挂篮施工桥梁上部结构施工工艺控制

权学花

(山西省交通建设工程监理总公司，山西太原 030012)

葛新桥大桥是位于南京市六合区葛塘镇附近的一座大桥。主桥上部结构为42 m+70 m+42 m三跨预应力混凝土变截面单箱双室连续刚构。箱梁顶面宽度为17．0m，底面宽为11．7m。箱梁根部梁高为3．8 m，跨中梁高为2．2 m。顶板厚25 cm，底板厚25 cm。箱梁在横桥向底板保持水平，顶板设2%的双向横坡。梁底下缘按二次抛物线设置。主桥上部箱梁施工采用挂篮悬臂浇筑法施工，各单“T”箱梁除0号块及边跨直线采用支架现浇外，其余分为8对梁段悬浇。设计荷载为汽车—20级，挂车—100。

1 0号块施工方案、施工方法

0号块采用支架现浇施工方案，本桥0号块长度为12．5m，混凝土设计强度为C50，具体施工方案、施工方法简要说明如下。

1．1 搭设0号块现浇支架

0号块现浇支架全部采用装配式公路钢桥钢桁架片(贝雷片)进行组拼，贝雷支架全部支承在承台上，贝雷支架横桥方向挑出两侧各2．5m，贝雷支架顺桥方向两端各挑出约4．5m。在贝雷支架的上部采用型钢和方木调整支架的标高，使其符合0号块底面曲线的要求，底模同样采用12号槽钢小方木以及18 mm厚竹胶板组拼。

另外，搭设支架必须精确测量放样，按设计图纸精确计算各控制点的高程搭设好的支架，必须经反复的测量，确认符合设计要求后再报监理工程师复测完全达到设计与规范要求，并签字确认后方可继续施工。

1．2 支架预压

支架搭好后，必须进行加载预压，采用等载预压，预压时间一般为3 d～5 d，最多不超过7 d，加载预压前、预压期间及卸载后均应对支架进行精确的观测，观测点应设在支架的主要控制点，并做好详细的记录，每次观测必须有另一测量人员进行复测校核，根据观测的资料计算出的弹性变形和非弹性变形，并与原估算的结果进行对照并调整支架高程，使支架完全符合设计与规范要求。另外，在加载预压期间注意支架各主要受力部分的变形情况，如发现异常，应采取相应的加固措施。另外，在铺设底模的同时，按图纸及规范要求安装墩顶盆式支座。

1．3 绑扎0号块钢筋、安装0号块模板

支架及底模经自检合格并报监理工程师复检合格认可后即可按照设计图纸及技术规范的要求绑扎0号块钢筋，先绑扎底板钢筋，后绑扎腹板钢筋及横隔梁钢筋，安装预应力管道及锚垫板，0号块钢筋孔道密集，必须仔细对照图纸进行施工。确保预应力管道坐标的准确与牢固，误差应严格控制在规范允许值以内。钢筋绑扎的顺序为先底板，后腹板，最后绑扎顶板和翼板，在绑扎底板钢筋的同时，侧模应提前安装就位，在腹板和顶板钢筋绑扎完成后，安装预应力管道及锚垫板等。最后调整0号块模板，使各部尺寸符合设计与规范要求，检查钢筋，预应力孔道，预埋件等，反复对照图纸与规范要求，经自检合格后报监理工程师复检合格签字批准后浇筑混凝土。注意0号块与墩柱采取临时固结措施，以确保悬浇箱梁段的安全。

1．4 浇筑0号块混凝土

1)本桥上部结构连续箱梁均为C50混凝土，混凝土配合比设计由商品混凝土厂家提供，经实验室做强度试配确认符合要求，经监理工程师审核批准后使用。C50混凝土必须掺入减水剂，掺量应通过试验确定。

2)0号块混凝土采用泵送混凝土方案，考虑到对称施工的要求，采用两台泵同时由两端对称向中间进行浇筑。浇筑顺序为先底板，后腹板，最后浇筑顶板翼板。由于钢筋、管道密集，必须采用小石子混凝土。采用插入式振动器按技术规范要求分层振捣密实，振捣时，严禁碰撞波纹管道、钢筋及模板，面层混凝土采用平板式振动器振捣，顶板及翼板混凝土应采用有效措施，严格控制顶面高程及表面平整度，并按要求进行拉毛处理。

3)浇筑过程中，应注意观测支架的变化，发现问题及时处理。

4)混凝土完成后，应及时加以养护，待混凝土达到规定强度，拆除内模及外模。

5)混凝土强度达到90%设计强度时，按设计图纸及技术规范的要求依次对称张拉相应的预应力钢束(或钢筋)，张拉结束后，尽快压浆封锚。

6)拆除支架。拆除支架必须遵循技术规范的要求，按照对称均衡分次进行的原则，由两侧悬臂端对称向根部进行拆除。拆除支架之前、拆除过程中以及拆除支架以后，对0号块悬臂端进行观测并作记录。

2 挂篮悬浇1号～8号块施工

箱梁结构为单箱单室，采用挂篮逐节悬臂对称浇混凝土施工。根据工期要求，初步打算投入两对挂篮。同时由7号、8号两墩对称进行施工。模板采用定型钢模板:翼缘板模板为厂家新加工，腹板模板为墩身平模改制。

2．1 挂篮的组成

挂篮主要由主桁架体系、底盘体系、悬吊体系以及行走、锚固体系四大部分组成。

1)主桁体系。主桁体系由两组承重桁架与联接横梁组成。承重桁架由3排每排三路，上下加强贝雷组拼而成，挂篮长6片贝雷18 m，贝雷间采用框架连接。联系横梁为Ⅰ128型钢。主桁体系必须进行弯矩、剪力及稳定性验算，最大弯矩及最大剪力应控制在允许值以内，验算荷载应包括:最大梁段混凝土质量、挂篮自身质量、模板重量、施工机械及施工人员、浇筑混凝土时的冲击荷载以及规范规定的其他有关荷载(以下同)。

2)底盘体系。底盘体系由前后下横梁、底纵梁、底模组成。前下横梁为自制桁架，后下横梁为双拼45号工字钢，纵梁为双拼36号槽钢;底模由12号槽钢、3．5 cm厚木板及18 mm厚竹胶板组成。底盘体系前后下横梁以及底纵梁必须经过应力验算，安全系数应符合钢结构设计规范的要求。

3)悬吊体系。挂篮悬吊体系由前后上横梁及吊杆支撑部分组成。前后上横梁采用双拼40号工字钢;前后吊杆均为6根φ40mm螺杆;在上横梁两端设计4只20 t倒链葫芦悬吊挂篮底盘。悬吊体系应经过应力验算，前后上横梁安全系数应大于2，吊杆安全系数应达到4～6。

4)行走、锚固体系。挂篮行走体系主要由牵引卷扬机、平滚及行走反压平衡装置组成。挂篮前移及浇筑混凝土时，抗倾覆稳定系数应不小于2，锚固体系的安全系数不小于2，水平限位系数不小于2。挂篮锚固体系由主桁上的反压型钢、精轧螺纹钢构成，挂篮行走到位后，用精轧螺纹钢将主桁上的反压型钢锚固于已浇梁段上，以平衡挂篮。

5)挂篮所使用的材料必须是质量可靠的，有疑问时，应进行材料力学性能试验。挂篮质量与梁段混凝土的质量比宜控制在0．3 ～0．5 之间，不宜超过0．7。

2．2 挂篮悬浇施工的要点

1)在0号块顶拼装贝雷桁架式挂篮。在浇好的0号块箱梁顶测放桥梁中心线，主桁架外边线，在距0号块前0．4 m处，主桁前支点位置用加强型钢操垫平整稳妥。根据贝雷桁架外边线吊放主桁架，安装桁架间联系横梁;吊放上横梁，焊接前、后上横梁联系桁架;安装底模、侧模及悬吊系统，完成挂篮组拼工作。挂篮组拼完全后，应做加载预压试验，通过预压，测得挂篮的弹性变形或非弹性变形，据此确定立模标高。挂篮的最大变形应控制在20 mm以内。

2)挂篮底模、侧模调整。挂篮底模调整:先架设经纬仪在桥轴线上，后视相邻墩中心线，观测底板轴线，若两者偏差在3 cm以内则可以调整底模纠偏，否则，需调整主桁位置。底模调整时先通过20 t倒链葫芦将底盘后口收起留1 cm左右间隙，再收起前口底模接近立模标高;架经纬仪于已浇0号块箱梁轴线上，观测底模轴线，用2 t倒链葫芦调整底模直至底模中心与桥轴线偏差在3 mm以内;拉紧后吊点，将前后模板调整到立模标高(施工中对主桁架挠度、吊杆伸长、上横梁变形均应考虑在内)。在底模调整的同时，侧模也随着进行调整到位。

3)绑扎钢筋、立内芯模板、浇筑1号块混凝土。a．箱梁梁段钢筋制作与安装的质量应符合技术规范(范本)第400章403节表403-7，表403-8的规定。另外，在进行底板和腹板钢筋安装时，应将底板钢筋与腹板钢筋连接牢固宜采用焊接。底板上、下两层钢筋网应连接形成整体，顶板底层钢筋宜采用通长筋，普通钢筋与预应管道相碰时，只能移动，不能切断钢筋。b．钢筋绑扎施工顺序:先绑扎底板、腹板钢筋，确定安装底板、腹板波纹管锚垫，然后安装箱梁内模及封头模板，内模由型钢骨架与建筑钢模组成，通过两根32号工字钢吊挂在前后上横梁上，内模调整定位后绑扎顶板翼板钢筋按设计图精确安装顶板纵向波纹管、锚垫板等预埋钢筋。然后，对内外模板进行最后的调整，使箱梁模板内部尺寸符合设计及规范要求，特别是模板中线偏位和模板标高应严格控制在规范允许的误差范围以内。c．钢筋、波纹管及预埋件完成后，必须对照图纸及技术规范的要求反复地进行检查与纠正，直到完成达到要求后，再报监理工程师复查，复查合格后签字批准浇筑混凝土。d．本桥悬浇箱梁混凝土，按业主要求，采用商品混凝土，由业主批准的厂家供应，有关原材料试验报告及混凝土配合比设计，由厂家提供，施工单位和监理工程师同时取样试验，按厂家提供的配合比设计制作混凝土试件，原材料质量及混凝土试件抗压强度和弹性模量符合要求后方可使用，同时，在施工过程中，应经常抽样检测原材料的质量，发现问题，必须采取有效措施加以解决。e．悬浇箱梁时，桥墩两侧浇筑的进度应尽量做到对称、均衡。桥墩两侧梁体和施工设备的重力差以及相应的在桥墩两侧产生的弯矩差，应不超过图纸规定。f．在浇筑梁段混凝土时，应自前端开始向后端浇筑，在浇筑的梁段的根部与前一浇筑段结合。浇筑顺序为先底板，后腹板，再浇筑顶板。应采用符合规范要求的振捣方法振捣密实，不可破坏波纹管，箱梁顶面高程、平整度及粗糙度必须符合要求。在浇筑过程中应严格按技术规范及监理工程师的要求制作混凝土试件若干组，试件除送标准养护室养护外，另选三组试件放在悬浇箱梁的顶板上和箱室中与箱梁同时养护，作为张拉前做抗压强度。

4)混凝土养生、张拉、落架。混凝土终凝后即可进行养生，当同期养护试块达到设计张拉强度时进行张拉，张拉时均采用两端对称进行。钢束张拉顺序、张拉程序以及有关注意事项按图纸及规范的要求进行。纵向预应力张拉结束，放松吊带，松落挂篮，准备前移挂篮按1号块的施工步骤进行2号～8号块施工。

5)挂篮行走。挂篮在悬浇2号块时，贝雷主桁架从墩横向中心线分离，分开后采用30 t螺旋顶分别顶起主承重架前部、后部，操以方木及安放平滚，操垫时要求做到平滚前口顶标高略高于后口。挂篮行走采用5 t卷扬机牵引，行走前，先安好行走反压平衡装置，挂篮行走时要求起重班派专人指挥，两侧各派两人协同观测，密切注意有无物体阻碍挂篮行走，平滚运行是否正常，如发现异常情况或偏离轴线较大，应立即予以处理与纠正。

6)悬浇箱梁施工高程控制。为确保箱梁合龙时，箱梁顶板底板高程误差控制在2 cm以内，施工中需严格控制每一节梁段的高程。实际施工中影响箱梁高程的因素很多，主要有主桁架弹性变形、悬吊系统拉伸变形、支点压缩变形、梁体自重挠度、张拉后的反向挠度，另外，施工中日照、气温、混凝土收缩徐变均对标高有较大影响。为此，施工中需进行全方位观测。a．在节段施工前，需认真计算主桁架弹性变形值，并通过挂篮预压消除间隙挠度及非弹性变形;b．测量组每日早、中、晚定时分期对已浇筑箱梁进行高程观测并认真做好气温及观测记录;c．严格按照设计部门提供的挠度变化值及设计立模标高进行施工;d．对箱梁节段施工需观测混凝土浇筑前、浇筑后，纵向预应力张拉前、张拉后，挂篮前移后箱梁顶面高程，并绘制高程变化图表。

3 边跨现浇段施工

边跨直线段搭设支架现浇。支架采用钢桩基础，在钢桩上架设贝雷架上铺钢板做底板。在铺设好的底板上绑扎底板、肋板钢筋、预埋竖向预应力筋、纵向预应力波纹管。立设内芯模，绑扎顶板钢筋，预埋预应力管道及现浇合龙段吊杆预留孔，浇筑边跨直线段混凝土。

4 合龙段施工

合龙段做专用吊架及侧模，固定在悬浇块上，合龙段的临时锁定，应严格按设计图纸的标高调整好焊牢，立好模板，扎好钢筋，安好波纹管道，浇混凝土前，在两悬臂端，用水箱装水或砂袋各压相当于50%合龙段混凝土的重量，浇筑时边上混凝土料，边等量卸载，使悬臂挠度保持稳定，以防止浇筑时合龙段发生扭转使混凝土产生裂缝。混凝土浇筑应该选在当天低温时进行。合龙段混凝土强度等级可提高一级，混凝土浇筑完成后应加强养生，混凝土达到设计要求时，应尽快张拉钢束，张拉后尽快完成体系转换。合龙段施工顺序按先边跨后中跨的顺序进行。