桥梁连续梁挂篮悬臂施工技术应用探讨

1、    桥梁连续梁挂篮悬臂施工技术应用探讨    张路平摘 要：采取科学有效的施工技术来进行桥梁建设工程的施工，有利于提高桥梁工程的施工质量。本文以某大桥施工为例，从大节段连续梁挂篮的设计、菱形架预压、悬臂施工和施工监控等方面详细地介绍了大节段连续梁挂篮悬臂施工的技要点术，期望能为相类似的工程提供有益的参考和借鉴。关键词：桥梁工程；大节段；连续梁；挂篮；悬臂施工；技术0 引言随着我国经济的不断增长，桥梁建设工程项目越来越多，连续梁挂篮悬臂施工技术得到了发展和完善。但是由于大节段连续梁挂篮悬臂施工的难度较大，如果没有把握好施工技术的实施，就会对工程质量造成

2、影响。因此如何有效地落实施工技术成为了施工人员需要解决的问题。下面就结合实例对此进行讨论分析。1 工程概况某大桥跨结构为10×32m简支t梁+两联（60m+3×100m+60m）刚构连续梁+（9×64m+1×48m）节段拼装箱梁。因工期、施工环境等因素影响，连续梁节段长度设计为5m、5.5m。本桥两联刚构连续梁共8个t构，墩高最低44m，最高106m，梁高7.54.5m，每个t构8对悬浇段，其中4对5m节段，4对5.5m节段。最大悬臂节段为1#段，混凝土为113m3，重297t。2 挂篮设计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

3、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。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。2.2 前移推进装置传统挂篮前移推进装置是

4、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12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

5、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

6、变形数据。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

7、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3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，順利完成体系转换。合龙及挂篮拆除顺序如图4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

8、成施工。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5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

9、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。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

10、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、合龍劲性骨架锁定、混凝土浇筑等工作，确保合龙精度。本桥设计合龙温度为515。根据天气变化状况现场测量气温，选择气温在515范围内的时间段完成合龙施工。6 结语综上所述，通过使用大节段挂篮悬臂施工技术，该大桥施工满足设计要求，达到了预期效果，施工完成后全桥无应力裂缝出现。我们要做好桥梁工程的施工，就要