桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术的探讨

　　摘要：悬臂施工法也称分段施工法。悬臂施工法足以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。文章主要根据工程实例介绍了悬浇挂篮施工的结构型式、主要特点、施工安装流程和总结了在施工中进行优化设计的技术要点。
　　关键词：连续箱梁，挂篮悬臂施工，技术
　　前言
　　随着社会主义经济建设的发展，基础建设也紧随其后。近几年来，我市积极响应党的号召，以适应小康社会趋向，基础建设大幅度变化。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。文章结合某大桥悬臂挂篮施工实例，分析了挂篮施工的优劣，以期对今后的应用及其发展有着借鉴的作用。
　　1工程概况
　　大桥桥位属河谷地貌,两岸均为居民区,桥型为预应力混凝土变面连续箱梁,跨径组合为27m+43.5m+73m+43.5m=187m,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;箱梁顶宽15.25m，底宽8.25m，悬臂为3.5m,箱梁高度按二次抛物线变化,箱梁采用C50混凝土，纵向预应力体系。
　　2挂篮结构组成与施工顺序
　　工程选用的挂篮结构为桁架式挂篮。挂篮由两组主纵梁、前支承座、后锚系统滑移轨道、两组上桁梁、底篮、吊杆及内侧模板组合而成。其施工顺序为：先上游箱梁合龙，再进行下游幅箱梁施工。
　　3主要施工工艺与技术措施
　　3.1设计荷载
　　(1)混凝土荷载为箱梁标准节段重为365t，挂篮系统重量为164t；
　　(2)人群及施工荷载按《公路桥涵设计通用规范》取3.5kN/m2；
　　(3)风荷载：挂篮工作状态风速13.6m/s(6级风)，挂篮非工作状态风速28.9m/s(桥面处基本设计风速)；
　　(4)索力：挂篮所受最大索力按3500kN计。
　　图一1号块悬浇挂篮纵断面图
　　
　　
　　图二2号块悬浇挂篮纵断面图
　　
　　
　　3.20、1号段施工及挂篮悬臂浇筑施工
　　(1)在支座处的0块现浇段将作为挂篮搭设平台（见图一与图二）。故采用搭设支架现浇施工。为方便施工，确保混凝土外观质量，0号块混凝土拟分两次浇筑。
　　(2)在挂篮悬浇施工中，为优化挂篮设计，控制施工荷载不得超过70T，待0号梁混凝土强度达到设计强度的80%后，张拉竖向和横向预应力，在梁顶安装挂篮。根据设计，连续梁每个中墩分别采用2个盆式橡胶支座，为此，在每个主墩的支座外侧用钢板围檩，内填干砂并用5cm厚的细石混凝土封层作为临时支座，保证正式支座低于临时支座约5mm的高差，以便使临时支座能在施工期间受力，而正式支座不受力。
　　(3)为增强挂篮上面前横桁的抗弯矩力，避免挂篮施工期间有可能产生不平衡弯矩，故本次施工在每片前横梁的工字钢上面加工了桁架结构，保证其有足够的刚度，根据设计要求及分析，决定采用在每边距主墩中心线各3.3m处，设置80cm×80cm临时钢筋混凝土支墩，实现梁墩固结的要求。
　　（4）挂篮安装。首先拼装挂篮主纵梁，安装主纵梁和支点，再安装上下横梁，同时安装前后吊杆和千斤顶的横梁，主纵桁梁中部加锚并调整主纵梁和主横桁位置，然后吊挂两侧底篮。
　　(5)挂篮试压。为了消除挂篮结构的塑性变形，挂篮在上桥前先在加工厂试拼，采用等代浇筑重量对其进行主桁架对称试压，分级加载最大重量为施工最大梁重的1.3倍；然后分级，在加载和过程用精密测量仪器观测竖向变形，再根据实测值推算各梁段挂篮的竖向变形，为施工预拱度设定及混凝土浇筑中挂篮的调整提供参考数据。
　　(6)过程控制中要求紧固挂篮，挂篮就位后，在浇筑砼前，对于前后横梁每根吊杆连接处随时检查螺栓有无松动，有松动的地方必须及时扭紧，做到每一节点都连接紧密、牢固方可进行浇筑。
　　(7)为确保挂篮前移的稳定，应将挂篮支腿和纵梁利用槽钢紧密连在一起，使之形成一个整体，再在纵梁后锚点位置用25＃槽钢做成横梁压在两纵梁上面，将两纵梁联在一起，增加挂篮的整体性，同时也增加挂篮前移时的抗倾覆能力。
　　(8)混凝土浇筑时，应选择在气温较低的稳定时段进行。首先应注意自前端开始向后均匀浇筑，后浇筑段根部与前浇筑接合，前后两梁段模板连接缝紧密相结合。再依次底板，腹板、顶板的左右顺序浇筑。
　　(9)严格掌握混凝土配合比、含砂率和可泵性，使混凝土形成塑性流，在外力振捣下极易捣实，加之良好养护等有关的管理措施，确保箱梁混凝土的浇筑质量。
　　(10)工程采取双向预应力混凝土结构。预应力张拉是整个结构受力设计的关键，因此，应严格按要求混凝土养生到设计强度的80%后张拉预应力。另外，对波纹管的保护也十分重要。张拉完成并灌浆封锚，拆除模板。
　　3.3合龙段施工
　　严格按照施工图要求，先边孔后中孔顺序进行施工。在中跨合龙段施工以前，箱梁对称悬浇筑至10号梁后，将挂篮移至合龙段，安装合龙段刚性连接，在上、下缘各张拉至设计值的50％，待合龙段混凝土强度达到80％后，按先长束后短束张拉余预应力束，再将已张拉50％设计值的预应力束补拉到设计吨位，拆除临时锚固。
　　4总结与体会
　　4.1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，所以我们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，所以在施工过程中我们严格进行张拉监控，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。
　　4.2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。
　　5结束语
　　挂篮悬臂施工在城市立交的建设中不影响周边交通，在山区不受峡谷河流影响等一系列优点，被广泛采用。通过大桥的施工，积累了挂篮悬臂施工的经验，使大桥在合拢后，精度达到了设计要求，顺利完成了大桥的施工任务。为此类桥梁的施工提供了参考实例。
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