大跨度预应力箱梁挂蓝悬浇施工质量控制

葛海东

合肥工业大学-合肥工大建设监理有限责任公司，安徽合肥 230009

随着中国经济的发展，河道通航能力要求日益提高，大跨度桥梁随之应运而生。由于该种桥梁身处河道，满堂支架基本无法使用，所以混凝土挂蓝悬浇施工工艺越来越得到广泛的使用。

1 110m主跨及悬浇段箱梁工程概况

阜阳市泉河大桥主桥系采取三跨（77m+110m+77m）V型墩斜腹板变截面预应力混凝土连续刚构，飞跨泉河的110m主跨单箱单室箱梁采用挂篮悬臂浇筑施工，共13节段，主跨两V型墩为9#、10#墩。箱梁横断面为大悬臂斜腹板单箱单室形式，顶板设由内向外1.5%单向横坡。主桥预应力体系为纵、横、竖三向预应力混凝土结构。

2 施工准备

2.1 施工挂篮设计、拼装

根据设计要求，首次浇筑混凝土前挂蓝应进行预压和加载试验，结合工程实际情况，本桥选用三角挂篮，三角挂篮的优点是承载力大、自重轻、稳定性好、加工简单、施工便捷易控制、前吊带短易调整变形量等优点。三角挂篮主要由主桁架系统、行走及锚固系统、吊带系统、底平台系统和模板系统5大部分组成。挂蓝设计需经力学计算符合安全要求。

2.2 挂篮预压

1）挂篮在1#段灌注位置拼装并检查合格后，进行加载预压以验证系统承载力和各构件强度、刚度和稳定性。挂篮是钢桁架结构，主桁采用栓接，前后支点和梁体采用螺杆临时锚固，吊带与横、纵梁的连接也是栓接。通过预压消除节点空隙及其非弹性变形。同时通过预压和卸载，掌握灌注混凝土工况时的吊带弹性变形量，作为立模标高调整的依据。

2）预压荷载量计算

节段最大重量为8#段1 110kN，最轻为4#段868kN，1#段为988kN，接近平均值。加载考虑施工荷载和其它因素，采用1.1倍超载加压，即最大荷载量分别为1 221kN（8#段），1 087kN（1#段），955kN（4#段）。

3）预压、卸载程序控制

采用分段加载卸载程序，对每阶段加载均测量变形值和构件安全性，程序为：

其中在加载300kN、600kN阶段应停止20min以上，观察构件变化和变形量测定，最后5min高程变化值应小于1mm;加载955kN、1 087kN、1 221kN阶段应保持30min 以上，观察构件变化和变形量测定，最后5min高程变化值应小于1mm，则可认为稳定。再进行卸载，在卸载各阶段也应观察高程变化值。

4）高程变形点设置和观测

变形观测点共设置8个：后锚点横梁左右侧、前支点左右侧、前上横梁左右侧、前下横梁左右侧。变形观测时间为加载前，各阶段及卸载后，变形观测资料文整后，与监控单位沟通，作为调整立模标高的依据。

2.3 挂篮定位

挂篮后端纵梁采用梁体翼板设预留孔洞，每侧穿入Φ32精轧螺纹钢，采用一定的预拉力锚固。前端直接承压在梁顶轨顶上。侧模滑道前端吊挂于前横梁，后端通过托辊结构吊挂于梁翼板之下。

3 模板系统拼装

由于本桥箱梁为斜腹板，尺寸变化大,底面形状为梯形，纵向长度2.4m～4.0m，梯形斜边斜率由大变小，采用纵向两块定尺模板加中间调整模板构成。

4 钢筋及预应力管道加工和安装

4.1 钢筋加工安装

待底模安装完预压后，对底板标高进行仔细调整（考虑支架弹性变形量及预留拱度），经检查合格后，对底模进行清扫，绑扎梁底部、横隔板及腹板钢筋，钢筋绑扎要与波纹管、钢绞线安装相结合，立好内模后，绑扎顶板及翼板钢筋。

当普通钢筋与预应力管道、预留孔洞冲突时，应遵照以下原则处理：预应力横向束和竖向束避让纵向束；普通钢筋避让预应力钢束；构造筋避让主筋；适当移动构造钢筋或预留孔洞位置；大面积割断或移动普通钢筋，须征得设计单位认可。

4.2 预应力管道安装

腹板预应力管道采用塑料波纹管，其余均采用金属波纹管，金属波纹管的接头处采用大一个直径级别长200mm的波纹管并用塑料胶带绑扎，以防漏浆或卷口。在波纹管的最高点用内径大于20mm的钢管设置排气孔，以确保压浆水泥从最高点冒出，确保压浆的密实。锚垫板安放时保持板面与孔道保持垂直，压浆嘴向上，波纹管穿入锚垫板内部，且从锚垫板口部以海绵封堵孔道端口，外包裹胶带，避免漏浆堵孔。为保证锚垫板定位准确，锚垫板用螺丝精确定位在端模上。

5 混凝土施工

混凝土浇筑时先浇筑底板混凝土至倒角位置，然后分层浇筑腹板混凝土，最后浇筑顶板混凝土。因为顶板悬臂较长，为避免由于模板支架弹性变形而产生混凝土裂缝，顶板采取由翼板端头外向内的浇筑顺序；底板、腹板由悬臂端向内侧的浇筑顺序。避免挂篮弹性变形引起的横向裂缝。混凝土浇筑时采用插入式震动棒进行震捣，在锚固端处用3cm的插入式震动棒进行震捣，到面层时辅助用平板振动器配合。

箱梁混凝土浇筑严格遵照对称、平衡的原则进行，浇筑混凝土严格控制梁段超方，任何梁段实际浇筑的混凝土重量不超过该梁段理论重量的2.5%；同时注意梁顶面混凝土标高控制，保证梁顶板混凝土不平整度不大于5mm，底板的上做厚度控制点，严格控制厚度。悬臂施工过程中控制两端的最大不平衡重不得大于待浇筑梁段底板自重的一半，同时注意控制模板的变形和误差。

6 预应力张拉、压浆

6.1 预应力束的张拉

施工前先根据理论E值计算伸长量，对设计提供的伸长量复核。复核无误后，在张拉施工前，应实测钢绞线的弹性模量E’，修正伸长量做为施工控制的标准。张拉程序：

各节段混凝土浇筑完成达到90%设计强度后，对预应力筋进行张拉，张拉时安排专人观察记录，察看张拉时锚垫板后端梁断面变化情况，检查是否有裂缝出现。纵向横向竖向三向预应束，在移挂篮前全部完成张拉。对竖向预应力筋，由于预应力筋较短,延伸量较小，锚具的回缩量引起的预应力损失较大，因此本桥施工拟采用二次张拉工艺、第二次为等拉力100%检查张拉，两次张拉分别采用不同油漆标识。张拉顺序为：先纵向、后横向，最后竖向，左右对称进行。

6.2 孔道的压浆

钢绞线张拉完毕后，在24h内封锚，进行压浆，水泥浆稠度控制在14s～18s之间，水泥浆最大泌水率不超过3%，拌和后3小时泌水率控制在2%，24小时后水全部被浆吸收。水泥浆拌制后经常搅动，并在45min内压完。压浆的顺序先下后上。

7 挂篮移位

施工完一个节段，养护强度达90%，张拉各向预应力束，之后，挂篮纵向前移一个节段距离。

8 箱梁的挠度观测

挠度观测是控制成桥线形最主要的依据，主桥箱梁在施工过程中在每个节段布置3个观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时观察箱梁是否发生扭转变形，在施工过程中，对每一个截面进行立模、混凝土浇筑前后、预应力筋张拉前后标高观测，以便观测各点挠度及箱梁曲线变化历程，保证箱梁悬臂端的合拢精度及桥面线形。

9 结论

为保证大跨度箱梁预应力系统挂蓝悬浇施工质量符合要求，在质量控制、安全管理方面还应注意以下问题：

1）质量控制注意事项

（1）悬浇施工采用对称、平衡的原则，浇筑混凝土应控制梁段超方不得超过2.5%，T构两端不平衡重不得超过待浇段底板自重的一半。混凝土浇筑方向应从悬臂端部向根部进行，避免竖向裂缝的产生；

（2）悬臂浇筑线形控制，两悬臂端相对竖向标高差不得超过20mm，轴线偏差不大于10mm；

（3）浇筑混凝土时，为防止模板变形，必需确保混凝土的浇筑高度均衡上升。在浇筑的过程中，对挂篮进行沉降观测和位移观测，一旦发现异常情况立即进行分析并采取相应的解决措施，确保箱梁的施工质量；

（4）连续刚构0#支架和挂篮的强度、刚度及稳定性按实际承受荷载进行加载试验和预压；

2）施工安全注意事项

（1）混凝土达到设计要求的强度拆模；

（2）挂篮上桥前对各部位严格检查，以确保施工安全；挂篮移动前，要对吊带、轨道锚固等进行全面检查，遇大风时停止挂篮移动，确保挂篮的行走安全；

（3）T构两端悬臂灌注混凝土作到加载基本平衡；

（4）已灌梁顶和挂篮四周设栏杆并挂安全网，且安全网网绳不破损，并生根牢固、绷紧、圈牢、拼接严密；

（5）吊机工作时，设专人指挥吊机，吊机开始提升和下降指挥人员均要鸣哨；

（6）挂篮全密封，防止桥上物品落入河中；

（7）施工安全管理制度化，“定人、定岗、定责”。

[1]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3]JTJ 041—2000 公路桥涵施工技术规范[S].

[4]JTG D60—2004 公路桥涵设计通用规范[S].

[5]JTG D62—2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].