悬臂挂篮法在变截面预应力连续梁浇筑中的应用

张东霞

(中铁十五局集团 第一工程有限公司，陕西 西安 710018)

预应力混凝土连续梁桥以受力合理、桥形美观、养护费用低等优点受到广泛的欢迎，预应力混凝土连续梁桥的施工方法很多，有支架现浇法、悬臂浇筑法、悬臂拼装法、顶推法、移动模架法和旋转施工法等，本次介绍最常用的悬臂浇筑法在神河高速公路LJ6 标变截面预应力连续梁浇筑中的应用。

1 工程概况

本标段位于山西省忻州市偏关县境内，途经楼沟乡迤西村、马圈咀和窑头乡高峁梁、闫家洼、天洼。高峁梁2#大桥，中心里程为K70 +285．5，桥跨结构为:2 -35 +1 -(66．66 +120 +66．66)+3 -35 m 高峁梁2#桥悬灌梁施工、中、边跨合龙及所有桥梁桥面系施工。高空作业的安全保证困难，以及连续刚构质量控制要求高、施工工艺复杂，因此，该桥施工是本工程的一个重点和难点工程。工期:2012 年4 月1 日—2012 年10 月1 日。

2 悬臂浇筑法

悬臂灌筑的主要设备是一对能行走的挂篮。挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动。绑扎钢筋、立模、浇筑砼、施加预应力都在其上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一梁段施工，循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。

悬臂梁体一般分4 大部分浇筑，主要程序如下:①在墩顶托架上浇筑0#段并实施墩梁临时固结;②在0 号段上安装悬臂挂蓝向两侧依次对称地分段浇筑主梁至合龙前段;③在支架上浇筑边跨主梁合龙段;④最后浇筑中跨合龙段形成连续梁体系。

2．1 0#梁段施工

0#段作为悬臂浇筑的起步段，我们采用在墩顶预埋托架法进行施工。然后立模、浇筑0#梁段。0#段在托架上立模浇注，整个砼浇注分两次完成:第一次浇注2．5 m 高，即第一次浇筑预应力束以下部分，左右腹板分层交错浇注;第二轮浇注0#段余下的腹板、顶板(4．0 m);0#段顶供作挂篮拼装场地。

2．2 挂篮悬臂施工

0#梁段施工完成后，在其上部拼装挂篮，悬臂对称逐段浇筑各标准段。其工艺流程如图1 所示。挂篮是悬臂浇筑法施工的主要设备，它可设轨道行走，支承在已完成的梁段上，用以进行下一个梁段的施工。悬臂浇筑施工前要对安装好的挂篮进行试压，试压采用水箱法，分级加载，最大荷载等于1．2 倍最大梁段重量，这样可以消除绝大部分非弹性变形。

2．2．1 挂篮的结构形式

菱形挂篮由菱形桁架，悬吊系统、锚固系统、底模平面、内外模板及走行系统组成，如图2 所示。

2．2．2 主要技术性能

(1)适用最大梁段重力1 530 kN，本桥最大梁段重力为1 469 kN。

(2)适用最大梁段长4．5 m，本桥最大梁段长4．0 m。

(3)适用最大梁高7．5 m，本桥最大梁高7．5 m。

(4)适用梁底宽6．5 m。

(5)走行方式，无平衡自行。

2．2．3 挂篮特点

(1)挂篮结构简单，受力明确，整体刚度大。

(2)工作面开阔，方便施工操作。

(3)走行装置结构简单，外侧模、底模可一次就位，内模可以整体抽拉就位。

(4)利用箱梁竖向预应力筋锚固轨道及挂篮，省去后平衡重量，减轻了挂篮自重。

(5)主要材料采用Q235 型钢及钢板，加工制作简单，成本低。

(6)可用于合龙段施工。

2．3 梁段悬臂浇筑施工

梁段混凝土的悬臂浇筑一般用泵送，坍落度一般控制在14 ～18 cm，并应随温度变化及运输和浇筑速度做适当调整。

2．3．1 施工流程

根据底模、外模标高及中心线调整模板并固定→绑扎底板钢筋、安装底板预应力管道→绑扎腹板钢筋、安装腹板竖向预应力筋及管道→内模定位→绑扎顶板钢筋、安装顶板预应力管道→浇注砼→养护、拆除端头模、梁端凿毛→预应力张拉、封锚、压浆→前移挂篮到下一梁段。

图2 菱形挂篮构造图

2．3．2 合龙施工

合龙段施工是体系转换的重要环节，是控制全桥受力状况和线型的关键工序。合龙段施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体设计线形，施工时必须严格控制合龙段的施工误差。合龙段施工分边跨合龙段和中跨合龙段施工，高峁梁2#大桥为2 个中跨合龙段，4 个边跨合龙段，合龙段施工顺序为先合龙两个边跨合龙段，最后合龙中跨合龙段，两个边跨合龙段应同时进行，合龙段在当天温度最低时6 ℃浇注混凝土。

2．3．3 边跨合龙

边跨直线段采用满堂式钢管架现浇施工。边跨合龙段采用挂篮施工。

(1)施工两边跨的挂篮拆除内模并前移，当前吊带接近边跨现浇段时，将两侧外模滑行梁交替前伸，并将滑行梁前端吊杆固定在边跨现浇端部预留孔内然后用倒链将外侧模沿滑行梁牵引就位。

(2)放松前吊带，使底模架下落，用2 台5 t 倒链将底前横梁挂在外模滑行梁上，拆除前吊带，用倒链牵引底模架就位，安装前吊带，将前横梁通过现浇段底板端部预留孔锚固在现浇段底板砼上。

(3)收紧前后吊带及外模滑行梁吊带，使外模、底模与梁段底面侧面紧贴。

(4)绑扎底板、腹板钢筋，安装预应力管道。

(5)支设内模并绑扎顶板钢筋，内模采用5 cm 木板制作，内模支设完成后绑扎顶板钢筋。

(6)安装临时锁定装置。在浇注砼前临时锁定装置与相邻两梁段预埋件焊接，张拉临时钢束。

(7)在当日气温最低时浇注砼。

(8)养护。待砼初凝后立即覆盖保温养护。

(9)砼强度达到90%后张拉边跨底板束钢绞线。

2．3．4 中跨合龙段施工

中跨合龙段是两个中间墩悬臂浇筑梁段的合龙，由于两边均为悬臂段，温度等外界因素的影响会更加显著。合龙前将一侧挂篮后退，合龙位置另一侧挂篮前进，利用挂篮合龙。中跨合龙的具体措施与边跨合龙段基本相同。

(1)将T 构一侧挂篮拆除底模、外模、内模，挂篮主桁架后退2 m，作配重，拆除另一侧挂篮并前移，当前吊带接近对面梁段时，将两侧外模滑行梁交替前伸，并将滑行梁前端吊杆吊在对面梁段部预留孔然后用倒链将外侧模沿滑行梁牵引就位。

(2)放松前吊带，使底模架下落，用2 台5 t 倒链将前横梁挂在外模滑行架上，拆除前吊带，用倒链牵引底模架就位，安装前吊带，将前横梁通过14#梁段底板端部预留孔锚固在14#梁段底板砼上。

(3)收紧前后吊梁及外模滑行梁吊带，使外模、底模与梁段底面侧面紧贴。

(4)绑扎底板、腹板钢筋，安装预应力管道。

(5)支设内模并绑扎顶板钢筋，内模采用5 cm 厚木板制作，内模支设完成后绑扎顶板钢筋。

(6)安装临时锁定装置。在浇注砼前临时锁定装置与相邻两梁段预埋件焊接，张拉临时钢束。

(7)在当日气温最低时浇注中跨合龙段砼。

(8)养护。待砼初凝后立即覆盖保温养护。

(9)砼强度达到90%后张拉中跨底板束钢绞线。

(10)挂篮拆除。合龙段施工完成后混凝土强度满足要求，即可将挂篮拆除，挂篮拆除分底模及底模架、外侧模、菱形主桁架及顶横梁三部分。

2．3．5 施工要点

(1)合龙段混凝土浇筑时间应选在日气温较低，温度变化幅度较小时浇筑进行。

(2)全桥必须同时均衡对称合龙。

(3)合龙段混凝土宜比梁体提高一个等级，并要求早强，最好采用微膨胀混凝土，并需做特殊配比设计。

(4)合龙段混凝土灌注完成后养生期间，要做好合龙段的降温工作。常用的降温措施有:梁顶面洒水降温，梁侧喷水降温，箱梁内洒水及通风降温。

(5)当合龙段混凝土达到设计要求的强度后，应解除另一端的支座临时固结约束，完成体系转换。解除临时固结约束后，应注意观察永久支座的下沉量，并做好记录，以校核转换效果。

(6)连续梁的梁跨体系转换，在合龙段及全部纵向连续预应力筋张拉、压浆完成，解除各墩临时固结后进行。

(7)梁体系转换时，支座反力的调整以高程控制为主，反力校核。

2．4 箱梁预应力施工

箱梁为C55 号混凝土，采用三向预应力结构，全部采用后张法施工。张拉顺序为:张拉纵预应力钢绞线→张拉竖向预应力粗钢筋→张拉横向预应力钢绞线。竖向Ф32 预应力粗钢筋采用YG-70 型穿心式单向作用千斤顶张拉;横向预应力设计为BM15-2 钢绞线束，采用两台QYC230 千斤顶对称张拉;纵向预应力为OVM15-12 钢绞线束，拟采用4 套YCD-270 型千斤顶在T 构两端沿横截面中线对称张拉。

预应力砼连续梁，悬臂浇筑段前端底板和桥面标高的确定是连续梁施工的关键问题，确定悬臂前段标高时应考虑:①挂篮前端的垂直变形值;②预拱度设置;③施工中已浇段的实际标高;④温度影响。

3 结束语

本文从0#段、挂篮安装、合龙浇筑对悬臂浇筑进行了详细介绍。悬臂浇筑法在神河高速公路LJ6 标施工中应用，减少了支撑的时间，取得了良好的应用效果，对同类桥梁施工具有较强的借鉴和参考价值。