连续梁短边跨直线段及合拢段挂篮同步施工技术

刘 颍 （中铁四局集团第二工程有限公司，江苏 苏州 215000）

1 工程概况

甬江左线特大桥引桥（40+72+40）m连续梁位于宁波市江南路与经七路交叉口南侧。边墩高度为31m，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。在中支点处梁高为5.8m，边支点和跨中处高度为3.2m。主跨为10个节段，边跨为11个节段，A9#块为边跨合龙段，A10#块为边跨现浇段，连续梁全桥布置图（中心对称，半桥模型）如图1。

图1 （40+72+40）m连续梁立面图（半桥模型）单位：cm

2 工程特点

72m连续梁边跨直线段长3.6m，重124.35t，边跨合拢段长2m，重50.8t。该桥为高墩短边跨直线段连续梁，边跨现浇段重量不大。根据短边跨直线段与边跨合拢段同步施工和边跨直线段与边跨合拢段分开施工对最终的成桥桥结构受力状态影响不大,且同步施工所需要的支架可利用悬臂段挂篮的特点，可在边墩上设置钢管立柱作为挂篮前支点，同时计算边跨直线段及合拢段、挂篮支架的重量，在跨中进行合理配重，完成短边跨直线直线段及合拢段的同步施工。这种施工方法能降低安全风险，提高施工进度。

3 挂篮简介与前支点挂篮设计

72m连续梁0#段施工完成后，在0#段上拼装挂篮，施工悬臂段。挂篮主体结构采用刚度大的“321”型贝雷梁结构，每幅挂篮由两组主桁组成，每组主桁长12m，截面由4片贝雷梁通过钢支撑架连接成整体，两组主桁间分别在挂篮前支点和前端处横向用桁架连接(简称平联)，形成一个整体稳定的结构体系，用2I32工字钢作前后锚梁，φ32IV级钢作吊、锚杆，挂篮后支点处设钢支墩。挂篮侧面图如图2。

图2 挂篮结构立面图

施工悬臂段时，结构属于后支点挂篮，其力学原理是悬臂结构状态，挂篮尾部采用精轧螺纹钢锚固在已浇筑的梁段顶板，端部悬挑，其长度长于待浇筑梁段，通过锚固装置及支点将挂篮所承受的重量传递到已浇梁段。

72m连续梁边跨直线段长度为3.6m，边跨合拢段长2m，为短边跨直线段施工。考虑到挂篮的结构受力特点，结合施工现场要求及资料，将后支点挂篮的悬臂状态转为前支点挂篮的简支状态，从而减少挂篮的挠度和弯矩，提高挂篮的承载能力，完成短边跨直线段及合拢段的同步施工。这种施工技术使施工难度降低，节约施工周期及项目成本，并且降低安全风险。

后支点挂篮与前支点挂篮的结构受力简式如图3所示。

图3 挂篮结构简式

4 前支点挂篮同步施工的关键技术

施工时所用的挂篮需要支撑边跨直线段及合拢段混凝土重量及其它施工荷载，因此要求整个挂篮及支架体系安全可靠，以保证施工安全。结合72m连续梁施工，对连续梁短边跨直线段及合拢段前支点挂篮同步施工的关键技术进行介绍。

4.1 前支点挂篮施工及受力检测

挂篮主体部分不变，原先挂篮的单侧单桁贝雷片为4片加强，总长为12m；现将挂篮前端沿边跨方向增加2片贝雷片，长度变为18m。挂篮前端采用P530×10钢管作为贝雷梁的支撑构件，钢管顶端加设钢板，钢管底部作用在墩身简支梁侧。底纵梁长度不变，前端伸入墩身顶，直接坐落于墩身支座旁，采用垫钢板和调整精轧螺纹钢调整底纵梁标高，使之与边跨直线段标高合理，符合设计要求。后锚点位置不动，而在A8#段形成后支点，后锚点和后支点之间的贝雷梁主桁之间垫设2I400工字钢。前支点挂篮立面示意图，如图4，实际现场施工图如图5。

图4 边跨直线段前支点挂篮立面图

图5 施工现场前支点挂篮立面图

挂篮吊杆采用φ32.5的PSB785的精轧螺纹钢，计算最大应力σ=276.8MPa＜785MPa.安全系数K1=785/276.8=2.83，故挂篮满足受力要求。挂篮前支点为两根P530钢管，计算钢管最大应力σ=21.2MPa＜215MPa，钢管立柱满足强度要求。

4.2 A8#梁段预应力施工

72m连续梁前支点挂篮整体现浇短边跨直线段及合拢段时，挂篮后支点在A8#段上，与前支点P530钢管形成简支梁体系，在A8#段会产生较大支反力，因此必须确保A7#段与A8#段衔接面的稳定性。A7#与A8#段之间主要靠摩擦力形成整体，A8#段的预应力施工是关键，确保预应力张拉及孔道压浆均符合规范及设计要求。混凝土与混凝土之间的摩擦面系数取0.6，作用在A8#段上支反力为1396.4kN，A8#段的自重1058.2kN，4束钢绞线张拉控制力：N=10155.6kN，衔接面产生的摩擦力：f=μN=6093.4kN＞1058.2+1396.4=2454.6kN，安全系数：K1=6093.4/2454.6=2.48，满足要求。衔接面计算简图如图6。

图6 衔接面计算简图

4.3 墩顶实心段平台处理

在支座宽度横桥向范围之内，堆砌红砖，围成围槽，填满中粗砂，夯实。顶面采用砂浆做2cm抹面找平，作为实心段底模板使用。底模纵梁总长为6m，使用挂篮浇筑的梁段为A9#块和A10#块一部分，总长为3.5m；前后托梁按照梁段长度适当调整底模纵梁的锚固位置。底模纵梁80cm以内置于墩顶支座垫石外侧，采用垫设方木的方式调整底模纵梁的标高。底纵梁担在墩顶部分会承受挂篮及现浇混凝土部分作用力，因此垫设的方木需紧密，墩顶围槽作为底模，围槽内需填压密实。墩顶平台施工示意图如图7所示。

图7 边跨直线段墩顶平台施工图

4.4 浇筑过程中跨配重

为了抵抗悬臂现浇施工中产生的不平衡弯矩作用，在中跨墩身上设置临时固结，由于采用挂篮整体现浇边跨直线段及合拢段故在中跨B8#段增加配重，配重重量大小按照模型计算的挂篮支反力来确定，采用混凝土预制块作为配重。在边跨段及合拢段混凝土浇筑过程中逐渐增加配重，以平衡临时临时固结处的不平衡弯矩，其示意图如图8。

图8 配重示意图

5 结语

通过甬江左线特大桥引桥（40+72+40）m连续梁实际施工表明：连续梁短边跨直线段及合拢段前支点挂篮同步施工技术是可行的，该技术提高了施工进度和效率，为保证施工质量和进度提供了有力保障。未来挂篮设备趋向规格化、系列化、工厂化，重复利用率高，有利于缩短工期、节约成本。本文介绍的前支点挂篮在短边跨连续梁中的应用，就是挂篮结构多元化的一种体现，以供桥梁设计、施工单位参考。