大跨度变截面连续箱梁挂篮悬浇施工的监理工作探析

王 哲

（河北省交通建设监理咨询有限公司 河北石家庄 050000）

大跨度变截面连续箱梁挂篮悬浇施工的监理工作探析

王 哲

（河北省交通建设监理咨询有限公司 河北石家庄 050000）

结合衡德高速故城支线卫运河特大桥的工程建设实际情况，对大跨度变截面连续箱梁采用挂篮悬浇施工的重点和难点进行了分析，并从监理的角度，提出了加强对挂篮悬浇施工质量的控制措施。

连续箱梁 挂篮 悬浇 监理探析

1 主桥工程概况

卫运河特大桥位于德商高速公路主线起点附近，中心桩号K0-080，跨径布置为：（3*30）+(1-28)+(30+50+30)+(1-28)+(3*30)+(4*30)+(3*30)+(4*30)+(3*30)+(50+85+50)+(3*30)+(4*30)+(4*30)+(2 0.5+20.5)+(30+50+30)+(1-28)+(3*30)m，共17联，起点桩号K0-858.5，终点桩号K0+698.5，全桥长1557m。采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度120km/h。

1.1 主桥跨径和箱梁断面主要结构尺寸，见图1

主桥上部结构采用50m+85m+50m变截面预应力混凝土连续刚构箱梁，单箱单室截面，箱梁顶板宽13.25m,悬臂长3.0m，底板宽7.25m，中支点梁高5m，端支点梁高2m，墩顶底板厚70cm,跨中底板厚30cm，梁高和底板厚度均采用1.8次抛物线变化。箱梁顶板厚28cm,悬臂端厚20cm，悬臂根部厚65cm。主墩（26、27#）下部结构采用双肢薄壁墩，群桩基础。过渡墩（25、28#）采用矩形薄壁墩，单排桩基础。

主桥箱梁0#、1#块采用托架现浇，2#-11#块采用挂篮悬臂现浇施工。0#、1#块现浇段长14m，悬浇梁段长为3m和3.75m，单侧悬浇最大长度34.5m，边跨现浇段长6.5m，边跨合拢段和中跨合拢段均长2.0m。悬臂现浇最重梁段为6#梁段，重108T。其中我项目部承担山东侧引桥及主桥左幅连续箱梁的施工任务。

1.2 箱梁预应力体系简述

主桥箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。纵向预应力筋腹板束采用19Фs15.2型，顶板和底板束采用15Фs15.2型和17Фs15.2型。横向预应力筋采用3Фs15.2型，单端交替张拉，布置间距50cm。竖向预应力筋采用40Si2MnMOV高强精轧螺纹粗钢筋JL32。

图1 主桥桥型布置图

2 主桥施工总体安排和上部结构箱梁悬臂浇筑工艺流程，见图2

2.1 施工组织及计划安排

主桥连续箱梁采用三角形挂篮悬臂浇筑施工，首先在主墩两侧搭设托架，浇筑0#、1#块。在0#、1#块上拼装挂篮，依次循环浇筑2-11#块，然后边跨合拢（支架法施工），再中跨合拢（挂篮施工）。

2.2 上部结构箱梁悬臂浇筑工艺流程

第一阶段：搭设26、27#主墩处0#、1#块托架，预压。

第二阶段：（1）在支架上浇筑0#、1#块件；

（2）待混凝土强度达到设计要求后张拉该断面钢束；

（3）在0#、1#块上拼装挂篮、预压。

第三阶段：挂篮分段对称浇筑2-11#块件，对称张拉相应段钢束（在施工8-11#梁段过程中同步完成边跨现浇段施工）。

第四阶段：（1）采用支架现浇边跨合拢段；

（2）张拉边跨钢束、压浆。

第五阶段：（1）使用保留的挂篮浇筑中跨合拢段；分批张拉中跨钢束；

合拢段挂篮拆除。

3 大跨度变截面连续箱梁挂篮施工的重点 、难点分析

3.1 施工中的环境风险

图2 主桥箱梁节段悬浇施工工艺流程图

本桥为连续梁悬臂浇筑理论上是完全对称，而实际上不可能达到完全平衡施工，会出现不对称情况。为防止悬臂浇筑时产生不平衡力矩、 出现安全隐患，必须将0#块、1#块箱梁、桥墩、柱、承台临时固结成一个整体。

3.2 本桥施工中对以下一些环境因素在合拢时分别加以考虑。

（1）合拢温度

合拢温度的选择15±2℃。

（2）日照的影响

本桥单T的悬臂的实际长度为41.5 m，在合拢前成悬臂状态，由于受到日照的影响，箱梁的顶面和底面的温度差别引起悬臂的变化。

（3）温度的影响

本桥的T构长度为85 m，合拢时混凝土的温度每变化1℃将会使合拢长度产生85000×0.00001=0.85mm的变化。

（4）混凝土的收缩、徐变已浇单“T”的混凝土后期的收缩、徐变值虽然很小，但易在新老混凝土的交接处产生裂缝。（5）临时荷载的作用

荷载将使悬臂端下挠，卸载后又会得到一定的恢复。合拢时自重引起的悬臂端的变化，它同临时荷载一样属于永久性。

3.2 0#块、1#块施工的重点、难点分析

0#、1#块内预应力筋布置复杂、非预应力筋密集，施工难度大。0#段混凝土数量为192.2m3，1#段混凝土数量为95.6m3，结合混凝土振捣和输送泵运输混凝土的所用时间，以及拌和站的拌合能力，配置8台罐车、2台汽车泵，以满足混凝土的顺利浇筑。浇筑混凝土时，安排专人对支架模板观测。浇筑完成后，及时进行养护，表面覆盖土工布，使混凝土表面保持湿润状态，防止出现温度裂纹。

3.3 挂篮悬臂浇筑施工的难点分析

挂篮要承受现浇段砼的自重及施工荷载，若挂篮强度、刚度不足，不但影响箱梁的质量，而且因高空及水上作业，还会造成严重的安全事故。因此挂篮是悬臂浇筑的关键设备，要求安全可靠，重量轻，尽可能利用型钢，减少机械加工量；挂篮装拆要方便，施工易控制、速度快，人工劳动强度小。为保证箱梁外观接缝平顺，承重系统的主要构件截面尺寸由刚度控制设计。挂篮设置定向滑道，除滑道及内模外挂篮一次性整体前移到位。通用性强，在适用不同的桥梁施工时，挂篮的改造要小。解体后最大构件重量不超过3T，且运输上能满足公路运输的要求。

挂篮悬臂的浇筑施工每段浇筑前后都要精准测量，并将信息反馈，调节下一阶段的挂篮轴线、标高。浇筑混凝土时应观测支架或挂篮的变形情况，发现问题及时纠正。

3.4 合龙段施工的难点分析

合龙段施工是由悬臂梁变连续梁转换受力体系的重要环节，对于形成桥梁整体的质量至关重要。合龙段施工受两侧悬臂浇筑产生偏差的影响，合龙段施工应有专项技术措施，一般采用劲性骨架进行临时约束锁定。

4 大跨度悬臂浇筑施工中的主要控制措施

4.1 监理预控措施

熟悉和掌握挂篮悬浇连续梁的质量控制文件和资料、熟悉监理合同、承包合同和设计图纸。

组织和督促施工单位全面检查挂篮悬浇连续梁各道工序是否符合设计图纸及规范要求。

做好设计交底及图纸会审工作，组织施工单位进行会审，督促其做好会审记录。

对承包单位人员设备等技术力量进行审核。

审核施工单位开工申请报告。审核施工单位施工组织设计是否符合施工规范要求，是否有保证施工质量的技术措施和施工工艺流程。根据提交的开工申请报告，审查是否已具备开工条件，审核标准应以施工方案，现场施工准备情况，各种开工手续是否齐全，来确定是否同意开工。

4.2 桥梁工程主要原材料的控制

主要原材料钢筋、钢绞线、锚具、混凝土应取样检测，出具实验报告，报监理审批。

4.3 上部结构施工中的测量复核工作

标高观测时间控制：挂篮就位后、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、张拉完毕后，温度观测和应力观测按需要进行。

梁顶标高控制：

在浇筑箱梁顶板混凝土前，在梁顶面布设钢筋棍，每个断面按左、中、右设三个点，将钢筋棍焊在顶层钢筋上，使顶端标高为梁顶面标高，以此办法来控制顶板砼浇筑标高及横坡度。

合拢段的高程控制：

考虑到合拢段混凝土及施工荷载对前一节段已完成部分的高程影响，合拢段高程控制应在前两节段施工时提前有所控制，重点控制因合拢段混凝土施工重量造成已完成的前一节段下沉量，具体量值通过监控单位控制。

4.4 主墩处0#块、1#块临时固结的检查要点

4.4.1 0#块临时固结方案简介

0#、1#块箱梁采用三角形托架施工。0#、1#块箱梁管道密集,预埋件及预留孔多,结构和受力情况复杂。施工顺序为：托架施工→托架预压→底模安装→外侧模安装固定→底板、腹板、横隔板普通钢筋绑扎→波纹管安装定位→冲洗底模→安装内模→顶板普通钢筋绑扎→顶板波纹管安装定位→预埋件安装→冲洗底模→浇筑混凝土→养生→张拉→压浆→拆模。

4.4.2 0#块临时固结的检查要点

检测钢管混凝土的强度，通过锤击外壁检查是否有空鼓声，对承台顶部及箱梁底部预埋钢筋进行隐蔽验收，以确保钢管和上下结构的连接；检查钢立柱和横向联系钢梁的焊接质量，在挂篮悬臂浇筑过程中观察临时固结结构的变形量和位移量，超设计要求时，应采取加固措施。

4.5 挂篮制作、安装的控制要点

4.5.1 挂篮试拼

挂篮加工完成后，在地上进行试拼，各零部件均满足设计要求后投入使用。三角桁架拼装完成后，主梁顶、底面与主梁前横梁、后横梁间应栓牢固。

4.5.2 拼装

（1）1#块完成张拉后，每根主桁下设1道双工字钢钢轨，其下用双[12槽钢铁枕及钢板找平，利用预应力螺母及预埋精轧螺纹锚固于已成型的梁段上。

（2）拼装主桁。安装主梁，施加主梁后锚，安装主梁平联及主梁后横梁；安装立柱、立柱平联及斜拉带，形成三角桁片；然后安装主桁、反压梁及前上横梁。为加强挂篮的整体性、牢固性，在三角桁架安装调整好后，主梁平联应与立柱焊接。

（3）拼装底模及侧模系统。安装底模前后下横梁及小纵梁，在纵梁上铺设底模钢模，加固后安装整体侧模。底模系统与主桁使用JL32精轧螺纹粗钢筋连接，后下横梁固定于已成型的1#块底板上。

4.6 悬臂浇筑箱梁混凝土的控制要点

在施工单位完成了钢筋绑扎和模板安装后，自检合格后，监理工程师应全面复检，在完全符合设计与技术规范要求后方能批准浇筑砼。浇筑前监理工程师应审核混凝土施工配合比是否符合要求。

4.7 合龙段施工的控制要点

全桥箱梁合拢按照先边跨后中跨的顺序施工，边跨合拢段采用满堂支架施工，支架设计及搭设方法与边跨现浇段相同，中跨合拢段利用一个挂篮的底篮进行合拢。

在施工悬浇段11#、11’#节段和边跨现浇段13#块时预埋好劲性骨架接头钢板，劲性骨架预埋时充分估计施工误差，留足预埋槽钢之间的间距，且同一合拢段后施工的一个悬臂端槽钢预埋时其横向、竖向相对应箱梁的位置与先施工的一个悬臂端（槽钢已预埋）保持一致，尽量使合拢时两节预埋槽钢在一条直线上（其精度与箱梁合拢精度相同）。

合拢段合拢时满足设计要求，轴线偏差小于1cm，两端高差不大于2cm。合拢前对节段的标高及轴线进行联测，并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量，观测合拢段在温度的影响下的梁体长度变化。

挂篮施工完成后先将底模落下，再将挂篮退回1#块拆除。合拢前清除T构上不必要的施工荷载，使全桥T构始终处于相对平衡状态。

合拢温度选择在一天中温度最低的时段进行。合拢时间宜选在日照温差小的阴天或温度变化幅度较平稳的时间段进行。大致是午夜合拢锁定，凌晨开始浇注混凝土。合拢段混凝土浇注完毕后，养生至强度达到设计要求强度后，按设计张拉底板预应力束并锚固。

4.8 预应力张拉、压浆的控制要点

4.8.1 预应力张拉的控制

按设计要求进行张拉作业，在箱梁混凝土强度达到90%以上进行张拉作业。

张拉以应力和伸长值双控法控制，以前者为主要控制指标，后者作为校核。按规范要求，预应力机具在用于施工前千斤顶与液压表已配套校验，得出液压表读数与张拉力曲线方程，并在有效期内使用，在预应力张拉施工中千斤顶与液压表配套使用，不得混用。

4.8.2 预应力管道压浆的控制

预应力张拉后，张拉伸长的钢绞线应用砂轮机切除，并用水泥砂浆封锚，其覆盖层厚度应不小于2cm。预应力管道压浆应重点检查浆液的性能指标是否符合规范要求。 本工程采用智能大循环压浆取得了很好的效果。

5 结语

挂篮悬臂浇筑作为一种成熟的施工工艺已越来越多的应用于大跨径桥梁建设中。卫运河特大桥采用挂篮悬浇施工工艺，在施工中桥梁线形和混凝土的质量都得到了有效控制,确保了大桥的工程质量，对该施工工艺进行运用和总结具有非常重要的应用价值和实际工程意义，为该类型桥梁的建造技术积累了宝贵的经验。但是，对于跨越江、河段的大桥采用挂篮悬臂浇筑施工，仍然存在着很大的风险。监理人员在挂篮悬臂连续箱梁浇筑工程过程中，必须严格按照施工顺序，对照相关监理规范，控制好每个施工环节，对关键部位必须严格监理，从而保证桥梁施工质量。

[1]花宏飞.《悬臂浇筑连续梁施工监理》，2011

[2]江洪波.《浅析沪昆客专湘江特大桥挂篮悬浇施工工艺》，2012.11

Analysis of the Supervision on the Construction Technique of Continuous Box Girder Hanging Basket Suspension Pouring at Large Span Variable Cross Section

WANG Zhe
(Hebei Highway & Waterway Engineering Consulting Co., Ltd. Shijiazhuang Hebei 050000 China)

Combined with the actual situation of engineering construction of Wei canal bridge on Gucheng branch line of Hengde Superhighway, this thesis analyzes the key points and difficult points of construction of continuous box girder hanging basket suspension pouring at large span variable cross section. And from the angle of supervision, it puts forward control measures to enhance the construction quality of hanging basket suspension pouring.

continuous box girder hanging basket suspended pouring supervision analysis

A

1673-1816(2016)04-0012-06

2016-03-22

王哲（1990－），女，河北石家庄人，汉，助理工程师，研究方向公路工程技术与计量。