桥梁挂篮悬臂浇筑施工的质量控制

桥梁挂篮悬臂浇筑施工的质量控制

于天

南京市公共工程建设中心江苏南京210019

摘要：滨江大道桥梁工程采用挂篮悬臂浇筑施工。本文结合本人工程现场施工管理经验，对桥梁上部结构悬臂浇筑施工质量控制进行了分析。

关键词：挂篮；质量；控制

1、工程概况及特点

南京市浦口滨江大道位于浦口区东侧，紧邻长江，南起西江路，北至珍珠南路，长约14.76km。滨江大道桥梁工程跨越城南河、轨道十号线、纬七路隧道和七里河，桥梁全长1106.2m。本桥具体孔跨布置为：（3×43）m+（66+120+66）m+（3×43）m+（54+90+54）m+（2×47）m+（3×55）m+（3×43）m，共分为7联，其中第二、四联为采用挂篮施工的变高度预应力砼连续箱梁，其余均为等高度预应力砼连续箱梁。

城南河大桥第二联（66+120+66）m连续梁采用变高度预应力连续箱梁，斜腹板单箱双室截面。中支点处梁高660cm，跨中和边支点处梁高300cm，梁底曲线按二次抛物线变化。单幅箱梁顶宽为1889cm，支点处箱底宽691cm，跨中箱底宽979cm。箱梁外侧悬臂长357cm，端部厚20cm，根部厚55cm。箱梁顶板厚25cm，底板厚由30cm变厚至120cm。腹板由中支点至跨中分三段变化，厚度变化为85～65～45cm。

预应力混凝土箱梁采用C50混凝土，箱梁节段施工分0#现浇段、1～15#悬浇段、边跨现浇及合拢段。其中0#节段长1100cm，1～4#节段长均为300cm，5～9#节段长均为350cm，10～15#节段长均为400cm，边、中合拢段长200cm，边跨现浇段长为490cm。

2、挂篮设计及加工

挂篮是悬浇箱梁的主要设备，它是沿着轨道行走的活动脚手架及模板支架，

应根据梁段分段情况、对挂篮的重量要求、承受荷载及施工经验等对挂篮进行详细的设计。挂篮设计应满足强度、刚度、稳定性要求，行走、锚固方便可靠。滨江大道桥梁根据项目特点采用菱形挂篮，主要由菱形桁架、提吊系统、走行系统及后锚系统、模板系统和张拉操作平台等六部分组成。

2.1菱形桁架

主构架是挂篮主要的承重结构，由3片桁架、横联和门架及上横梁组成，桁架间距和腹板竖向预应力钢筋位置相对应。杆件间采用普通螺栓连接。前上接点和前上横梁联结，挂篮前吊点（底模6个、内模4个、外模4个）均设在前横梁上。

2.2提吊系统

前吊带的作用是将悬臂的浇筑段底板、腹板砼及底板重量传至主桁架上，为减少结构本身的变形将吊底模前、后横梁的10个吊杆采用180mm×36mm吊带。

2.3模板系统

箱梁外侧采用整体钢模板，整个外侧支撑在外走行梁上，走行梁前端悬挂在主构架前上横梁上，后端悬挂在已成梁段顶板上（在浇筑顶板时预留孔），后吊杆与外导走行梁间设有后吊架，后吊架上装有滚动装置，挂篮外移时，外侧模板走行梁与外模一起沿后吊梁滑行。

内侧模由内模架、模板、横竖带及调整丝杠等组成。内模架吊在两根内模走行梁上，前端悬挂在主构架前上横梁上，后端悬挂在已成梁段顶板上（在浇筑顶板时预留孔），内模架可沿内走行梁滑行，模板除上下梗肋、顶板张拉台座处用特制模板外，其余均为组合钢模板。

底模由底模架和底模板组成，底模架由纵梁和前后横梁组成，底模宽度比箱梁底宽小5mm，外缘固定6mm橡胶条，在浇筑混凝土时，外侧模与底模夹紧，以防漏浆。

2.4走行系统

在主构架的3片桁架下的箱梁顶面铺设3根轨道，轨道锚固在竖向预应力钢筋上。主桁架前、后端的支座沿轨道滑行，用油泵联通三个液压千斤顶加钢绞线牵引前进。

2.5锚固系统

挂篮的锚固系统指挂篮在悬臂浇筑作业时，挂篮的后端用挂篮φ32精轧螺纹钢筋和后锚扁担梁把菱形主桁架后节点锚固在轨道上。锚固系统的安全系数不应小于2。

2.6张拉操作平台

挂篮最前端悬吊的张拉作业平台，应有足够的平面尺寸，以满足施工作业的需要。

桁梁结点等主要受力部件，必须保证焊接质量，焊后应仔细检查，焊条采用EX43XX型焊条，焊接完毕后，清除焊渣，对构件表面喷涂防锈底漆和面漆。

梁体标准段采用菱形挂篮进行悬臂现浇施工。挂篮结构形式如下图所示。

3、0#块施工

3.10#块长11m，最大高度6.6m，桥梁纵向墩身外侧悬臂长3.9m，0#块托架以主墩身和钢管混凝土临时支墩作为上部梁体浇筑的支撑结构。支架体系通过临时支墩上预埋的牛腿和主墩墩顶垫层高程差调整支架纵梁坡度。支架主承重横梁为2Ⅰ45a,纵向分配梁为Ⅰ25a。

3.2本桥设计墩梁非刚性连接，必须在施工前采取临时固结措施，使墩顶梁段与桥墩临时固结。本桥梁0#块支撑模板体系利用墩梁临时固结Φ120*1cm厚C40钢管砼支墩作为支撑结构，在其上预埋型钢牛腿,作为0#块托架支撑。

4、挂篮拼装及节段梁施工

墩顶0#块施工完成后，在其上拼装菱形挂篮。挂篮在现场应进行试拼装，全面检查安装质量，并进行模拟荷载试验，符合设计要求后方可投入使用。从1#块开始进行悬臂对称现浇施工，形成“T”构，平衡施工，挂篮预压采用砂袋，重量大于梁体自重的1.2倍，整个挂篮系统的最大变形（包括吊带变形的总和）不应大于2cm。

挂篮安装就位后，进行钢筋、模板、混凝土、预应力等工序的施工，然后移动挂篮，进行下一节段施工，直至全桥合龙。

5、边跨直线段施工

边跨直线段施工为一般的支架施工，这里不再详细叙述。

6、合龙段施工及体系转换

6.1合龙顺序

按照设计要求：先边跨，后中跨。

6.2合龙段施工程序与要求

6.2.1比较中跨合龙段两侧两个梁段的顶面高程，若高差Δ≤10mm，进行下一步施工；若Δ＞10mm，进行压重，调整Δ达到要求。

6.2.2在合龙时，应将合龙口的悬臂端用劲性骨架临时刚性连接，再浇筑混凝土。混凝土浇筑宜选择在一天中气温最低且稳定的时段，浇筑后及时按要求覆盖洒水养护。

6.2.3在合龙段施工过程中，为保证浇筑过程中混凝土始终处于稳定状态，在浇筑前各悬臂端加与待浇混凝土质量相等的配重，加配重时要按桥轴线对称加载，卸载时按浇筑量分级进行。

6.2.4待合龙段混凝土强度和弹性模量达到设计值的90％以上，养护龄期不少于6天后，先解除劲性骨架临时刚性连接，再按设计要求张拉预应力并压浆。

6.3体系转换

6.3.1边跨合龙段施工完成后，再对边跨支架进行拆除。

6.3.2中跨合龙段施工完成后，解除墩梁临时固结，完成体系转换。

7、挂篮悬臂浇筑质量控制要点

7.1桥墩顶梁段（0#块）及桥墩顶附近梁段施工时，可采用托架或落地支架施工。若设计墩、梁非刚性连接，必须在施工前采取措施，使墩顶梁段与桥墩临时固结。

7.2挂篮安装时应保证安全、稳定。挂篮浇筑混凝土和行走状态的抗倾覆系数和安全系数不得小于2。

7.3桥墩两侧梁段悬臂施工应对称、平衡，两端悬臂上荷载的实际不平衡偏差不得超过设计规定值。

7.4悬臂浇筑混凝土时，应从悬臂端部向根部进行，与前端混凝土连接。

7.5合龙段混凝土的强度等级应提高一级，使用微膨胀混凝土，在保证设计强度的前提下早强。

7.6悬臂施工应采用变形和应力“双控制”，以变形控制为主，施工监测数据应及时反馈、研究分析，以指导下一节段的立模高程，悬浇梁体变形控制为：中轴线允许偏差±5mm，高程允许偏差±10mm。

7.7悬臂施工过程应由具有相应资质的独立第三方进行施工监控。

7.8悬臂浇筑施工跨越重要建筑物、构筑物时，应采取措施防止挂篮倾覆和坠落，避免安全事故的发生。

8、结束语

滨江大道桥梁工程挂篮施工严格按照经审查的施工方案进行，施工过程中进行变形和应力“双控制”，及时监测反馈、研究分析，为下阶段施工提供科学决策，确保了桥梁结构的施工安全，成桥内力和线型符合设计要求，为今后同类桥梁的施工提供了宝贵经验。

参考文献：

[1]中国市政工程西北设计研究院有限公司南京市浦口滨江大道桥梁工程施工图设计.

[2]住建部《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）.

[3]建设部《钢结构施工质量验收规范》（GB50205-2001）.

[4]交通运输部《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）.