大桥主桥箱梁挂篮悬浇施工技术

2018-02-04钱雪松

智能城市 2018年18期

钱雪松

安徽省路港工程有限责任公司，安徽合肥 230022

1 挂篮施工概述

挂篮是预应力混凝土连续梁、悬臂梁分段施工的主要设备，在施工中是沿着施工轨道整体向前移动。挂篮的结构包括桁架式挂篮、三角形挂篮、菱形结构式挂篮和斜拉式挂篮几种。大跨度斜拉桥施工由加劲梁构成其桥面体系，钢索构成支撑体系。目前，斜拉桥的施工架设主要采用悬臂施工法也就是悬浇法施工，其主要设备是挂篮，挂篮在已浇筑的梁段上向前移动，并且完成钢筋绑扎、立模、混凝土浇筑和预应力等施工，完成一段施工后挂篮对称前移施工下一个节段，一直到悬臂梁段施工完成。其施工工艺包括挂篮起吊和安装就位、混凝土现浇和预制拼装。在施工中要注意挂篮的安装标高、准确预留孔，准确设置挂篮预拉力，拧紧锚固螺栓，平稳向前移动挂篮，挂篮施工的顺序，注意施工保养等。

2 箱梁挂篮悬浇施工工艺

根据工程要求，先进行箱梁分段，然后在梁段上安装并就位挂篮，挂篮安装准确后在节段上安装底膜，同时安装外侧模、封端模板、底板、腹板钢筋等，在孔道位置安装纵向腹板孔道波纹管和底板孔道波纹管，并固定孔道和支撑板的位置，做好预应力和粗钢筋的固定工作。之后开始在梁段内底板上预留孔洞，并安装内模板、纵向腹板孔道波纹管、顶板底模板和侧模板，安装好纵向孔道波纹管后固定孔道和支撑板的位置，并且安装挂篮预留孔，固定好竖向筋孔道波纹管和支撑板。完成安装工作后，开始在梁段内进行混凝土施工，并且拆除波纹管内压重钢筋，做好孔道的全面检查。混凝土浇筑完成后做好混凝土桥面的常规养护工作，并且拆除梁端模板，清理梁面杂物，及时处理缺陷。最后，因在孔道波纹管内穿放束孔道，同时开展孔道冲洗吹压浆，然后通过束孔道完成通扎检查，完成一个梁段施工后，以此类推，挂篮移动到下一个梁段。

3 箱梁悬浇法施工具体办法

3.1 挂篮施工

3.1.1 挂篮结构特点和技术性能

挂篮可以采用菱形结构形式，也可以采用三角形结构、桁架式结构和斜拉式结构，本工程使用菱形结构，该结构形式由主构架、吊架、走行系数和锚固系统组成移动系统和传力系统。在该系统中，采用高强度螺栓进行挂篮施工的吊架主构架节点联结处施工。因为挂篮本身具有自重，所以为避免引起施工缺陷，可拆除尾部的平衡重系统，同时将底模平台通过前后吊杆安装在前上横梁上，并由吊杆进行固定。在安装走行系数时，应在完全了解其构成的基础上，在挂篮移动前需要锚固下滑道和混凝土垫枕，松开底模平台和前后吊杆，将后锚装置去除。在采用悬浇法施工，当施工完一节段后，挂篮浇筑混凝土构件的强度达到90%规定要求时，可同时移动挂篮和底模平台，并使用支座挂板固定。

3.1.2 挂篮施工

在安装挂篮前先完成前后支座和主构架下弦杆栓接，然后在已经浇筑完成的梁段上安装挂篮，同时将下弦杆安装在和箱梁完成锚固的下滑道上。在拼装三角形时，应该根据安装规范要求先拼装主构件上的三角形，然后安装支座挂板，接着再进行前三角形的拼装工作，最后拼装挂篮菱形结构。在拼装工作完成以后将挂篮菱形拖到挂篮设计的位置。当第一只挂篮施工完成后，开展下一只挂篮拼装之前在桥墩旁边托架上安装临时支撑板，这样可避免高空和水下作业。挂篮向前移动并就位，同时先后放松锚杆和后短吊杆，并在放松完成后将其中的短吊杆拆除。校准完梁段之后，需要在上面安装下滑道并在梁段顶端和支座挂板上涂抹润滑油，这样做的目的是可以有效减少摩擦力，在完成这一系列工作以后可拆除挂篮上的后锚系统，挂篮的主构架和底模平台向前移动在固定位置就位，挂篮完成就位后可在支点处垫上钢垫，并调整锚杆位置使锚固准确。

3.1.3 挂篮压载试验

挂篮压载试验是在挂篮已准确安装就位之后，为了测验箱梁挂篮施工是否符合具体要求、挂篮的拼接是否严谨，选取分段做压载试验。采用千斤顶压载法进行预压，千斤顶作用在主桁上，预加压重量为悬灌节段混凝土的重量110%。分3级压载，每级压载40%，每级压载时间间隔为60min，并同时观测其挠度变形，如发现异常情况应立即停止，找出原因，必要时对挂篮进行加固、改进。加载力度和卸载力度的试验要分开分级进行，做好挂篮变形的记录，并测量挂篮的挠度，挂篮最合适挠度不能超过5mm。

3.2 箱梁混凝土施工

挂篮施工结束后开始进行箱梁混凝土施工，也就是梁段的浇筑工作，在施工之前首先要明确两个对称阶段不平衡重应在阶段重量的1/3范围内，混凝土施工的顺序是先浇筑1节段底板，然后再浇筑与其对称的节段底板，先浇筑1节段腹板，然后浇筑与其对称的节段腹板，最后再浇筑顶板。其次，在实际施工中先浇筑梁段桥墩处位置，然后从桥墩位置向已浇筑好的梁段端并拢。在浇筑完成后要及时检查底模平台后端吊杆，如果出现松动、漏浆或其他异常情况必须立即处理，以免影响后续施工质量。此外，在振捣工作开展过程中，避免出现漏振或过振的现象，保证梁段混凝凝土内不会出现振捣引起的缺陷问题。为避免振捣破坏波纹管，在插振捣时禁止直接在波纹管处插振捣。新浇筑的混凝土应该有好的硬化条件和防止梁箱出现裂缝的功能，所以需要在完成初凝之后开展混凝土的养护工作。

3.3 箱梁预应力施工

在挂篮悬浇过程中，悬浇的梁段和边跨直线段混凝土的强度必须达到规定强度要求，至少不能少于设计强度的8%，混凝土新浇筑时间不能短于5d，在达到这些条件之后开始张拉，梁段端合拢之后混凝土的强度必须满足设计强度要求，只有强度达到设计强度的100%了才能开始张拉作业。在进行箱梁预应力施工过程中，必须先对预应力进行分类，即分成纵向预应力和竖向预应力，纵向预应力还能分成顶板束和底板束，需要用到的是高强度低松弛的钢绞线，竖向预应力采用的是高强度的精轧螺栓粗钢筋，在进行预应力张拉工作时应按照先纵向后竖向的顺序要求，以及先长束后短束的要求，同时要使张拉对称。可采用双控法分级张拉。在完成张拉作业之后需要对管道进行压浆和封锚等工作。

3.4 施工过程测量控制

在整个箱梁挂篮悬浇施工过程中，对于施工的质量监测和控制管理十分必要。首先，在挂篮就位时的测量控制，应该保证在挂篮向前移动过程中有关于挂篮的走向、挂篮的行进速度等进行控制，保证挂篮的上下水平点和中心点在同一个面内，避免出现挂篮不在同一水平施工状态下施工。其次，在模板安装施工中，测量控制主要是对于模板的测量和准确定位。也就是在挂篮向前移动之后，在底板立模标高测量的过程中控制挂篮移动对于整个箱梁挠值的影响，在混凝土浇筑时对挂篮及其前端钢板梁的弹性等参数进行监控，监督控制温度对箱梁可能产生的不利影响，同时将监控所得的所有参数进行整合，以这些参数数据为参考依据确定立模标高，将标高误差控制在规定范围之内。在安装完底模和侧模以后应反复测试已经安装好的模板，使用钢尺测量并控制模板的断面。最后，对高程和轴线进行观察是梁段混凝土浇筑时的关键步骤，同时应观察测量在预应力施工和张拉后的高程和轴线，控制轴线的误差和合拢段的高差。

4 挂篮悬浇法施工需要注意的事项

4.1 挂篮悬浇施工注意事项

首先，严格检查施工机械设备，包括滑道、千斤顶、钢丝绳等，不合格的禁止入场。其次，保证挂篮的拼接是对称完成的，在挂篮作业平台上应该悬挂安全网，若在挂篮上增加立井架等设备，就需要重新计算挂篮的整体稳定性，避免对挂篮的结构和性能造成破坏。再次，在挂篮拼装中避免对螺栓孔直接切割扩孔，严禁在精轧螺栓钢筋吊杆上电焊，在挂篮完成拼装后需要全面检查安装的质量，开展载荷试验，将非弹性变形因素消除，保证不会出现挂篮变形的情况，当发现变形位置太大时要停止加载，并立即寻找原因和排除问题。此外，在混凝土浇筑完成后必须进行养护工作，挂篮的拆除要按照顺序对称拆除。

4.2 依然需要解决的问题

在挂篮悬浇施工过程中仍然需要考虑的问题有：首先，关于预应力混凝土斜拉桥长悬臂不对称施工，以及斜拉索索力测试和长索应力松弛的问题；其次，关于斜拉索耐久性保持，在施工完成后有关防护的问题；此外，还要注意外界环境对施工的影响，例如，如何减少机械设备的自身重力、加强施工全过程控制管理、在施工之前做好施工计算，在施工中加强测量控制等。