歹阳河大桥挂篮悬臂浇注法施工技术

　　摘要：结合歹阳河大桥工程实例，介绍了菱形挂篮的构造和悬臂施工的主要工艺流程，并分析了挂篮施工中的影响因素和控制措施，得出了该工程实际与理论基本吻合的结论，实践证明，大桥施工是成功的，并达到了预期的效果。
　　关键词：挂篮，悬臂浇注法，标高控制，挠度控制，箱梁
　　前言
　　随着社会主义经济建设的发展，基础建设也紧随其后。桥梁建设是基础建设一个重要的部分，随着越来越多大型桥梁的建设，悬臂浇筑法至从上世纪60年代由前西德首先使用以来，因其由于自身灵活性好，适应性强，不需要大量的施工支架和临时设备，不影响桥下通航、通车，施工不受季节、水位的影响，已成为修建大中跨径桥梁的一种有效施工工手段。我国上世纪70年代引进与90年代广泛推广使用的施工新技术。悬臂浇筑法广泛推广使用，极有必要进行研讨。
　　1工程概况
　　1.1工程介绍
　　歹阳河大桥位属低山地貌，桥位两端地势十分险峻，桥渡区域属“V”型河谷，两岸斜坡30～60度，局部陡立。桥梁全长392.62m，桥跨为2-24m+3-32m+(52+96+52)m预应力钢筋砼连续刚构+1-32m，其主体采用3跨单箱单室变截面预应力混凝土连续梁桥,其采用平衡悬臂挂篮施工法。
　　1.2挂篮结构组成与施工顺序
　　工程选用的挂篮结构为自重较轻的菱形桁架挂篮。此结构形式简单轻巧，受力明确，顶面操作空间大。挂篮有主纵桁梁、行走系统、底篮、后锚系统共四部分组成。
　　（1）梁段施工阶段：0号块施工→挂篮施工→挂篮荷载试验→挂篮前移→上构1号节段施工→悬臂浇筑节段施工→合龙段→施工监控；
　　（2）其施工顺序：中跨合龙→边跨直线段施工→边跨合龙。
　　2挂篮安装
　　2.1挂篮安装流程
　　挂篮是整个悬臂浇筑各梁段的主要承重设备，是把挂篮后端锚固在已完成的梁体上，在前端悬臂承重新浇筑梁段混凝土，整个过程保持整体平衡的施工结构。所以在挂篮拼装和施工过程中必须严格遵守相关的操作规程（如图1）。
　　                       
　　2.2挂篮加载试验
　　为了检验挂篮的设计参数，主要结构的变位及安全度，并为箱梁的悬浇施工过程提供可靠的控制依据。在挂篮拼装完成后，正式投入使用前，必须对挂篮进行加载试验。
　　将两台挂篮对称的按分段的设计位置调整到位，完成全部后锚固及保险装置，使其主桁处于正常的悬浇施工状态，并根据挂篮在施工过程中的实际受力情况，模拟1#段施工荷载作用下，利用精制螺纹钢把挂篮前横梁与桥墩基础预埋件相连，采用张拉设备分级加载的方法进行试验。其试验的主要目的是测试主桁各构件及挂篮关键部位的应力，挂篮主桁前、后端的弹性和非弹性变形，为挂篮施工挠度控制提供可靠依据。
　　2.3挂篮推移
　　准备工作如下：（1）对内外四周认真检查，消除一切对挂篮前移有阻碍的因素。（2）对所有预留孔进行复核，若位置有偏移，应及时处理修整。（3）按要求有一定数量的分配梁将道轨压紧锚死，每个分配梁上的锚固力不小于30t，在后节点后边至少有四根锚固梁，前边至少有两根。（4）将中支点滑块重新放回在道轨上，连接后节点小车至受力状态解除后锚固装置。（5）安装内外滑梁车，并锚固可靠，解除滑梁承重丝杠。（6）松动挂篮后方的保险装置(但应有保险钢丝绳保护)。（7）利用液压推进装置，在中支点处反复进行同步顶推挂篮前移。用仪器或其他方法观测，保证两个中支点同步前进。若前后偏差达到3cm时，应立即停止，调整后再推进。（8）在前移过程中，挂篮后端的保险绳随挂篮前移而逐渐放松。两端挂篮前段应同步对称进行。特别注意挂篮到位后，应立即恢复主桁后锚固系统，松动后小车丝杠，并恢复保险系统。施工过程中，根据实际施工荷载、悬灌循环周期以及对已浇筑梁体标高的精密测量，重新计算和修整下一梁段的施工立模标高，使悬灌梁段合龙时的精度以及体系转换完成后梁体线形达到设计和规范要求。
　　3立模标高的确定
　　主梁标高控制流程图见图1。
　　                    
　　图1主梁标高控制流程图
　　立模时要设置一个预拱度，以抵消施工中的各种挠度，计算公式：
　　。
　                   
　　（1）悬臂施工对已经施工完的箱梁段标高的影响。在每一节箱梁施工时，在节端各设3个观测点，在第一节施工时，观测0号～(i-1)号节段由于i节段施工引起的变形，从而得到每节段箱梁在整个施工过程中，由于悬臂施工引起的累积标高变化曲线即最终挠度曲线。
　　（2）预抛标高度的设定：根据前一节混凝土施工时引起的对已施工完的梁段的变形值，估出施工引起的变形，再考虑挂篮变形值。通过此方法确定的抛标值，经施工完毕后的实测标高和设计标高基本相符，达到预期目的。
　　4合拢段混凝土的灌注及养护
　　为使合拢段混凝土浇筑过程中结构体系处于稳定状态，预先在悬臂两端施加水箱配重待刚性支承锁定后，再浇筑混凝土，边灌注混凝土边卸载，使悬臂挠度保持稳定。
　　(1)在梁段砼浇注前，对挂篮、模板、钢筋、预应力管道、预埋件及机械设备进行全面检查，经签认后方可浇注砼。
　　(2)混凝土主要由缆索吊吊装浇筑，按底板→腹板→顶板的顺序对称浇筑混凝土。先从底板浇筑至外倒角以上0.3m处，然后再浇筑边墙砼，最后浇筑顶板砼。底板砼一次浇注完成，腹板按分层进行浇注，每次30～40cm。根据设计要求，T构悬臂浇注施工的不均衡弯矩不能超过600T•m。不均衡弯矩主要是对立柱产生影响，8#墩2#块单边浇注底板砼产生的不均衡弯矩仅有300T•m，因此满足设计要求。
　　(3)砼浇注过程中，仔细观测挂篮的下挠情况，详细做好记录，便于及时调整底模标高，同时也可作为下段梁底模标高调整的依据。
　　(4)严格控制现场砼塌落度在16~18cm范围内，确保砼振捣密实。
　　(5)砼浇注完后，立即覆盖麻袋洒水养生，养护期按规范要求养护7天。
　　(6)冬季施工时，砼的拌和水要进行加温，砂、石料表面用蓬布覆盖，箱梁砼养生采取保温措施，砼浇注完后，整个梁段外围用土工布覆盖，箱梁里面用明火加温进行养护。
　　5总结
　　5.1影响梁体挠度的因素
　　在挂篮法悬臂浇筑施工过程中，由于温度变化、不平衡弯矩的出现、挂篮体系的变形、预应力张拉等对梁体结构施工特别是对中跨的顺利合龙影响很大。在整个施工过程中，必须对结构的挠度进行有效地控制才能使各方面的偏差在允许范围内。从整个大桥施工现状来看，影响结构挠度的因素主要有：挂篮变形，构件的模板尺寸，预应力管道定位、预应力张拉，摩擦阻因素，混凝土收缩变等。
　　挂篮变形一般由挂篮体系在混凝土重量作用下以弹性变形及挂篮系统各连接杆件因枪支的几何变形组成。在正式施工前必须对挂篮体系施工荷载情形进行分级加载的预压试验，测得各级加载阶段的弹性变形值，绘制架体各测点变形曲线图。做支对整个体系变形程度心中有数，为挂篮施工的节段抛高提供计算的依据。
　　结构的实际尺寸，可能因模板放样误差。混凝土筑时模板支撑产生一定的偏差，从而导致与设计理论值产生偏差。所以在施工过程中应严格控制模板的准确定位及平整度，同时施工完成后进行截面尺寸的校对以便修正结构截面几何特征。
　　预应力管道定位准确与否，将导致预应力张拉后梁体受力点是否偏移对梁体起拱产生一定的影响，所以在施工过程中加强交底和检查。由专业测量人员复核预应力管道定位。预应力张拉对挠度的影响主要是由于悬臂端左右不同步张拉引起，所以在施工过程中严格进行张拉监控，尽可能确保两端同步张拉，减少预应力张拉对挠度的影响。
　　预应力管道摩阻因素直接影响预应力损失，但以工程现状来看由于控制得当，波纹管安装位置准确，管节连接平顺，由此部位影响较少。混凝土收缩徐变的影响因素较多，例如温差变化的影响，混凝土的影响等等，将对梁体挠度的控制，特别是对中跨合龙段产生较大的影响，所以我们在严格按规范进行混凝土的施工外还按中跨合龙选择在气温接近年平均温度。
　　5.2箱梁施工控制措施
　　（1）进行结构预拱度的设置：在上部结构施工过程中，通过对预应力连续箱梁的结构线形及内力的控制，确保施工过程中结构的安全，使成桥后结构的线形及内力最大限度地接近设计状态，最终满足按设计要求。
　　（2）施工实践：墩身两侧的挂篮要同步进行前移，梁段混凝土对称浇筑，箱梁施工实践严格按照本桥安全操作进行；箱梁梁段空间位置按设计坐标及标高，在横断面至少设左、中、右三点控制。在浇筑其箱梁前，复测已完成的前段箱梁标高。每完成一个梁段的施工后进行箱梁轴线测量，测量数据作为下一梁段安装的控制依据，施工过程中严格控制施工荷载及其分布位置，按照设计要求进行水箱压重和卸载。
　　（3）施工测量与施工测试：严格加强结结构变形的测量，在大桥施工过程中，掌握施工结构的状态所进行的复核测量安排在环境温度小时，把梁端底标高以及梁面标作为标高的目标，对立模、混凝土浇筑后、预应力张拉后三个阶段的标高进行跟踪监测，目的在于获得第一手数据，以便及时了解各节段挠度、预应力损失等是否均在受控状态，以便在施工中及时调整，对全程梁段施工进行有效监控施工测试尽量做到精确使测试误差对施工控制的影响减少程度。
　　参考文献：
　　[1]JTJ041-2000，公路桥涵施工技术施工规范[S]．
　　[2]黄文，毛学舜，王新定．挂篮悬浇连续箱梁桥施工控制技术[J]．山西建筑，2008，34(1)：318—319．