大跨度连续箱梁桥悬臂现浇施工技术探讨陈 渊

摘要：文章结合太和乡特大桥连续梁桥工程施工实例，探讨了大跨度连续箱梁桥的悬臂箱梁现浇施工技术，提出了施工过程中可能存在的不确定因素，针对这些因素提出了相应的技术措施，以使其满足预期的施工目标，为类似工程提供了参考。

关键词：大跨度；连续箱；梁桥悬臂；现浇施工

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0090-03

1 工程概况

太和乡特大桥48+80+48m连续梁，梁全长为177.5m，计算跨度为48+80+48m。合拢段施工模板采用行走到位的挂篮模板。合拢段施工时先进行边跨合拢，后进行中跨合拢。混凝土由拌合站集中供应，泵送入模。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.0m，箱梁底宽6.7m。顶板厚度除梁端附近外均为40cm，底板厚度40～100cm，按直线线性变化，腹板厚度48～60cm、60～90cm，按折线变化。全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。梁全长为177.5m，计算跨度为48+80+48m，中支点处梁高6.65m，跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高为3.85m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m。具体梁体断面尺寸如图1所示：

2 菱形挂篮的应用

本连续梁采用菱形挂篮进行梁段施工，挂篮请有资质的专业厂家进行设计、生产。0#块采用搭设钢管柱支架法，并在墩顶设临时支座。浇筑0#块后在0#块上安装预压后的菱形挂篮，浇筑1#块。然后对称向两侧行走挂蓝并依次浇筑其他标准梁段。边跨直线段采用钢管柱支架做支撑系统。菱形挂篮由主承重系统、底模系统、内外模板系统、悬吊系统、锚固系统及行走系统组成。

2.1 菱形架灌注混凝土验算

结构部件分析验算，灌注1#块的工况时，前上横梁受力最大，棱形架受力最大。如图3所示的受力状态，计算出最大压力Fmax=1611kN。

从以上计算结果表明，本工程菱形架杆件压应力及拉应力均通过。

然后再对其进行位移验算，位移图如图4所示。计算出节点4最大位移fx=10.18mm，fy=18.99mm。走行时，仅承载底模自重、侧模自重及内模自重，与施工荷载相比，其载荷很小，不对此工况进行验算。

2.2 挂篮制作与安装

挂篮桁架及模板均在工厂内加工制作，所用材料必须质量可靠，具有相应的产品合格证，并做适当的材料力学试验。加工中严格执行《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001），对构件、零部件及焊缝进行质量验收评定。每套加工完成后在工厂及时进行试拼，并对构件进行编号。为避免运输过程中对构件的损坏，运输时采取防护措施，构件进场后及时进行检查、核对验收。

2.3 挂篮预压

考虑到挂篮受力变形主要为主桁架受力变形，因此为了节省预压时间及施工方便，挂篮采用在地面上预压后再吊装，如图5所示：

2.4 挂篮安装步骤

连续梁0#块梁体浇筑前，按照设计图纸预留圆孔Φ50mm，用于滑道吊架、后锚梁锚固及模板后锚杆安装等。待0#块梁体混凝土达到设计强度，并在预应力张拉完成后进行挂篮安装。安装主桁架及联结系；放样挂篮走行轨道中线，安装走行轨，用薄钢板调整使走行轨处于水平位置，用吊机吊装主桁架就位后，利用梁体竖向Ф32精轧螺纹钢临时锚固，采用四台5t导链临时固定并调整好主桁架垂直度。随后采用同样步骤安装下一片主桁架，并及时调整间距安装立柱横联。吊装前、后上横梁及后锚梁，并与主桁架采用焊接形成整体，组装Ф32精轧螺纹钢吊杆，吊装前、后下横梁，安装底模纵梁。安装模板系统采取吊装底模，并固定于纵梁上，再安装前吊杆及后锚杆。接着吊装外滑道，导链配合外滑道置于侧模内，松开侧模板，使侧模重量全部置于外滑道上，采用钢丝绳及导链牵引侧模到位，安装前、后吊杆。底腹板钢筋及竖向预应力绑扎完成后吊装内模滑道及内模板，安装内模前、后吊杆，使内模作用于滑梁上。

2.5 挂篮使用控制技术措施

针对挂篮使用，如何确保挂篮使用的安全性以及高效性是关键。在施工前，制定安全技术措施；挂篮试拼后，要进行全面检查，并做静载试验。在墩上进行0#块施工并以钢管柱支架做施工平台时，在平台边缘处，设安全防护网，墩身两侧槽钢管柱支架平台之间搭设人行道板并且连接牢固。使用的机具设备（如千斤顶、滑车、手拉葫芦、钢丝绳等），进行检查，不符合安全规定的严禁使用。双层作业时，操作人员必须严守各自岗位职责，防止铁件工具掉落等。挂篮拼装及悬臂组装中，根据作业点的具体情况设置安全防护设施。

挂篮使用时，后锚固筋、张拉平台的保险绳等经常检查。底模标高调整时，设专人统一指挥，且作业人员站在铺设稳固的脚手板上。挂篮行走时，要缓慢进行，速度控制在0.1m/min以内。挂篮后部各设一组溜绳，以保安全。滑道要铺设平整、顺直，不得偏移。在挂篮上另行增加设施（如防雨棚、人行通道）时，不得损坏挂篮结构及改变其受力形式。连续梁混凝土接触面的凿毛作业人员要有安全防护措施。

3 悬臂现浇施工技术

3.1 挂篮及模板前移

挂篮桁架、底模、侧模采取同步前移方式移动。在走行轨上涂上黄油，接长行走轨道并锚固，再接长竖向精轧螺纹钢，将精轧螺纹钢锚固在挂篮主桁上，每侧锚固不少于两根，防止反压轮受力破坏和挂篮前移时倾覆。再将侧模后锚杆、前吊杆松开，再松开侧模、底模，使底模下落10 ～ 20cm。再在后锚梁上安装2个10t手拉葫芦，挂钩挂在后锚梁上，吊钩钩在已浇筑梁段的内模吊杆孔上，两侧均匀拉动手拉链条，牵引桁架前移；侧模在吊架上滑动前移，实现与挂篮桁架同步前移，底模通过底模桁架与挂篮桁架同步前移到位。锚固挂篮桁架及底模、侧模，调整标高及平面位置，即可进行绑扎梁体底板、腹板钢筋。

3.2 钢筋及预应力管道安装

钢筋成型过程中，尽量不采用点焊，否则很容易烧伤模板的表面，且容易损坏波纹管。底腹板钢筋绑扎完成后进行内模安装，然后进行顶板钢筋的绑扎、顶板预应力管道安装。预应力管道位置采用定位钢筋固定，定位钢筋牢固焊接在钢筋骨架上，如管道位置与骨架钢筋相撞时，保证管道位置不变，仅将钢筋稍加移动。定位筋直线段间距0.5m，曲线段需适当进行加密，管道转折点增设定位筋，保证管道位置正确，同时确保预应力管道圆顺，避免出现死弯。本梁采用纵、竖向预应力体系，由于钢筋、管道密集，如钢绞线、精轧螺纹钢筋等管道、普通钢筋发生冲突时，允许进行调整，调整原则是先普通钢筋，后精轧螺纹钢筋，保持纵向预应力钢筋管道位置不动。锚具垫板及喇叭管尺寸正确，喇叭管的中心线要与锚具垫板严格垂直，喇叭管和波纹管的衔接要平顺，不得漏浆，并杜绝堵塞孔道。

梁体钢筋最小净保护层不得小于30mm。为确保使用过程中梁体钢筋不发生锈蚀，绑扎铁丝的尾段不伸入保护层内，预留孔不出现集中应力裂缝而影响梁体耐久性，所有梁体预留孔处增设相应的环状钢筋，桥面泄水孔处增设斜置的井字型钢筋进行加强。严格控制梁体保护层厚度，垫块采用与梁体同等标号C50细石混凝土垫块，保证梁体的耐久性。

3.3 模板安装

模板前移到位后，调整模板标高及平面位置后，再进行底、腹板钢筋绑扎，底、腹板钢筋绑扎完成后，安装内模板，调整标高及平面位置后，绑扎顶板钢筋并安装端模，腹板端头模采用木模，对应纵向钢筋处钻孔，为防止漏浆，待钢筋穿过后用泡沫胶堵住缝隙，内侧模上、下口分别焊定位角钢，中间由纵向钢筋焊防胀模横向钢筋，外侧利用纵向钢筋焊定位钢筋。锚垫板采用螺栓固定在端模设计位置，确保位置准确。为有效防止混凝土侧压力造成模板变形，侧模上、下口设三道Φ25精轧螺纹钢拉杆，由于腹板高度高，混凝土侧压力大，采用Φ16拉杆进行模板拉杆，竖向间距0.8m，横向间距0.8m。混凝土浇筑前，复核模板偏位、标高情况。

3.4 混凝土的浇筑

本桥采用C50混凝土高性能泵送混凝土，对混凝土和易性有严格的要求，经对高标号水泥、早强缓凝减水剂及外加剂进行多次选择实验，可以满足早强缓凝、耐久性能良好和可泵性好等要求。混凝土由长昆二分部四#拌合站集中供应，混凝土采用泵车输送到作业面。先底板后腹板、再顶板，从低处向高处对称进行浇筑。底板及腹板下部混凝土由串筒导流入模，立模时按规划在顶板上留好天窗，底板浇筑完成后继续对称分层浇筑腹板混凝土，上部腹板2m范围可由输送管直接插入，分层厚度为30cm。混凝土振捣采用插入式振捣器，振捣器插入下一层混凝土5～10cm，插入间距控制在振捣棒作用半径1.5倍之内，振捣到混凝土不再下沉，表面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出，防止混凝土内留有空隙。

3.5 混凝土悬臂现浇注意事项

混凝土要分散缓慢卸落，防止大量混凝土集中冲击钢筋和波纹管；捣固混凝土时避免振动棒与波纹管接触振动；混凝土入模过程中随时注意保护波纹管，防止波纹管碰撞变形；对支座及横隔板等钢筋密集部位，需要开孔进行捣固，以保证该部位混凝土浇筑质量。混凝土浇筑完成后，表面采用土工布覆盖，并洒水养护，待同等条件养护的混凝土试件其弹性模量和抗压强度均达到设计强度的90%，且混凝土龄期达5天以上方可张拉预应力束，张拉顺序为先腹板束，后顶板束，左右对称张拉。张拉完成后继续洒水养护，始终保持混凝土表面潮湿，养护天数14天以上。

4 悬臂现浇施工控制分析

对于桥梁悬臂现浇施工来说，对其施工控制是关键技术之一。连续梁悬臂施工中要在设计给出的理论挠度值的基础上，通过测得各种材料的实际参数（混凝土弹模、强度、容重、坍落度、挂篮变形、温度等）和实际梁段位移，采用大跨度预应力混凝土梁桥施工动态跟踪程序“TRBT”计算并调整梁端立模标高，确保其合拢后的线形符合设计要求。悬臂施工的连续刚构桥梁结构的最终形成需经历一个复杂施工过程以及结构体系转化过程，对施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容。施工监控的目的就是确保施工过程中结构的安全，保证桥梁成桥线形和受力状态基本符合设计要求。为了达到施工控制的目的，必须对桥梁施工过程中每个阶段的受力状态和变形情况进行预测和监控。因此，必须采用合理的理论分析和计算方法来确定桥梁结构施工过程中每个阶段的结构行为。针对该桥的实际情况，采用正装分析法和倒退分析方法进行施工控制结构分析。

（1）按照施工步骤进行计算，考虑各梁段的自重、施加的预应力、混凝土收缩徐变以及温度的变化等因素对结构的影响，对于混凝土的收缩、徐变等时差实效在各施工阶段中逐步计入。

（2）每一阶段的结构分析必须以前一阶段的计算结果为基础，前一阶段结构位移是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段受力状态是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段结构受力状态是本阶段时差实效的计算基础。

（3）计算出各阶段的位移之后，根据后续施工阶段对本阶段的影响，进行倒退分析即可得到各施工阶段桥梁结构的合理状态和立模标高。

（4）施工监控首先根据施工图纸进行初步的计算，在施工过程中会存在许多难以预料的因素，可能导致施工进度安排等与初始计算不符，若有与施工图不同的地方应根据施工单位实际提供的施工步骤进行重新计算分析，施工单位应在开始施工前提供详细的施工步骤，包括预应力的张拉顺序、每阶段的施工持续时间、混凝土的加载龄期等。

5 结语

文章通过结合特大桥悬臂现浇实例，总结出预应力箱梁悬浇施工控制以及笔者在工程中的成功经验，提出应当如何进行大跨度预应力箱梁挂篮悬浇施工质量的控制，为同行提供借鉴。

作者简介：陈渊（1980—），男，湖南娄底人，中铁十一局集团第二工程有限公司工程师，研究方向：施工

管理。

（责任编辑：叶小坚）