裕溪河大桥

随着交通运输行业的快速发展，桥梁的结构形式日益丰富，其中悬臂浇筑法施工已成为修建大中跨径桥梁的一种有效的施工手段。前支点挂篮作为悬臂浇筑法的主要设备，在桥梁施工中起着举足轻重的作用。本文通过对巢湖市亚父路裕溪河大桥前支点挂篮施工工艺的介绍，为后续桥梁施工提供借鉴与参考。

上滑梁代替传统桁架系统的工艺原理

巢湖市亚父路裕溪河大桥全长m，引桥长m，宽36.5m，共计4联，引桥除第二联为变高预应力混凝土箱梁外，其余均为等高现浇预应力混凝土连续梁，采取满堂支架现浇施工；主桥为（45+80++80+45）=m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，宽44.5m，梁高3m，中跨长m，共设置20对标准断面现浇箱梁以及一个2m合龙段，支撑体系采用纵向半漂浮体系，中跨采取前支点挂篮施工，主塔处设置纵向阻尼器；在边墩、辅助墩墩顶处设置纵向活动支座，单侧横向约束，边跨长m，采取满堂支架现浇施工，主桥为前支点挂篮施工；主塔为鱼梭形异形塔柱，西岸塔高78m，东岸塔高74.7m，桥面以上塔高62.5m；主桥东西侧边跨均设1:4人行梯道，宽度4.0m。采取工厂加工拼装，现场进行吊装施工。

塔柱两侧边跨采用满堂支架现浇，中跨采用前支点牵索挂篮悬浇，中边跨斜拉索同步施工；边跨需进行块段超前施工，以满足中跨配重及斜拉索索力对超前块段产生的竖向位移。如图1所示。

图1施工节段示意图

实际施工过程中，要严格根据监控单位提供的相关技术参数进行超前块段施工。

前支点挂篮采用上滑梁代替传统桁架系统，挂篮行走通过C形挂腿与上滑梁的滑船，由控制总成同时控制4个千斤顶推动前移；上滑梁下安装4个φ6cmQb滚轮，前后同步前进，实现挂篮前移，全部采用液压驱动，行走安全方便可靠，安装、操作简单。其中挂篮上滑梁全部由钢梁通过高强螺栓连接而成，单个上滑梁通过8根φ4cm精轧螺纹钢进行前后锚固，以及挂篮整体高程、坐标定位调整。主要行走流程为：解除梁面上滑梁后锚约束→上滑梁利用轨道移动至下一节段→锚固上滑梁→解除主桁架后锚约束→下方挂篮50cm（下方后C形挂钩为主要支撑点）→挂篮前移到指定位置→挂篮提升锚固。

图2前支点牵索挂篮设计示意图

传统挂篮施工的止推装置采用凸出式的止推块，这种类型的止推块需要在梁底混凝土上预埋型号为φ20cm的实心体钢棒，项目采用可拆卸周转使用的Q钢板凹槽式止推块，代替传统嵌入凸出式止推块，安装使用方便，安全系数大，可大幅度节约人工、成本，且能够很好保证此处梁体外观。

图3止推块设计示意图

提前根据设计图纸预应力管道定位，设计挂篮吊点位置，合理优化前支点挂篮吊点布置区域，较大程度上减少了吊装孔道与钢筋、预应力管道交叉干涉；吊装孔道交替使用，大幅度减少了施工周期。

图4吊点预埋设计示意图

便捷经济的施工工艺

边跨碗扣支架现浇施工

1.地基处理

根据现场实际情况进行地质勘测，针对不同地质情况采取换填碎石、浇筑垫层等方式进行地基处理以满足地基承载力需求，为避免处理好的地基受水浸泡，在基础顶面设置0.5%排水横坡，严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。

2.支架搭设

用全站仪放出箱梁轮廓线，然后用钢尺放出底座十字线，并标示清楚，按标示的底座位置先安放底托，然后将旋转螺丝顶面调整在同一水平面上。注意底座与地基的密贴，严禁出现底座悬空现象。从中间开始，根据支架设计布距进行碗扣支架搭设，为了保证顶托横向稳定性，顶托伸出长度一般控制在30cm以下，顶托插入钢管时的长度不得小于mm。根据梁底高程变化决定横桥向控制高程的断面间距，顺桥向每跨设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。用钢管在箱梁支架侧翼缘板外侧与箱梁两侧操作平台搭设1.2m高的防护栏杆，并在60cm-80cm处加设一层拦腰杆，栏杆立杆按3m一道设置。防护栏杆采用密目安全网全包裹覆盖，平台处设置踢脚板，随后进行底模安装。

图5碗扣支架搭设布置设计示意图

3.支架预压

为了保证箱梁在浇筑落架后，满足设计要求，符合施工规范。同时检验支架搭设的整体稳定性，验证支架及支架基础的实际承载能力，克服混凝土浇筑过程中支架的不均匀沉降，避免箱梁混凝土因支架不均匀沉降而出现裂缝。为确保施工期间的结构安全，采用1.2倍荷载进行预压，使用高精度水准仪进行观测，收集整体支架变形相关数据，结合设计预拱度进行施工预拱度计算。

4.钢筋、模板、预埋件安装及混凝土浇筑

根据图纸以及相关规范要求进行钢筋下料、定位绑扎，严格控制钢筋型号、搭接长度、定位间距、保护层厚度，并按照设计要求控制预埋件预埋位置及加固情况，严格按照要求分层浇筑混凝土。

5.混凝土养生及张拉压浆

待混凝土浇筑完成后，根据规范要求以及现场情况及时进行混凝土养生工作，达到设计强度时立即进行混凝土张拉压浆工作，张拉时要根据设计要求严格控制张拉顺序，依次张拉。

6.支架拆除

张拉及压浆工序结束且挂索张拉完成后，在监理工程师、监控单位允许的情况下方可进行支架的拆除，支架拆除块段及时间节点严格按照前支点挂篮施工要求进行，不得任意拆除。碗扣式钢管支架拆除时，把顶托向下旋，取出竹胶板和方木，然后逐步拆除碗扣支架。

前支点挂篮悬浇施工

1.挂篮拼装及提升、挂索

挂篮主要构件在地面上拼装，然后通过挂篮本身自带的两根大梁和后支点预埋的16根40精轧螺纹钢筋缓慢提升挂篮，提升到位后，进行挂篮其他构件的安装。待牵索挂篮提升到位，采用凸出式新型止推块进行锚固，利用挂篮自带施工平台进行挂篮挂索并预紧（在塔柱上预紧），实现前支点挂篮第一次体系转换。

挂索之前需进行主梁锚导管精确定位，拉索导管安装完成后测量人员再进行复核，符合要求后再进行拉索安装，第一次拉索张拉（索力和高程由监控提供修正值，并由每个节块监控单位提供监控指令）。

图6前支点挂篮提升示意图

2.钢筋、模板、预埋件安装及预压

挂篮底平台提升到位后其底模、顶模、侧模（附于内、外撑架）随即到位，后利用模板撑脚、挂篮吊杆进行微调完成预压，待底模、顶模完全就位后，顶升、平移横隔墙内侧模、梁肋侧模使其就位；挂篮锚固预埋件（吊点、后锚点、止推块）、防撞栏杆预埋钢筋、监控设备等，其安装、定位采用轴线定位法。挂篮预埋件和预留孔的安装、施工时严格控制、保证精度。监控应力传感器安装时应加以防护，以防施工中受到损伤，影响精度。钢筋的安装顺序为先横隔梁，再主纵梁，后顶板，严格控制钢筋型号、搭接长度、定位间距、保护层厚度；主梁模板包括底模、侧模、顶模和端模，模板体系包括模板与支撑支架，施工采用与挂篮底平台整体起落（行走前挂篮需要整体下降50cm）。

3.混凝土养生、体内索张拉及体系转换

斜拉索穿索依次将防水罩、延伸管套到HDPE管上，安装临时抱箍，并穿入首根钢绞线。将带法兰的延伸管套到塔柱端的HDPE外套管上，直至大约1.5m的外套管伸出延伸管；将卡箍固定到外套管上，螺栓眼向上；用尼龙绳把延伸管和卡箍连接好；用夹钳夹紧钢绞线，留出包括连接螺栓在内约mm的长度；通过中心孔及卸扣把塔吊钢丝绳和卡箍连接好。

浇筑前，应对支架、模板、钢筋和预埋件等进行检查，模板内的杂物、积水及钢筋上的污物应清理干净。对预埋混凝土中的锚具、管道等进行全面检查验收，符合要求后方可开始浇筑，待混凝土浇筑至50%时完成挂篮第二次张拉。待混凝土达到设计强度后，完成挂篮第三次张拉，张拉完毕后进行体系转换，将锚固于挂篮前端的斜拉索转换至梁端，让挂篮直接由后锚点锚固装置支撑于已浇筑的主梁上，再由塔端千斤顶张拉至设计索力。

图7斜拉索机械穿索示意图

图8斜拉索体系转换装置示意图

图9牵索挂篮体系转换模型图

所有拉索张拉完毕后，由监控对拉索索力进行检测，若实际索力与设计或监控要求不符，则进行调索。索力调整有两种情况：索力增加调索和索力降低调索。

索力增加调索利用千斤顶进行，其方式与钢绞线分级张拉相同。

为避免钢绞线受夹片夹持部位进入拉索受力段，索力降低调索不能采用对钢绞线卸载重新锚固的方式进行，而利用穿心式千斤顶将拉索卸载至规定索力后调节螺母位置的方式进行。

利用穿心式千斤顶进行索力降低调索的方式如下：

在锚板上安装防松装置；依次安装撑脚、千斤顶和工具锚，千斤顶空行程一端距离(此距离应根据拉索索力差进行计算后确定)后，安装张拉螺母；启动油泵，千斤顶油缸前行，张拉拉索；待螺母与锚垫板脱离后，停止张拉，将螺母旋出一定距离后千斤顶卸载，使螺母重新与锚垫板密贴；千斤顶卸载至零，拆除千斤顶。

4.挂篮下放、前移、施工下一标准节段

实现体系转换后，解除梁面上滑梁后锚约束→上滑梁利用轨道移动至下一节段→锚固上滑梁→解除主桁架后锚约束→下放挂篮50cm（下放后C形挂钩为主要支撑点）→挂篮前移到指定位置→挂篮提升锚固（挂篮下放时，首先把顶面竹胶板拆除放于挂篮支架上，然后把外侧模板和横纵梁模板采用旋杆脱离混凝土面，再进行下放），循环施工，直至完成所有标准段。

图10上滑梁行走就位示意图

图11挂篮行走示意图

合龙段施工

合龙段采用吊架（挂篮改装）施工，为了保证两个悬臂端重量一致，通过调整挂篮位置或增加配重的方法平衡两侧，配重量由监控单位根据现场计算。

采用临时锁定低温浇筑，合龙前焊接劲性骨架使两悬臂端临时连接，保持相对固定以防止合龙段混凝土因早期热胀冷缩而开裂。同时选择在一天中气温较低、气温较稳定时浇筑混凝土，避免混凝土处于升温、微压状态下达到终凝，避免受拉开裂。

确保浇筑质量的有效措施

模板采用大面积钢模，除强度应满足浇筑混凝土的各项要求外，为保证其表面平整度，设计时主要以刚度控制。

对模板的拼接缝，力求做到设计合理，加工制作精细，减少或避免漏浆现象发生。

尽量减少对拉螺杆数量，以减少混凝土上的孔洞，并对主梁施工完成后留下的孔洞及时封堵修补。采用与主梁相同标号的水泥浆进行，力求做到与主梁混凝土颜色-致，并安排专人负责。

加强主梁平面位置与标高的测量复核，特别是挂篮锚杆预留孔、预埋件、斜拉索张拉锚垫板的定位必须准确。主梁在挂篮滑移前后、浇筑前后、斜拉索张拉前后均需测量标高的变化，以指导下一节段的标高控制。

大桥挂篮悬浇工程施工质量控制包括梁底线形控制、混凝土控制、吊杆预留孔施工控制、悬浇块接头缝控制、预应力施工质量控制。

超宽前支点挂篮施工采用上滑梁代替传统桁架系统，简化了梁面以上组合式桁架拼装系统，有效解决传统组合式桁架占用空间大、拼装复杂、自重载荷大、行走控制难度大的问题。同时很大程度上解决了挂篮横向宽度大、箱梁断面高、块段混凝土体积大导致的横向控制难度大、纵向定位不准确的问题，有效提高了施工进度，节约了施工成本，产生了显著的经济社会效益。为后续桥梁施工提供了良好的施工经验，打下了坚实的基础。

本文刊载/《桥梁》杂志年第3期总第95期

作者/石怀远

作者单位/安徽省公路桥梁工程有限公司