预应力混凝土挂篮悬浇施工工艺

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摘要：以某高寒地区实际工程为例，针对施工现场水流湍急、两侧山体频发滑坡等自然灾害，决定设置桥梁，采用连续箱梁结构，并引入混凝土挂篮悬浇技术。针对该工程的施工难点，对挂篮设计和箱梁悬臂浇筑施工技术进行了详细的研究和探讨，施工结果表明设计桥梁并采用该方法具有高度可行性，有效推动了工程的有序进行。

关键词：高寒地区工程；挂篮悬浇施工；连续箱梁桥

1工程概况

本文以实际工程项目为背景，其所在地区位较为特殊，为青藏高原东部地区。基于地形以及河道的影响，施工现场的水流湍急、两侧山体频发滑坡等自然灾害，因此有必要在此高寒地区设置桥梁。本文所论述的桥梁工程桥面净宽为2×11.0m，桥梁跨径组合为（4×30）m+（85+160+85）m+30m。桥梁施工时采用了连续箱梁结构，并引入混凝土挂篮悬浇技术，以此确保桥梁施工的质量。

2工程施工难点

（1）高原特点突出。本项目地处青藏高原东南部，所处地段平均高程为3127m，空气密度低、严寒、缺氧、温差大、紫外线强，植物稀少，生态脆弱，人工和机械效率严重下降，工程投入增加。（2）环保要求高。由于高原地区地理位置特殊，生态环境极为脆弱，对于环境扰动特别敏感，破坏以后难以恢复且沿线分布多处自然保护区，线路与在建或拟建水电站多次交叉或邻近，因此，环保要求极高，无疑会增加工程成本和施工难度[1]。

3挂篮悬浇施工中挂篮设计

3.1挂篮构造。规格方面，单个挂篮的长度为12.20m，高度为4.76m，悬臂总长为5.7m，考虑附属施工设施，其与挂篮总重达660kN。结构方面，挂篮配备了丰富的系统群，具体如下。（1）主桁架系统。基于两片桁架的组合作用可以形成标准构件，从而发挥出优良的承重效果，单个桁架均配备了4根杆件销。基于连系梁等结构可以实现桁架之间的连接，其中前顶横梁既可以起到桁架连接作用，又可以为吊杆提供稳固的支点。四个杆件共同发挥出受力作用，并通过热轧钢槽焊接的方式形成稳固连接，基于销接的方式可以实现杆件与节点板之间的连接。整体来说，杆件的受力作用明确，具有灵活的装卸特性。（2）底篮和吊带系统。选用工字钢作为底篮材料，并将其布设在前、后底部横梁位置上，以便后续浇筑施工的进行。将普通槽钢作为前后底梁的基础构件，二者之间需要形成连接点，通过钢销与吊带进行连接。给底篮设置锚固系统，基于液压千斤顶的调节作用可以灵活改变两个底横梁的高度，由此确定立模标高。（3）行走系统。选用两根工字钢，通过拼接的形式组成轨道，基于反挂的方式将小轮置于上翼缘板位置，辅助使用液压千斤顶为挂篮的移动提供基础动力。需要确保行走轨道的稳固性，基于反装的方法，使用竖向预应力钢筋加以固定。应当注意的是，竖向预应力筋所在的位置应足够精准，并在端头位置留出≥8cm的空间，以便实现与连接器的连接。（4）模板系统。以内、外两部分模板为主，综合配备了吊梁以及固定装置。外模板以大块钢模为宜，而内模在使用钢材料的同时还需要综合木质结构。在进行浇筑时，通过吊梁支撑的方式提升模板系统的稳定性，同时需要对吊梁进行锚固处理，具体方法有：利用锚固法，将一端与箱梁顶板进行固定，另一端则固定在挂篮前顶横梁处。当挂篮处于移动状态时，外模吊梁发挥出支托作用，并与挂篮一起前移。3.2挂篮安装。在安装过程中，在预埋件的作用下可以通过锚固的方式将挂篮置于轨道上；给轨道配备主桁架底梁；在前横梁安装时首先需要将斜拉钢丝绳解除；将位于0#段位置的外模进行解体处理，基于吊车设备可以逐一移动至对应的位置；在此基础上围绕吊杆、模架等展开安装作业。总体来说，挂篮安装工序较为复杂，需要严格遵循安装顺序进行。3.3挂篮预压。3.3.1预压目的。最大程度缓解挂篮非弹性变形现象，在对梁段预拱度计算时需要考虑此因素带来的影响。3.3.2预压方法。以悬臂梁段最大重量为基准，在确定挂篮预压压重时应为该值的1.2倍。基于预应力张拉加载的方法可以完成预压作业，严格控制加载量，具体值为：空载-50%-空载-50%-80%-100%-120%。在进行卸载作业时，则需要依据上述加载标准以逆向的方式进行卸载。每完成一次加载或卸载后，都需要对张拉情况进行观察，并计算出对应的变形量[2]。3.3.3变形观测。以分级的方式对主桁架进行观测，需要深入观察挂篮所带来的弹性变形量，将预拱度纳入计算范围中进行全面分析。在立模时，则需要考虑非弹性变形所带来的影响。3.3.4箱梁悬臂浇筑施工顺序。悬臂浇筑所对应的施工工序较为复杂，对应的施工难度较大，所需考虑的细则较多。此环节作业应建立在上节段预应力筋压浆施工完成的基础上，首先需要将锚固系统解除，而后再对挂篮进行锚固处理，并适时调整模板的标高，以便后续钢筋绑扎作业的高效进行；做好预应力管道以及相应模板的安装工作，并再次调整标高；在确保无误的情况下采用两端对称的方式展开混凝土灌注施工，随即采取养生措施，经过一段时间后需要将端模拆除并进行凿毛。以上述工序为基准进行循环施工。

4箱梁悬臂浇筑施工技术要点

4.1施工工艺流程。具体的施工工艺流程：0#梁段施工→支架、模板拆除→挂篮拼装、试压→挂篮移动、固定、调整→梁段模板、钢筋、预应力管道安装→混凝土浇筑→混凝土养护→预应力张拉、压浆→封锚→合龙段施工。4.2模板调整。当挂篮达到指定位置后，需要观测其水平中线以及标高情况，并进行调整。中线部分：通过全站仪设备获得桥梁轴线的具体位置，基于几何方法获取模板中轴线的实际位置，而后进行对比并做以调整。标高部分：充分考虑挂篮引起的弹性变形以及挂篮重量的影响，二者均会给结构下挠度带来干扰，此时需要通过综合模拟法进行分析。4.3钢筋绑扎。通过现场制作的方式制得钢筋，注重绑扎的先后顺序：以底板、腹板绑扎为主，同时兼并进行预应力筋与波纹管的安装；在此基础上围绕顶板、底板展开绑扎作业，此时依然需要设置预应力管道。4.4预应力波纹管成孔。在本文所论述的高寒地区桥梁项目中，预应力管道均为金属波纹管，在安装过程中应避免其与构造钢筋相碰触。若二者有所接触，则需要适时移动构造钢筋，由此提升管道安装位置的精准性。4.5混凝土配比试验。该工程位于我国青藏高原地区，地势较高且温度较低，因此在配制混凝土的过程中需要添加防冻剂。其混凝土的配比试验中需选定符合标准的砂、骨料、水及水泥，具体要求见表1。4.6混凝土浇筑及养护。基于泵传输的方式实现对混凝土的运送，两个节段应在同一时间进行灌注。完成灌注施工后，做好梁的保湿养护；现场制作的混凝土试块，部分在标准养护室内养护，其余均与结构物混凝土同条件养护。4.7预应力穿束、张拉及压浆。对于竖向预应力筋而言，宜使用先穿法；对于横向预应力筋而言则以后穿法为宜。当梁体强度达到95%以上水平且混凝土施工已结束5d后，便可对纵向钢束进行张拉处理，基于复张拉的方法对竖向预应力筋进行处理。基于真空压浆法，可以对纵向预应力筋做以进一步处理。4.8挂篮移动。首先需要对梁端顶面进行找平并明确滑道的具体位置，而后以缓慢的速度松开吊杆。应当注意，位于同一断面的吊杆在放松时应同时进行，此过程中应观察内导梁与底纵梁的位置，若二者与混凝土表层间距为20cm，则需要停止放松作业。在确保各模板与梁体完全分离后，应随即松开底梁后锚，在千斤顶的辅助下推动挂篮实现前移，同时将侧模、底模移动至指定位置。在挂篮行走过程中，单个挂篮应配备三道甚至更多的压梁。将液压千斤顶作为动力源，单个挂篮需要配备两台规格为60t的千斤顶。

5结语

综上所述，在本文所论述的高寒地区桥梁工程中，采用了混凝土挂篮悬浇技术，实践表明此方式具有高度可行性，可以提升挂篮的稳定性，对施工环境的适应性较强。基于混凝土挂篮悬架施工法，可以推动工程的有序进行。

参考文献：

[1]杨高贵.预应力混凝土连续梁桥及T构桥挂篮悬浇施工的挠度控制研究[J].交通世界，2017（Z2）：154-155.

[2]于本领，邱梓峰.预应力混凝土连续箱梁挂篮悬浇施工工艺初探[J].建筑设计管理，2010，27（9）：71-72，76.

作者:李鸿云 单位:中交第二航务工程局有限公司