桥梁工程悬浇箱梁现浇段吊架施工技术要点

周家炜

（湖南省益阳公路桥梁建设有限责任公司，湖南益阳413000）

0 引言

本文选择全长546m，上部结构为（70m ＋130 ＋70m）的梅山龙宫资水大桥为研究对象，因现浇边跨、合龙段运输难度大等因素，决定通过挂篮技术开展施工。该技术具有便于操作、安全风险低、性价比较高等优势。经实践，该技术取得了良好的效果，建议在同类型桥梁建设中推广、应用。

1 工程概况

某大桥全长546m，上部结构为三跨，从合龙段中心处至悬臂根部，箱梁高度和底板厚度为抛物线性变化，从合龙段到支承端的底板厚度为直线变化。该桥主桥段设有2%的单向横坡，主跨为“T”形刚构箱梁，分合龙段1 个，梁段16 个，边跨现浇长384cm、合龙段长200cm，现浇段和合龙段利用挂篮与过渡墩形成吊架施工。

2 现浇段吊架的整体设计

该大桥主桥箱梁最长标准节段为4.5m。边跨现浇段长3.84m、合龙段长2m，过渡墩盖梁宽3m,靠箱梁端宽1.8m。

边跨现浇段的部分梁体落于盖梁受力，悬挑长度为2.2m，合龙段为2m，合计悬挑施工4.2m。因过渡墩位于两侧河岸，而河岸地质以孤石为主，不利于高效率进行钢管桩支架的搭设，所以采用挂篮为整个受力系统，对边跨现浇段、合龙段进行施工，详见图1。

图1 现浇段吊架整体布置示意图

2.1 现浇吊架加工及安装

现浇吊架采用挂篮作为施工吊架。16#块纵向预应力张拉完毕后，挂篮前移至过渡墩，前横梁顶移至盖梁处，然后通过盖梁上的预埋精轧螺纹钢，用槽钢盒做钢扁担，将挂篮前横梁锚固在盖梁上。这样，挂篮底篮两端分别锚至盖梁和已浇16#块上，形成简支梁[1]。

2.2 模板施工

外模仍利用原箱梁外侧模，借助外滑梁前移至已定位置，其他外露处需采用竹夹模及枕木进行修补。内模直线段借助内滑梁迁移至已定位置，变截面采用钢管支架、竹夹模、枕木进行搭设。底模采用原箱梁底模，与挂篮前移时一同前进，盖梁处底模根据测量后的设计标高，采用竹夹模及枕木进行铺设调平。模板铺设施工现场见图2[2]。

图2 模板铺设施工现场

2.3 试压荷载的取值

2.3.1 现浇段悬臂部分。现浇段和边跨合龙段均由挂篮底蓝承受，虽然其受力远远小于正常悬浇梁段的混凝土重量，挂篮受力没问题，但试压主要是测试现浇支架及合龙段施工的相关参数，支架受力总荷载为2481kN/m2×4.24m=1052kN，按其1.2 倍取值为1262.4kN 试压[3]。

2.3.2 试压采用水袋法，吊架安装完毕后，将底模、翼板模固定，梁端头用模板固定，将现浇段露出盖梁部分和合龙段重量采用水袋等重量试压，水袋最终重量按混凝土的1.2 倍考虑。水袋由厂家定型制作，规格为6.5×2×3.5m2/个，可装水91t，重量不够部分用工字钢代替，加载重量分别按混凝土重量的50%、100%、120%三级加载，在加载、卸载过程中，观测16#块梁端观测点，找出竖向变形规律[4]。

2.3.3 吊架直接采用挂篮，其受力远小于悬浇时混凝土的重量，其受力安全、有保障。试压目的是通过试压确定现浇段、合龙段的立模标高及中跨配重重量，以及在现浇段混凝土浇筑时，16#块上水箱的配重重量，确保线性满足设计要求。

2.3.4 边跨现浇段、合龙段浇筑混凝土和养生过程中，每隔2h 需对观测点进行一次标高读数。通过水箱的加水及放水，确保16#块前端保持恒定标高，避免现浇段混凝土在未达到设计强度时开裂。

3 施工技术要点

3.1 现浇段施工

挂篮前移至过渡墩，利用挂篮作为现浇支架，盖梁上现浇段部分支架在盖梁安装底模，悬臂部分利用挂篮底模作为现浇支架底模，挂篮翼板模作为现浇段外模，内模利用挂篮内模。在现浇混凝土时，根据混凝土的浇筑量及观测点标高的数值，通过放出配重水箱中的水来控制标高。养生期间，需2h/次进行标高监控，同样通过加、减配重水箱中的水来调节标高。待混凝土龄期满足7d 且混凝土达到设计强度等级值的90%后，进行合龙段施工[5]。

3.2 合龙段施工

3.2.1 现浇段浇筑完毕后，在待强过程中可进行合龙段的准备工作，如绑扎底板钢筋、临时固结一端焊接等。边跨现浇段和合龙段均利用挂篮作为吊架，故在现浇段混凝土浇筑完成，且当强度达到设计的90%后，拆除现浇段内模，而后可直接进行边跨合龙段施工。

3.2.2 连续多天不间断检测各合龙口标高，确保标高满足设计需求且当地气候、气温等条件满足施工需求。锁定合龙段刚性连接，需在一天中最低气温时实施。钢束即刻张拉2×BX1、2×BS1，每根张拉荷载73t[6]。

3.2.3 合龙段如已安装的刚性连接，必须实施24h 观测，对内、外刚性连接进行检查，确保不存在异常情况后实施下一步施工，即合龙段混凝土浇筑。

3.2.4 必须在低温时段进行混凝土浇筑，科学、合理地设定浇筑混凝土时间，保证其终凝时气温为全天最低时刻，同时注意混凝土的凝固情况，保证不存在任何裂缝。混凝土浇筑过程中，应科学匹配相应的水量，浇筑混凝土时应确保合龙段荷载不变，完成后及时进行检测，并了解标高情况，务必控制标高在可控范围内[7]。

3.2.5 养护合龙混凝土时，浇筑混凝土后应保持混凝土凝固，待强度为设计强度的90%后进行锚固灌浆施工，同时实施预应力钢束连续对称张拉，施工顺序为先长束，后短束。接着移中跨挂篮2m，为合龙中跨奠定坚实基础。

4 吊篮受力计算

4.1 吊篮受力体系

挂篮受力主体为两片三角形主桁，其主纵梁采用2 根I56a。吊篮利用挂篮作为受力件，其主桁架仅作为移动和受力的保险装置，受力部位为挂篮底蓝和外滑梁，外模采用挂篮外侧模，内模直接支撑在底板上，由底板受力,外滑梁采用2I40b。

4.2 吊篮的使用工况

在完成主梁2#-16#节段的悬臂施工后，该施工吊篮应前移至过渡墩盖梁处固定，作为现浇段和合龙段的受力件。根据节段的划分，结合各段的结构情况，拟定对该施工吊篮进行以下2 个工况的受力计算：

第一，现浇段混凝土浇筑（长2.24m，重67.07t，盖梁部分盖梁直接受力，计算时不予考虑）。

第二，合龙段节段混凝土浇筑（ 长2.0m，重49.62t）[8]。

4.3 吊篮使用各工况受力计算

根据既定的受力情况对工况进行科学计算，确保翼缘板荷载保持不变，经由外侧模支架向外滑梁上传导。使用MIDAScivil2017 软件对吊篮系统的空间结构进行建模，建模时，应充分考虑各构件的实际受力情况。所有吊点和锚点的支承方式均为铰接，即只约束了x、y、z 三个方向的轴向位移，而不约束Rx、Ry、Rz 三个转角位移。由于精轧螺纹吊杆和斜拉钢带均只承受拉力，不承受弯矩，故建模时这两种构件均采用桁架单元进行模拟[9]。采用MIDAScivil2017 对挂篮建模所用的材料特性和模型如下：

4.3.1 材料特性

材料特性具体见表1。

表1 续表

表1 钢材的容许应力(MPa)

4.3.2 型材截面特性

（1）前、后下横梁、外滑梁，规格为2I40b，材质为Q235，有效面积为188.14m2，抗弯惯性距为45562cm4。

（2）底模分配梁、操作平台，规格为I36b，材质为Q235，有效面积为61.9m2，抗弯惯性距为13380cm4。

（3）底模平台前吊杆、底模平台后吊杆、外滑梁后吊杆规格为I36b，材质为Q235，有效面积为8.04m2。

4.3.3 吊篮模型

（1）采用MIDAScivil2017 对挂篮建模,其吊篮模型见图3.

图3 吊篮模型

（2）吊篮受力计算结果汇总见表2。

表2 吊篮受力计算、分析汇总

由计算结果可以看出,各型材的应力值均在设计允许值范围内，结构安全、可靠，取得了良好的实际效果。

5 结语

该工艺改变了传统的采用钢管桩支架及焊接牛腿搭设施工平台的方法，在高墩施工中极大地减少了钢管桩产生的费用，降低了焊接牛腿搭设施工平台的安全风险。同时，底模、侧模与前段梁结合性好，外观质量很好。使用挂篮施工技术方案，并辅以相应的技术开展大桥边跨现浇段及合龙段施工，经工程实践表明，该措施的安全性能高、造价投入少，且工期显著缩短。因吊架设置合理，可以同时进行边跨施工、现浇，然后开展合龙段的工序施工，更利于大桥建设，建议在同类型大桥建设中予以推广。