浅谈百色右江双线大桥挂篮悬臂浇筑施工的技术控制

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摘 要：本文结合云桂铁路广西段百色右江双线大桥挂篮悬臂浇筑施工实践，就挂篮悬臂浇筑施工关键工序的技术控制进行了简要阐述。

关键词：桥梁；挂篮悬臂 ； 技术控制

云桂铁路广西段百色右江双线大桥长411.489m，本桥的孔跨设计为〔32+(80+144+80)m +32+24m〕，其中，（80+144+80）m连续梁跨越323国道、右江、罗富高速公路，采用悬臂浇筑。

悬臂浇筑梁部除主墩上的0号块在墩旁托架上现浇和边跨平衡段采用在墩旁支架上现浇外在1#墩和2#墩、3#墩和4#墩之间的两跨直线段采用支架现浇，其余梁段采用挂篮悬臂浇筑，先在主墩墩顶安装支架和托架，在支架和托架上灌注0号段，再对称向两侧顺序灌注各梁段，形成T构。合拢顺序按先边跨，后中跨的顺序施工，合拢时采用加设劲性型钢骨架及加设临时预应力束的方法强迫合拢，进行体系转换。

1.挂篮的结构设计

0#块施工完后，利用吊机在0#块上拼装菱形挂篮，进行梁段悬浇。菱形挂篮结构主要由桁架、提吊系统、走行及后锚系统、模板系统和张拉操作平台等六部分组成。

1.1挂篮设计

主要技术参数:

砼自重GC＝26kN/m3；

钢弹性模量Es＝2.1×105MPa；

材料容许应力：

Q235钢〔σw〕=145MPa,〔σ〕＝140MPa,〔τ〕＝85MPa

16Mn钢〔σw〕=210MPa,〔σ〕＝200MPa,〔τ〕＝120MPa

14＃钢〔σw〕=220MPa,〔σ〕＝210MPa,〔τ〕＝120MPa

容许材料应力提高系数：1.3。

1.2挂篮构造

挂篮为菱形挂篮，菱形桁片由230普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成，前横梁由2I45b普通热轧工字钢组成，底篮前横梁由2I36b普通热轧工字钢组成，底篮后横梁由2I36b普通热轧工字钢组成，底篮腹板下加强纵梁为由/8和/10普通热轧槽钢组成的桁架，底篮底板下加强纵梁为I28b普通热轧工字钢，吊杆采用φ32精轧螺纹钢。主桁系统重7.8t、行走系统重4.6t、底篮8.6t、提升系统重10.7t、外模重10.8t、内模系统重4t、张拉操作平台重0.5t，整个挂篮系统重47t，自重与载荷比为（以1#为例）0.315：1。

1.3挂篮计算设计荷载及组合

1.3.1荷载系数

考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；

浇筑混凝土时的动力系数：1.2；

挂篮空载行走时的冲击系数1.3；

浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；

挂篮正常使用时采用的安全系数为1.2。

1.3.2作用于挂篮主桁的荷载

箱梁荷载：箱梁荷载取1#块计算。1#块段长度为3m，重量为149.1t；施工机具及人群荷载：2.5kMPa；挂篮自重：47t；混凝土偏载：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3混凝土，重量13t。

1.3.3荷载组合

荷载组合I：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重人群和机具荷载；荷载组合II：混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合III：混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合IV：挂篮自重+冲击附加荷载；荷载组合I、II用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载III用于刚度计算（稳定变形）计算；荷载组合IV用于挂篮系统行走计算。

2.挂篮施工关键工序及技术控制

2.1挂篮拼装及试验

在墩顶现浇段现浇施工完成后（含预应力施工及压浆），采用吊机进行挂篮构件起吊和拼装。安装时注意桥墩两侧的挂篮应对称同步安装，按设计要求控制不均衡荷载。

新加工的挂篮采用试压台加压法检测桁架的受力性能和状况，未经试压的挂篮不得吊装上墩进行悬灌施工。通过试压消除结构的非弹性变形。试压可采用在桥位附近（或在工厂）试验台加压法进行。

对拼装就位待灌注混凝土的挂篮，采用水箱试压法检查挂篮的性能和状况。加压水箱设于菱形桁架的前上横梁吊点处，计算施加力后，分级进行灌水试压，记录全过程挂篮变化情况即可求得控制数据。

2.2挂篮的前移

待已灌注梁段混凝土强度和弹性模量达到设计要求指标后，对纵向预应力筋张拉并压浆后，铺设垫梁和轨道。轨道锚固后，放松底模架前后吊带并将底模架后横梁用2个10t倒链悬挂在后上横梁上；拆除后吊带与底模架的联接，先放松所有后吊杆再放松前吊带，按照同样的方法松开外侧模。用2台5t倒链牵引前支座使菱形桁架带动底模侧模前移，就位后安装底模后吊带，将底模吊起。解除外模走行梁的一个吊带前移至预留孔，调整立模标高进入下一循环施工。

2.3挂篮底模、侧模标高调整及位置控制

当挂篮安装完成后，即可进行模板标高及中线调整。模板控制标高=设计标高+施工预留拱度。设计标高由设计院提供。施工预留拱度由设计院提供的理论预留拱度结合现场挂篮试压测试数值(如弹性变形值)等因素，通过编制的线型控制软件计算而得。同时在每个承台顶面上设水准点4个，观测群桩的沉降；在墩顶现浇段顶面腹板位置处各设水准点4个，观测墩身的压缩。

2.4绑扎钢筋、安装波纹管道

钢筋按要求下料弯制，成型后挂牌分类堆放，需要钢筋时利用吊机吊装至挂篮位置，人工绑扎。先绑扎底板、腹板钢筋，并安装竖向预应力筋、底板波纹管道，待内模前移到位后绑扎顶板底层钢筋，安装顶板预应力管道，绑扎顶板上层钢筋、安装顶板预埋件。

全桥预应力管道均采用塑料波纹管成孔，安装波纹管时如果管道与构造钢筋位置冲突时，适当移动构造钢筋，绝对保证预应力管道按设计位置定位，并采取加粗定位钢筋直径，加密定位钢筋网片、网片与箱梁构造筋点焊牢固等措施，保证预应力管道位置在浇筑混凝土时不移位、不破损。

在灌注混凝土前检查预应力管道的接头是否连接紧密，管身是否完好，在混凝土灌注过程中不得直接振捣预应力管道，以防其移位、破损、漏浆。

2.5预应力施工

纵、横向预应力筋穿束前用通孔器疏通预应力管道，纵向预应力筋穿束时先将导线穿过孔道与预应力筋束连接在一起，由卷扬机牵引穿束；横向预应力筋采用人工穿束。穿束后检查预应力筋外露情况，保证两端外露长度基本相同，满足张拉要求，然后安装锚具、千斤顶。

竖向预应力筋按设计下料直接加工成型，并在梁段混凝土灌注前直接安放在梁体竖向波纹管中。

钢绞线的张拉在梁段混凝土强度和弹性模量达到设计要求的指标后，按设计要求的张拉方法和顺序进行张拉。张拉程序为：0初应力бcon（持荷2min锚固）бcon。

竖向预应力筋在纵横向预应力筋张拉完成，挂篮前移后进行张拉，张拉程序为：0初应力бcon。

张拉时确保“三同心两同步”，并采取双控措施，以预应力控制为主、伸长量校核为辅。“三同心”即锚垫板与管道同心，锚具和锚垫板同心，千斤顶和锚具同心。“两同步”即两侧两端均匀对称同时张拉。在张拉及使用过程中，按规定对张拉机具定期进行校验和标定。

孔道压浆在预应力张拉完成、挂篮前移之前进行，压浆采用真空辅助压浆工艺施工，水泥选用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.40～0.45。为增强其流动性，可掺入FDN-5高效减水剂，掺量约为水泥用量的0.6%，此时水灰比可减小到为0.35。为减少收缩，可掺入0.1%水泥用量的铝粉作微膨胀剂。

2.6混凝土施工

本标悬灌现浇全部采用泵送混凝土，为防止混凝土泵送过程中堵管和能耗加大，混凝土所选原材料的骨料级配，含砂率要满足泵送技术要求，添加泵送剂等外加剂，以增强混凝土的流动性和和易性，加快悬灌施工速度。

为缩短工期，加快进度，确保一段梁体的施工周期在10天左右，梁体混凝土配合比设计时掺入早强减水剂。由于梁段钢筋及预应力管道较密，选用的混凝土配合比的坍落度控制在14～18cm。

混凝土在拌和站集中拌制，搅拌输送车运至桥位处，输送泵垂直并水平输送至悬灌梁段。

为了使后浇混凝土不引起先浇混凝土的开裂，箱梁梁段混凝土一次浇筑成型，并在底板混凝土凝固以前全部浇筑完毕，也就是要求挂篮的变形全部发生在混凝土塑性状态之间，即可避免裂纹的产生。

混凝土浇筑前，每个梁段均搭设工作平台，人员和机具均在平台上操作，以免压坏钢筋及预应力管道。灌注方法采用先梁节前端，后梁节后端，并从腹板向中间推进的方法。

2.7 边跨现浇段施工

边跨直线段支架安装完成之后，必须做静载压重试验，以消除结构残余变形。立模调整标高后绑扎钢筋，安装预应力管道及预埋件，浇筑混凝土。直线段混凝土应在悬臂段倒数第二节段施工结束前完成，以利控制最后节段的施工放样高程，确保合拢段的施工精度和成桥设计线型。施工顺序如下：

⑴支架基础处理；⑵架设万能杆件支架，支架上铺设型钢平台；⑶按梁段设计重量对支架进行等载预压，消除其非弹性变量，并测定弹性变形值，做为调整模板高程的依据；⑷安装现浇底模及侧模，底模下设木楔调整块；⑸测量底板高程（含预抬量）和位置；⑹绑扎底腹板钢筋及底板纵向预应力管道，安装竖向预应力筋；⑺装内顶模，绑扎顶板底层钢筋，安装纵、横向预应力管道，绑扎顶板顶层钢筋；⑻浇筑梁体砼，养生凿毛。⑼拆除外侧模和内模，等待合拢张拉后，落模拆除支架。

3.结束语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制, 新建桂铁路广西段百色右江双线大桥挂篮悬臂浇筑施工质量合格率达100%,优良率达98%，为今后挂篮悬臂浇筑施工积累了丰富经验。