浅谈特大桥挂篮施工
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摘要：本文结合某特大桥的建设，阐述了特大桥连续箱梁挂篮悬臂浇注施工的施工工艺，通过初步的总结与探讨，为今后加强连续箱梁挂篮施工的质量安全控制提供参考和借鉴意义。
关键词：特大桥；连续箱梁；挂篮施工
1、工程概况
某特大桥主桥上部结构为82＋130＋74m三跨悬臂现浇连续梁桥，包括墩顶0＃块、悬浇段1＃～16＃块、边跨合拢段、边跨现浇段、中跨合拢段。其中0＃块长度12m，1＃块节段长度250cm，2＃～5＃块节段长度300cm，6＃块节段长度350cm，8＃～16＃块节段长度400cm，边跨现浇段长度一侧为790cm，一侧为1590cm，中跨、边跨合拢段长度均为200cm，见图1。
2、主桥箱梁的施工安排与施工顺序
主桥箱梁的施工顺序为：两个主墩的T构同时施工，但各有先后流水作业，因为挂篮施工空间的需要，左右幅桥错开施工，错幅施工时间为2个箱梁节段。
上部结构箱梁施工采用挂蓝悬臂浇注，在挂蓝悬臂浇注施工过程的各个环节中，临时墩施工、挂蓝的设计与加工、预应力施工、桥梁线型监控及合拢段施工等工序是关键工序，在施工中作为重点进行控制。上部结构施工工艺流程见图2。
图 2：上部结构施工工艺流程框图
3、挂篮的设计加工与加载试验
3.1挂篮的设计、加工
上部结构在0＃块施工的同时就要安排挂篮的设计和加工工作，本项目悬浇采用我公司自行研制开发的菱形挂蓝。菱形挂蓝的结构组成主要包括模板、菱形桁架、提升系统，行走系统，挂蓝设计总重量66.5t左右，为悬浇箱梁最大重量块体重量（7#块重量为253.8t）的约0.37倍，挂篮设计容许最大变形值为20mm。
挂篮结构见图3和图4。
3.2挂蓝安装
挂篮在专业厂家加工完成后，分块船运到现场，利用墩旁的塔吊进行安装。
3.3挂蓝加载试验
为了对挂篮的强度、刚度和稳定性进行评价，验证挂篮的安全性，并获取挂篮在荷载作用下变形数据及规律，需对挂篮进行预压试验。
图 4 菱形挂篮结构示意图二
3.3.1荷载分析
a、自重荷载
7＃块节段长4m，腹板厚度70cm，底板厚度58.2~53.3cm，重量178t。
挂篮重量为7＃块自重的0.37倍，按66.5t计（单个），浇注混凝土期间的施工荷载按1.2×178=213.6t计。
b、受力分析
挂篮在浇注混凝土期间，所有荷载在底板位置由底板模板及分配梁传至底板前、后托梁，再由吊带传递到桥面主桁架，锚固在已浇混凝土上。
3.3.2测点布置
预压试验的主要目的是要得到前、后托梁和挂篮主桁架悬臂端的挠度。挠度观测点的布置除基点外，其余均左右对称布置。共2×6+1=13个。
3.3.3预压方式及预压点布置
挂蓝预压采用液压千斤顶加载，千斤顶加载在底板范围内进行。反力梁设置在0＃块端面上，即在0＃块端面腹板内预埋2I56工字钢三角架作为预压反力点，为了防止该处的砼在加载试验过程中开裂，将在预埋2I56工字钢及反力梁顶部预埋钢板的腹板全断面范围内架设三层φ16@10×10cm防裂钢筋网。
主墩的两个挂篮预压要求对称进行。每个挂篮安排四个预压点，预压点的分布参照挂篮底板的受力情况布置.
挂篮预压方式见图5。
3.3.4荷载分级
按照20%、50%、80%、90%、95%、100%预压荷载进行分级均匀对称加载，卸载按80%、50%、0%进行。加载过程中密切观测、记录挠度数据。每级工况维持10~20分钟，最大荷载持载要求1个小时。
加载过程除采用仪器按上述布置的扰度观测点对挂篮进行监测外，还要对其外观进行检查，观察挂篮受力后有无刚度不够产生变形、焊缝有无脱焊、连接销有无松动等异常情况发生，挂篮满足安全性要求时方可投入使用。
4、箱梁节段悬浇
自1#块箱梁开始至16＃块，采用挂篮悬浇，悬浇施工过程要保证对称施工。对称悬浇施工过程，悬臂两端混凝土浇注数量最大偏差为：1＃～5＃块为1/4节段，6＃～10＃块为1/6节段，11＃～16＃块为1/8节段。大风天气应停止施工，将挂篮锚固。箱梁的悬臂施工流程见图6。
5、主桥悬浇的线型控制
5.1水准点引测
由于主桥0＃块较高，用一般的水准测量方法无法将岸上水准点的标高传递到0＃块上，因此，0＃块上的高程控制网，采用两台精密水准仪悬挂钢尺水准测量的方法施测布置。所采用的50m钢尺，应经计量部门检定并有其尺长改正系数，选择无风或风小的时候施测，对钢尺施加标准拉力（10kg），施测时记录气温，观测后应对钢尺进行尺长改正。
5.2立模标高
各悬浇段立模标高根据设计标高及标高调整值确定。标高调整值包括挂蓝变形值△，n悬浇段设计计算挠度值§、温度变化调整值b及上节段实际标高与目标值差值的调整值hn-1。那么Hn＝hn+△+b+§+hn-1+b,式中：
hn――第n截面设计标高；
△――挂蓝变形调整值；包括弹性变形值及非弹性变形值，由挂蓝模拟压载试验数据求得；
§――第n截面计算挠度值；该挠度包括悬臂施工阶段挠度及二期恒载施加后在n截面产生的设计挠度值；
hn-1――第n-1截面实测标高与设计标高加调整值之和的差。由于施工阶段实际产生的挠度值与设计值有差距，在上个悬浇段与目标值的差值在本悬浇段要进行调整；
b――温度变化调整值。当一天中气温相差较大时，且悬臂段长度越长时，该调整值越大。
图6箱梁的悬臂施工工艺流程框图
5.3挠度测量控制
每节箱梁布置3个挠度观测点，对称分布在每节段前端两个腹板内侧及箱梁中线位置。挠度测量要周期性地对预埋监测点进行监测，通过每节段实测挠度变形值与设计挠度值的比较，判断施工与设计的吻合性；另外，对同一截面的3个观测点间沉降值进行比较，若基本一致，则施工状态正常，若出现明显偏差，表明T构悬臂出现扭曲状态，需查找施工原因进行校正。
5.4观测时间
连续刚构桥挂蓝悬浇施工时，一般箱梁每一轮挠度观测分四个阶段：挂蓝前移后，浇筑砼前、浇注混凝土后和张拉后四个阶段进行。
在第n段块体进行悬浇施工时，按上述四个阶段对所有已施工梁段扰度观测点进行观测并统计、分析、比较实际数据，如出现异常偏差或者累计沉降过大，及时向主管领导和部门反映，分析查找原因。
5.5挠度观测注意事项
为了保证挠度变形观测的可比性，要注意以下几个问题：
（1）由于施工过程中荷载的不断增加和施工周期较长，应定期按原设计的施测精度和要求对0＃块的水准基点进行复测；
（2）固定观测时间。为减少温度对观测结果的影响，挠度观测宜安排在每天同一时间段内观测，观测的同时记录空气温度和箱内温度；
（3）固定观测小组人员；
(4)固定后视观测点。
6、挂篮施工的安全保证措施
6.10#块及挂篮施工的安全保证措施
(1)施工技术主管必须向所有参加挂篮施工的作业人员进行技术交底、安全交底，使全体作业人员熟悉施工工序，严格执行施工工艺要求和技术要求；
(2)应保证施工环境整洁，各种材料堆放要整齐，工具应放在工具袋内，传递工具不得抛掷；高处绑扎钢筋，要搭设好操作平台和挂好安全网；
(3)挂篮施工属于在大型钢结构件上作业，在用电方面要严格要求不得乱接乱拉，严防发生触电事故；
(4)雷雨天气或者风力在六级以上应停止挂篮施工，并固定好挂篮，作业人员转移至安全的地方。
6.2挂篮安装的安全保证措施
（1）挂篮安装施工时，地面或水面范围应设警戒区，防止坠物伤人；
（2）必须在挂篮四周设置安全护栏，并在四周挂设安全网；
(3)用于锚固的精轧螺纹钢拧入连接器的长度必须达到8cm，并在钢筋上作拧入长度标记；
(4)桁架在没连接成型前要有牢固的支撑，以免倒塌；
(5)在装侧模和底模前要保证有2个以上已锚牢的后锚，装侧模和底模所使用的卷扬机及钢丝绳道数应按技术要求选用，侧模和底模提升到位后要尽快穿好各吊带及锚杆，不能让卷扬机长时间受载。
6.3挂篮移动的安全保证措施
(1)检查主梁后锚筋与底篮后锚孔、内滑梁、内纵梁的后吊杆的预留孔的位置、尺寸是否准确，必要时进行修整；
(2)检查各部位（螺栓、销子）、钢丝绳、手拉葫芦及和主要受力焊缝，检查各千斤顶、导链车、保险绳等，要求技术性能良好；
(3)检查内滑梁滚轮与滑梁之间的空隙是否有咬边，如有应进行调整；
(4)挂篮移动过程中左右桁架要保持平衡，设专人统一指挥，专人观察移篮情况；
(5)挂篮各关键部件设置的保险装置（如前托梁保险钢丝绳等）必须加设；
(6)反复使用并拆除的螺栓要经常涂油、检查，保证螺纹处于良好状态，发现和认为有隐患的，必须立即更换，不得使用；
(7)调整吊带时必须对每一吊带的两个千斤顶同时升降，以保证千斤顶和吊带受力性能，同时注意千斤顶不得超行程使用；
6.4挂篮混凝土浇筑
（1）混凝土灌筑时，要设专人仔细观察和检查吊带、锚固系、侧模、牛腿等主要受力部件有无变形，发现问题要及时完善处理；
（2）施工材料、机具在作业完成后，要及时清理，严禁无关材料放在挂篮上，以防挂篮超载；拆除时作业人员不得站在被拆的模板上，夜间作业时应有足够照明设备；
（3）在混凝土浇注时，应注意挂篮左右两侧浇注重量的对称。
7、结束语
总的来说，通过挂篮施工前的预压取得挂篮的弹性变形值和非弹性变形值，以及对已施工的箱梁进行连续的变形沉降观测，不断改正挂篮的立模标高，并在施工中对主桥箱梁挂篮施工工艺的不断完善，主桥箱梁标高控制达到设计要求，线形圆顺，得到业主和监理的一致好评。通过对特大桥主桥挂篮悬浇施工工艺以及对挂篮施工的安全保证措施的初步总结，可为今后加强箱梁挂篮施工的质量安全控制提供一定参考和借鉴意义。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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