混凝土梁加固施工方案（桥梁工程建设中的悬臂现浇梁挂篮法施工技术）

　　1.工程概况

　　某桥总长1011.25m，主桥部分为52m 3×90m 52m的五跨预应力混凝土变截面刚构-连续组合梁桥。本桥使用单箱单室截面，裸梁跨中中心梁高度2.3m，高跨比1/39.1，裸梁中心跟部高5.2m，高跨比1/17.3。全桥结构组成中箱梁为重要结构，该部分采取挂篮悬臂现浇的方式。

　　悬臂现浇箱梁挂篮法是现代化桥梁工程建设领域所衍生出的全新方法，将梁结构分为多个部分，按照挂篮悬臂对称的方式组织施工作业，最终构成完整的梁体结构。挂篮悬臂浇筑的优势明显，但对施工技术的要求较高，合理应用施工技术是顺利成桥的必要前提，下文则就施工技术问题展开分析。

　　2.挂篮法的主要施工流程

　　①按照设计图纸拼装挂篮并采取预压处理措施②以轴线为基准，按照设计图纸完成底模和侧模的安装作业③绑扎底腹板钢筋④安装底板处的预应力管道⑤安装腹板⑥绑扎顶板处的钢筋，并设置垂直方向的预应力管道⑦支堵头模板⑧浇筑混凝土⑨凿毛、养生、拆堵头模板⑩全面清理孔洞，无误后张拉、压浆、拆模。

　　3.挂篮法施工

　　3.1挂篮的结构组成及技术参数

　　本工程选用菱形挂篮系统，具体包含底篮、主桁、模板、吊挂等多个细分系统。关于挂篮结构组成如图1所示。

图1 挂篮结构示意图（单位：cm）

　　挂篮技术参数包含自重、挠度、工作纵向坡等方面，具体如表1所示。

表1 挂篮的技术参数

　　以设计图纸为准，精准确定挂篮拼装控制线，在吊车的作用下依次吊装施工所需的杆件，使其精准就位于已完成浇筑作业的梁面，再安装挂篮，具体采取先主桁再底篮最后模板的工艺流程，期间将各类附属结构安装到位，如轨道梁、锚固系统、底模平台等。

　　3.3挂篮的预压作业

　　挂篮组装拼接到位后全面检查挂篮，若存在非弹性形变现象则要及时处理，充分考虑弹性形变的曲线，从中获取具有参考价值的信息，采取科学的质量控制措施。挂篮各方面施工质量都满足要求后即可预压挂篮，设置12个监测点，监测对象包含挂篮前上横梁、后锚梁、前下横梁各自的左右方向移动情况。综合考虑箱梁和模板的承重能力以及包含机械设备在内的所有施工荷载，明确压载期间的实际重量情况，以此为依据配置适量的混凝土预制块。施工现场的天气条件将对施工质量带来明显影响，在雨水浸泡时易引发荷载增加的情况，此方面值得挂篮预压施工人员高度重视，有效规避不良天气。梁体结构中以2#块的自重最大，混凝土方量达41.7m3，以此为参考配置千斤顶，经计算后得知该设备所提供的最大力应达到96.66t。

　　3.4钢筋的绑扎作业

　　严格按照标准组织钢筋的绑扎作业，在绑扎护栏处的预埋钢筋时应同步绑扎翼板钢筋。分析顶板各处的结构特性，在最优区域设置大尺寸预留孔，以便给施工人员的上下通行创造便捷的通道，同时可满足设备的运输要求。

　　3.5混凝土的浇筑与养生作业

　　依次将模板、钢筋及相关构件安装到位后，监理工程师全面检查，若满足要求即可组织混凝土浇筑施工。桥墩两侧两端悬臂应始终保持平衡的状态，因此采取对称浇筑的方式，从悬臂自由端开始逐步向固定端推进，加强对不平衡偏差量的控制，该值不可大于块段重的20%。为保证顶板表面的平整性，结束混凝土浇筑后及时拉毛并蒸汽养生，对于施工现场气温偏低的情况，需合理调整养生温度，使其维持在合理的区间内，若温度偏低则会对混凝土的凝结强度造成影响，温度偏高易产生温度裂缝。检测混凝土强度，该值上升至2.5MPa后便可拆除堵头模板，凿毛处理后再清理残渣以使其足够洁净。

　　3.6预应力的施工作业

　　以混凝土的实际强度为准，若该值达到最终要求的90%便满足张拉施工的条件。张拉作业对悬臂现浇梁施工质量的影响较为明显，需配套高精度仪表用于检测张拉力，由专业人员完成张拉作业，保证张拉量的合理性。及时关注张拉应力，在该值维持稳定时方可组织预应力筋的锚固作业。

　　鉴于压浆施工量较大的特点，本工程选用大循环智能压浆施工技术，在提高施工效率的同时可有效保证压浆质量。压浆施工应注重如下几点要求：一是控制水灰比，正常情况下以0.40~0.45较为合适，若用水量增加应随之下调水灰比，以0.35为宜；二是控制泌水率，最大为3%，超过该值将对浆液的质量造成不良影响，同时稠度应在14~18s；三是控制施工时间，自浆液拌制结束直至压入孔道所持续的时间应在30~45min，否则将由于浆液性能下降而导致压浆效果无法满足预期要求。

　　3.7挂篮落模和行走

　　完成挂篮体系的转换作业后便可推动挂篮前移。为满足挂篮就位的精准性要求，在主桁处设标记线（与方向轴线保持垂直位置关系）。挂篮行走至设计位置后按照要求将后锚杆安装到位，若无误即可撤除行走小车。

　　4.悬臂现浇梁施工期间的挠度控制

　　4.1挠度监测

　　结合高程、预拱度的实际情况合理控制待浇筑梁段的立模高程。施工期间加强挠度观测，为减小温度对挠度监测结果准确性所造成的不良影响，应在早上7：50~8：50组织监测。每完成一个节段的施工作业后均要创建相对应的挠度曲线，根据图中信息分析梁的挠度情况，合理调整偏差。

　　4.2合龙精度

　　确定相接悬臂末端的2~3个节段，联测以便掌握其安装情况，将所得结果作为合龙的依据。悬拼施工期间及时观测桥位纵轴线，分别在桥梁两端设测量三脚架并配套全站仪，主桥上部结构施工期间该装置应覆盖至桥面各测点，及时掌握测点的位置情况，明确与设计值所产生的偏差。对于拼装块件的高程控制需参考现浇块件假定的高程值，经过逐点测定后求得具体的绝对高度，以便快速完成悬拼作业。块件表面设长墨线和色线，以此为基准拼装预制块，在保证拼装质量的同时能够大幅提高施工效率。块件吊装伴有一定的扰动性影响，此过程中若线形偏离设计要求，需使用湿接缝纠正以尽可能减小施工误差，避免出现大范围的线形偏差现象。

　　5.挂篮法的施工优势分析

　　相较于传统方法而言，挂篮悬臂施工精简了施工环节，在人员、材料等方面的投入相对更少，确保了梁段施工质量，有助于提高工程的经济效益。总体上，挂篮悬臂的优势可总结为如下几点：

　　（1）工作面更加宽敞，可快速完成预应力管道的安装作业，梁段施工循环周期较传统方法明显缩短，可创造较高的施工效率，实际结果表明梁段平均施工周期约6~8d，而传统方式至少约11d，因此施工时间缩短，可为后续其它环节的施工争取更充足的时间；

　　（2）底模和外模的安装更加便捷，通常2~5h即可完成，挂篮仅需12m的梁端宽度便可快速完成挂篮拼装作业；

　　（3）挂篮稳定性较好，其具有较大的刚度，结构变形可防可控，仅需一次标高调整便可顺利立模，后续混凝土浇筑过程中可始终维持稳定，无需再次调整。

　　6.结语

　　桥梁工程建设中，悬臂现浇梁挂篮施工技术的应用具有显著现实意义，在保证桥梁施工质量的同时可大幅缩短时间，提高桥梁工程的社会经济效益。当然挂篮法施工要点较多，因此施工企业及相关部门必须高度注重对施工技术的控制，要以实际情况为立足点优化施工技术，加强对各环节施工质量的控制，从而提高桥梁建设品质。

　　作者：严 斌

　　本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第20期

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