇筑完成后再拔出）这对防止波纹管变形、漏浆有良好的效果。c.混凝土浇筑后及时通孔，发现堵塞及时处理。

竖向预应力管道上、下端要严封，防止漏浆或杂物进入管道，而影响管道压浆。

注意已浇筑好节段混凝土接面的凿毛处理。挂篮移动要统一指挥，两台手拉葫芦尽量同步，防止冲式行走，若发现主构架移动而底横架或外横不前移时，应及时检查，使其同步移动。长悬臂施工状态应壁开台风季节，随时注意气象预报，7级以上风速不得移动挂篮，同时应将挂篮稳妥的固定于已施工完的梁段上。

3.4 合拢段施工监理

合拢顺序，箱梁合拢段施工，是控制全桥受力状况和线形的关键工序，其合拢顺序、温度和工艺都必须严格控制。全桥合拢由边至中对称进行，即先两边跨同时合拢，后中跨同时合拢。

（1）合拢支架安装

a.合拢段前一悬臂段15号段或边跨施工中，在箱梁腹板设劲性骨架预埋件，同时根据挂篮前后横梁间距预埋挂蓝前后吊带孔，根据挂篮内外模长度预埋滑行梁吊孔。

b.中跨合拢前，拆除中跨端其中一个挂篮底模和外模，将挂蓝向后移一个梁段。然后在不松掉内外模拉筋的情况下，将后浇注完砼的另一个中跨端挂蓝上的走行梁滑移到位并锚固好。再将松掉的底模同主构架一起走行到位。待前吊挂抵达已浇混凝土前端（此时内外滑梁已悬挂于此段），将前下横梁临时吊挂在外模支架上，松掉前吊带，继续前移到位。最后松掉内外模，用倒链拖拉到位。

c.边跨合拢前，拆除边跨现浇段合拢端约1米长的底模、纵楞以及纵、横分配梁。然后在不松掉内外模拉筋的情况下，将后浇注完砼的中跨端挂蓝上的走行梁滑移到位，待前吊挂抵达现浇段混凝土前端（此时内外滑梁已悬挂于此段），将前下横梁临时吊挂在外模支架上，松掉前吊带，继续前移到位。插入现浇段并锚固好。再将松掉的底模同主构架一起走行到位插入现浇梁段。最后松掉内外模，用倒链拖拉到位。

（2）合拢段测量，复测箱梁顶面标高、及轴线，悬臂挠度、两端高差，保证其在规范允许范围内；若超规范允许值需加压调整。

（3）合拢注意事项

a.观测合拢前48小时温度变化，以及温度变化与梁端高程和合拢段长度变化关系，以及温度影响偏移值，为合拢段施工提供气候资料。从锁定钢支撑到浇灌完合拢段砼须在桥址处一天的最低温度几小时之内完成，一般选择凌晨2：00~4：00。b.浇注前的1~2小时将合拢段的刚性支撑联结牢固，使梁体处于固结状态，以防止因温度变化引起的梁体收缩而拉裂砼或伸长而压坏新浇注的砼，张拉完毕后解除临时固结。c.为防止出现由于新浇砼自身收缩引起的裂缝，在砼中加入适量的微膨胀剂。d.为提高合拢段砼早期强度加入适量的早强剂，将合拢段砼提高一个等级。e.加强合拢段砼的养护，要求减小合拢段的温度差以减小梁体的变化，因此，在合拢段养护时，桥面满铺土工布。f.在两悬臂加配重（采用水箱加水作配重，每侧配重为合拢段混凝土重量的一半即31吨），随即浇筑合拢段混凝土，同时水箱同步等重量放水减重，以保持悬臂端的稳定。

4 施工过程监控

本桥施工监控的主要内容是应力测量、挠度复核、施工过程的仿真计算，立模标高的确定与调整、合拢方案优化比较等五个方面。

（1）应力与温度测量

在悬浇过程中，悬臂长度不断增加，悬臂根部受到的弯矩不断加大，悬浇过程的不完全对称施工使悬臂根部的受力更加复杂。因此，需要及时监测主墩和箱梁关键断面的应力变化，掌握结构的受力状态，为评估结构安全和施工安全提供依据。箱梁的主要量测部位有，箱梁根部断面；箱梁11号块腹板变厚处断面；长悬臂时全桥温度影响测试；主墩底断面。两幅桥共布置13个应力测试断面，共计102个应力测点，采用钢弦式传感器量测应变并换算成应力。

（2）挠度监测与复核

挠度监测主要通过在每一梁段前端砼面布设的3个标高测点(左、右腹板顶及梁中线上)，这样在测量箱梁的挠度的同时还可以观察箱梁是否发生扭转变形或左右摆动。测点采用预埋钢筋头，并用红色油漆编号，用精密水准仪测量。

（3）施工过程的仿真计算

施工过程的仿真计算是根据实测的设计参数（如混凝土容重、强度和弹性模量等），使用的施工工艺和工序，挂篮的结构形式和临时施工荷载等数据，计算施工过程中各个施工阶段的结构挠度和内力，为应力测量和挠度控制提供理论计算值。因此，它是确定立模标高、分析偏差原因的主要依据，是保证合拢精度、评价体系转换后结构应力变化和结构安全的基础。

（4）立模标高的确定与调整

a.立模标高的确定

大跨径连续刚构的成桥线型和合拢精度主要取决于施工过程中梁段挠度的控制。梁段的前端挠度是考虑了挂篮的变形、梁段自重、预应力大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土徐变收缩、日照和季节温差等因素后计算求得，并且以梁段前端立模标高的形式给定。立模标高为：

式中Hi—待浇梁段前端底板处挂篮底盘模板标高；H0——该点设计标高；fi—本梁段及以后各梁段对该点的挠度影响值；fip—本梁段顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值；ft—挂篮弹性变形对该点的影响值（在挂篮加载试压后得出）；fx—由混凝土徐变收缩、日照及季节温度变化、结构体系转换、二期恒载、活载等因素对该点挠度影响的计算值。

b.立模标高的调整

当本梁段完成后的前端标高出现偏差时，应在其后的二个梁段内将其消除。处理方法是：先将本梁段标高偏差反号并两等分为d，再将d分别加进后面施工下两个梁段的立模标高中。标高偏差的分配以底板底面光顺为原则。

（5）合拢方案的优化

为了保证合拢精度，尽量避免强迫合拢，确保合拢施工按照设计要求顺利进行，使合拢后的结构状态满足设计精度的要求，需要对合拢方案进行优化。主要工作内容有：若需压重，通过评价合拢后的结构状态，优选出合理的压重重量。

该工程上部结构箱梁施工投入了4套挂篮施工，用了8个月时间全部浇筑完毕，平均每一梁段循环浇筑时间为8d。保质、保量、保进度、保安全地完成了施工任务，比合同工期提前了45d，受到南沙区质检站、业主、监理的一致好评，带来了巨大的社会经济效益，为日后类似工程施工积累了丰富的社会经验。

[1]周永兴，何北益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社.2000.39-46.

[2]JTJ 041-2000，公路桥涵施工技术规范[S].