广东茂名 525000
摘要：悬臂浇筑施工是连续梁施工中的一项常用且比较成熟的施工方法，而且挂篮在悬臂浇筑施工中发挥着主要作用。因此，本文结合具体的施工实例，详细阐述了挂篮悬臂施工技术，以期为相关的工程提供有益的参考与借鉴。
关键词：桥梁连续梁；悬臂；施工技术
引言
随着我国桥梁建设规模的不断扩大，各种先进的桥梁施工工艺已经逐渐应用到各大桥梁的建设中来。其中，连续梁作为一种基本桥型在实际应用非常广泛，它能够减少工程中对于支架的使用与运输工具方面的大量投入，使得桥梁结构安全、经济、合理。基于此，我们必须高度重视该技术的施工，进而保障建设工程的质量。
1 工程概况
某公路工程K6+625~K9+979.5，主要控制点为隧道、高架桥，本合同段长3.355 公里。上部结构采用变截面预应力连续箱梁。该桥的基本信息有：10米×32米的简支Ｔ梁、（60米＋3×100米＋60米）的刚构连续梁、（9×64米＋1×48米）的拼装箱梁。之所以将连续梁的节段长度设为5米和5.5米，是由于考虑到桥梁使用时会受到工期以及施工的环境因素影响。该桥一共有8个T构的连续梁，包括44米至106米的墩，4.5米至7.5米的梁，5米的单节段四对，5.5米的双节段四对，共8T。悬臂节段最大有1#段，混凝土有113立方米，预设梁体26.25千吨每立方米，则桥梁共重297吨。
2 挂篮设计
某大桥连续梁施工选择菱形挂篮，其优势为结构简单，受力明确，易于设计出较大尺寸，自重较小，且操作空间大，便于快速施工；不足之处是其迎风面积较大，受风荷载影响较大，且前吊带较长，弹性变形大，需要在设计时控制在规范允许范围内。
2.1 挂篮结构
设计挂篮菱形架为双榀，杆件材料为Q235，钢轨道锚固在梁体竖向精轧螺纹钢上，菱形架间距6.08m。主桁架高4.5m，下平杆长度6m，上平杆长度6.5m，最大可施工5.5m长节段，可满足本桥悬臂浇筑节段长度为5m及5.5m的施工要求。菱形架设计尺寸见图1。
整个挂篮设计重量140t，优化后总重量120t。采用ANSYS通用有限元程序建立模型，对挂篮结构浇筑与走行两个工况阶段进行验算，确认整体刚度及强度满足要求。计算模型见图2。
2.2 前移推进装置
传统挂篮前移推进装置是在挂篮轨道前端设置走行反力座，利用钢绞线或精轧螺纹钢将反力座和挂篮连接，动力装置采用普通液压千斤顶将挂篮牵引前移。该方法操作笨重，每次挂篮前移速度慢、耗费时间长，人工强度高，且两个菱形架下的千斤顶不能同步前进，易使挂篮扭曲，不适用于施工大节段连续梁的大尺寸挂篮。
本桥挂篮设计了一种新型前移推进装置，更能适应大节段连续梁的挂篮前移施工。
前移推进装置设计为长臂液压油缸，油缸使用螺栓固定在轨道顶面，钢臂顶撑在挂篮前压油缸安装及使用方法如图3～4所示。
大尺寸挂篮设计是本桥刚构连续梁悬臂施工顺利完成的前提。本桥挂篮安装了新型前移推进装置，克服了常规大尺度挂篮重量大，前移速度慢的缺点，施工时前移速度最快能达到0.5m/min，每次挂篮前移（最长5.5m）都能在30min内完成，挂篮前移安全、高效。且本桥挂篮后锚直接锚固在梁体精轧螺纹钢上，简洁美观，且施工简单轻便，安全性好，避免了常规大尺寸挂篮后锚安装施工繁重复杂的问题。
3 菱形架预压
本桥挂篮尺寸大，梁体最大节段重量297t，T构墩最低44m，最高达106m，挂篮预压施工若按常规方法施工，配重吊装难度地面菱形架预压方案是将两个菱形架在地面平台上对称拼接，后锚处使用精轧螺纹钢相互锚固，前端承载部位使用钢吊带连接，在一端使用千斤顶张拉吊带至既定荷载，模拟挂篮使用时菱形架的受力状态，以检测挂篮各项性能是否满足施工要求，同时消除菱形架的非弹性变形，获取弹性变形数据。菱形架拼装形式如图5所示。
地面预压菱形架替代挂篮预压的方法快捷、安全，不仅能有效获取菱形架弹性变形数据、消除非弹性变形，检测挂篮是否满足要求，而且人力、物力投入小，预压过程能更方便地监测菱形架各节点的应力状态，发现问题更方便处理，更适合大节段连续梁挂篮预压施工。
4 悬臂施工
4.1 混凝土浇筑
大节段挂篮悬臂施工的钢筋绑扎及预应力管道安装与普通悬臂施工基本一致。钢筋与预应力管道安装完成验收合格后浇筑悬臂节段混凝土。
为保证连续梁大节段混凝土浇筑效率及连续性，本桥连续梁悬灌浇筑为泵送浇筑。每个Ｔ构两根泵管自地面连接至桥面两个挂篮施工部位，通过软管随时调整浇筑位置。浇筑时使用两台车载泵分别对Ｔ构两侧悬灌部位对称浇筑。
大节段悬臂浇筑时由于挂篮悬臂长度大，引起的挂篮弹性变形也更大，因此浇筑过程中要严格控制浇筑顺序，避免挂篮变形引起混凝土接触面产生裂隙。
大节段悬臂浇筑顺序为：先浇筑挂篮前端，消除挂篮弹性变形；再浇筑挂篮后端，充分填补接触面裂隙，即由挂篮外侧向内侧浇筑。浇筑顺序如图6所示。
4.2 合龙段施工
本桥合龙顺序为先中跨合龙、后次边跨合龙、最后边跨合龙，合龙段利用挂篮做吊架完成施工。合龙的过程也是各个T构体系转换过程，由于挂篮重量达120t，对全桥线型有很大影响，因此要按顺序对挂篮进行拆除、移位，以确保合龙精度，顺利完成体系转换。合龙及挂篮拆除顺序如图7所示。
合龙段施工严格按照顺序进行，在设计合龙温度范围内完成施工。
4.3 预应力张拉
本桥刚构连续梁为三向预应力体系，预应力张拉顺序为纵向→竖向→横向，张拉采取应力、伸长量双控，以应力控制为主。
纵向预应力束有19φs15.2、17φs15.2、15φs15.2钢绞线三种，采用4台400t穿心式液压千斤顶对两侧腹板对称张拉，不平衡张拉≤1束，张拉顺序遵循“先长后短、先内侧后外侧”的原则。竖向精轧螺纹钢采用70t液压千斤顶由后端至前段逐排逐根张拉，张拉时节段最前一排与下一节段一起张拉。横向预应力束为4φs15.2mm钢绞线，采用27ｔ前卡式千斤顶自节段后端向前端逐根张拉，节段最前一排预应力束与下一节段一起张拉。
本桥设计为5m、5.5m长节段，比相同跨度的短节段连续梁预应力束分布更简单，但每个节段所承载的预应力也相对更集中，特别是波纹管弯曲段，更容易引起应力裂缝的产生。合格的张拉是防范应力裂缝产生最简单有效的方法，因此在施工过程中更要严格遵循三向预应力体系的张拉顺序，高质量完成张拉施工。
为保证张拉精度，张拉钢绞线时先使用前卡式千斤顶逐根张拉至设计应力的5％，确认无松弛钢绞线后再用400t千斤顶张拉。预应力张拉时按设计应力的10％→20％→50％→80％→90％→100％（持荷5min）→90％→80％→50％→20％→10％→0顺序张拉及卸载，并分别记录10％、20％、100％应力状态时千斤顶的伸长量，按ΔL＝（L（100％）－L（10％））＋（L（20％）－L（10％））计算预应力筋实际伸长量，与设计伸长量对比，将误差控制在6％以内。为提高张拉精确度，计算设计伸长量时应加上工作锚与工具锚之间的钢绞线长度。张拉完成后24h内完成预应力管道注浆，避免应力损失。
5 施工监控
施工监控分为两部分：数据采集，为监测；数据分析与处理，为控制。大节段连续梁悬臂施工主要监控内容为梁体应力监测、梁体线型监控、施工温度监控。本桥采用倒装分析法分析梁体应力及线型变化规律，确定各个节段的预抬值及应力分布情况。
5.1 梁体应力监测方法
梁体应力监测的目的是掌握节段混凝土在荷载、预应力、收缩、徐变等复杂条件下的应力分布状态。本桥梁体应力监测方法为在关键截面预埋钢弦式应变传感器，使用检测仪器读取传感器的应变数据并换算出混凝土的应变。
每个T构在0#段与1#段的接触面处各安装6个应变传感器，顶板、底板各3个，安装位置如图8所示。分别在每个新浇筑节段张拉后收集各传感器的应变数据，并分析梁体应力状态。
5.2 梁体线型监控方法
梁体线型监控质量直接影响连续梁合龙精度与成桥线型质量，是连续梁施工的关键控制点。某大桥连续梁节段长，挂篮重量大，自重引起的下挠力矩大，梁底圆曲线分段少，每个节段的预抬量较大，要通过线型监控准确地将每个梁段的下挠值、预抬值、张拉后抬升值、徐变收缩等各种变形量相互抵消，使梁体成桥后达到预期线型。
每个节段的线型监控分两次测量完成。
第一次测量在挂篮模板定位前。测量定位模板轴线位置，设置预抬量，定位模板标高；测量上一节段的标高值，与其张拉前标高值对比，分析预应力束张拉与挂篮前移引起的挠度变化量。
第二次测量在预应力束张拉前。测量梁体中线并在梁顶标记，作为轨道安装与挂篮定位中线；测量节段张拉前的标高值。
连续梁线型控制主要以轴线与预抬值为主，轴线监控控制梁体纵向线型，预抬值控制每个节段挠度、梁体合龙精度及梁底圆曲线线型。每个节段的预抬值在设计量的基础上，还需加上挂篮的弹性变形值。如本桥4#段设计预抬值45mm，挂篮弹性变形值为15mm，施工预抬值应为45mm＋15mm＝60mm。
连续梁合龙、挂篮拆除、体系转换均完成后，对全桥线型进行复核测量，对比分析线型监控措施是否达到预期效果。
5.3 施工温度监控
施工温度监控分为两个阶段：悬臂施工阶段与合龙段施工阶段。
悬臂施工节段温度监控的目的是选择合适的环境温度进行梁部测量放线工作，最大程度减小温度对测量精度的影响，一般选择每天早晨或傍晚进行测量放线。悬臂浇筑时也尽量选择一天中温度较低的时间段进行。
悬臂施工阶段温度监控方法为现场使用温度计测量，并结合天气变化情况选择最佳施工时间段。
合龙段施工阶段温度监控的目的是在与设计相符的温度范围内完成顶推、合龙劲性骨架锁定、混凝土浇筑等工作，确保合龙精度。本桥设计合龙温度为5℃～15℃。根据天气变化状况现场测量气温，选择气温在5℃～15℃范围内的时间段完成合龙施工。
6 结语
终上所述，在桥梁施工中，连续梁中的悬臂施工法是施工过程中关键工序中的重中之重。在桥梁连续梁施工中采用挂篮悬臂施工法，可以进行垂直与水平双向的运输，并且空间利用率高，具有着很强的可操作性与重复，能够保证施工阶段的稳定，以确保施工安全。本文探讨了桥梁工程连续梁挂篮悬臂的施工，相信能对相关的桥梁建设工程带来一定的帮助。
参考文献：
[1]胡建.广珠城际翠亨站特大桥连续梁悬臂施工技术研究[J].建筑知识.2013（04）
[2]茅欢明.连续梁桥挂篮悬臂施工法浅议[J].中国高新技术企业.2009（06）
论文作者:岑南
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：挂篮论文; 悬臂论文; 预应力论文; 应力论文; 菱形论文; 大节论文; 千斤顶论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;