连续刚构挂篮悬浇施工的质量控制要点
李育庆
（中交四航局一公司平阳高速公路路基八标项目部）
摘要：结合太阳高速公路温河大桥主桥连续刚构挂篮悬臂浇筑施工经验，简要介绍连续刚构各工序施工质量控制要点及相关注意事项。
关键词：连续刚构 挂篮悬浇 质量控制 要点
1 前言
温河大桥是山西太阳高速公路的控制性工程之一，其主桥为65+2×120+65m预应力砼连续刚构结构，分左右幅，全长370米，其跨径和结构尺寸是目前山西公路史上同类型桥梁之最。主桥箱梁断面采用单箱单室直腹板断面，箱梁顶板宽16.5米，底板宽8.5米，悬臂长度4米。箱梁根部梁高为7.5米，跨中及边跨合拢段、边跨现浇段梁高为2.8米，其余梁底下缘按1.75次抛物线变化。其中0＃块长度10m，1＃～5＃块节段长度300cm，6＃～10＃块节段长度360cm，11＃～15＃块节段长度420cm，中跨、边跨合拢段长度均为200cm。主桥箱梁施工除0#、1#块在墩顶托架上浇筑完成，边跨现浇段在支架上浇筑完成外，其余从2号块至15号块均采用挂篮悬臂浇筑法施工，悬浇节段最大块体重量为2＃块，2#块砼体积为73.3m3，重190.2t。
目前大桥已建成并交验，主桥连续刚构施工顺利，期间未出现质量安全事故，各项监控、检测数据正常，施工中的质量控制是顺利完工的关键。本文结合温河大桥连续刚构的施工经验，就连续刚构挂篮悬浇施工在支架、模板、挂篮、钢筋混凝土及预应力等方面的施工质量控制要点进行简要的总结和探讨。
2 支架及模板
2.1 支架
连续刚构支架包括0#、1#块现浇托架及边跨现浇段落地支架。支架不稳、沉降或变形过大均会造成现浇混凝土的严重质量事故：轻者后端混凝土拉开裂，重者支架坍塌造成重大损失。所以要重视支架的设计验算和搭设质量，支架搭设完成后须对支架实施超载预压，确保支架安全。
支架设计验算须有足够安全系数，考虑支架质量影响，宜取2~3的安全系数，设计时要充分考虑各种荷载作用力（混凝土、支架模板自重、施工荷载、自然因素等）和地基承
载力，严格验算支架受力和变形能否满足要求。
因本桥边跨现浇段均较短，落地支架形式相对简单，采用φ630大钢管与墩身预埋件组成支架，支架支承在承台上，地基承载力满足要求；采用堆载法进行预压，堆载物采用方便吊装的成捆钢绞线，省工省时。具体不做详解，本文重点介绍0#、1#块托架搭设及预压。
2.1.1 0#、1#块托架
本桥结合箱梁形式和荷载情况将托架设计为：墩柱上预埋钢板、加强弦杆头，贝雷片与加强弦杆连接形成纵向水平杆，工28a工字钢斜撑梁一端预埋钢板焊接，另一端支撑贝雷片形成0#、1#受力托架。托架上横桥向铺工32a工字钢，工32a工字钢上铺[8槽钢定型桁架，桁架上铺10X10方木及木板。施工托架具体情况如图2.1：托架立面图，图2.2：托架侧面图。
为方便混凝土浇筑完成后顺利下落底模，施工托架时，位于底模下方的[8桁钢定型架片与工32a工字钢之间设木楔，木楔还能起到调整底模标高的作用。
图2.1：托架立面图 图2.2：托架侧面图
2.1.2 托架预压设置
在连续刚构高墩施工中,对托架进行预压,可检验托架的受力性能和安全性,消除非弹性变形、测量弹性变形量,为立模标高提供依据。为克服堆载法耗费材料多、加载时间长、加载吨位难以精确控制的缺点，本桥连续刚构1-0-1′# 块托架预压采用预应力施载法。采用此方法可通过油表读数精确控制预压荷载，且具有材料用量少、预压时间短、施工方便、节省费用等优点。
加载原理：将面荷载模拟成等效的多点集中荷载，张拉加载时产生的集中荷载通过张拉盒及下方工字钢使支架均匀受力；简单讲即为千斤顶张拉预应力钢绞线，钢绞线下端锚固于承台锚固端、由其提供反力，上端通过固定于托架上方的张拉端及反压梁施载于托架，
从而达到预压效果。
下部锚固端的设置：在承台施工时在各加载点预埋2根φ32 mm精轧螺纹钢螺纹钢,长200cm，其中埋在混凝土内140cm，外露60cm，两根精轧钢间距36cm，其下端设下垫板及下螺母，并在端部安装加强钢筋网增强混凝土锚固力,精轧螺纹钢在主墩承台上的具体位置见图2.3：承台预埋点平面布置图。预压时用挂篮的小分配梁用螺母锁紧在两根精轧钢做为固定端的传力构件，钢绞线固定端则用多孔扁锚固定在分配梁下端从而形成预压固定端，如图2.4：预压固定端示意图。
上部反压梁及张拉端设置：安装托架后安装反压工字钢对托架进行预压,预压重量为自重和所有施工荷载总重量的1.2 倍。在0#块托架顶部横桥向方向与下部预应力钢绞线固定端对应布置铺设两条工32工字钢，并在工32工字钢上放置张拉盒进行张拉，如图2.5：预压张拉端示意图。
图2.3：承台预埋点平面布置图
图2.4：预应力预压固定端示意图 图2.5：预压张拉端示意图
2.1.3 托架预压验算及实施
0#、1#块梁段砼分2 次浇注,第一次浇注底板和腹板,第二次浇注顶板,托架只考虑第一层的荷载,第二层的荷载由第一层箱梁自行承担,托架计算只计算有效荷载,即只计算“悬空”部分,墩顶部分荷载由墩身自身承受，即将悬空混凝土自重，模板、支架自重及施工荷载组合考虑，并取1.2的安全系数进行计算。
经过计算1#点受力最大为991.43kN。该点设置ΦS 15.2预应力钢绞线5条，每条钢绞线张拉力为198.26kN（小于0.8fpk对应张拉力208.32kN）；对应的承台固定端每根Φ32mm精轧螺纹钢张拉控制力[P]=690.8kN ,两根精轧钢的总拉力为1381.6kN，满足最大张力P=991.43kN的要求。受力体系满足要求并具有一定安全储备。
预压采用4个单顶进行张拉，分级加载，然后分级卸载。张拉工作在墩顶完成，张拉时设专人统一指挥。张拉按预压的张拉力0→25%→50% →75% →10%持荷24 h。张拉顺序:先①⑤④⑧位后②⑦③⑥位，每4个点作为一组对称施加张拉力。采用水准仪和全站仪对各个观测点进行变形观测，观测时由同一仪器测量，同一测量人读数，每次观测都要对上述测点的标高进行测量记录，保存好原始数据以便下步进行数据的分析。
通过托架预压沉降数据显示平均变形值均在10mm以内，回弹变形在5mm内，预压过程结束。整个预压过程严格按照拟定方案执行，预压沉降数据显示托架满足施工要求。 2.2 模板
连续刚构模板包括现浇段底模、内外模板，悬浇段内模。为方便装拆，底模、内模采用木胶板，侧模在部分方便拆除的位置采用墩身或挂篮钢模板、其余采用木胶板，节段端头模板采用5mm钢板。
模板安装时在平整度、刚度、平面位置方面须满足规范要求，且现浇段底模标高须根据支架预压数据中的弹性变形值设置相应预拱度。模板加固措施须到位，防止塌模、鼓膜现象发生。
0#、1#块现浇段的两端头位置（即1#块处）外侧模板利用提前拼装好的挂篮侧模板，安装该段侧模时整体吊装就位。待挂篮主桁架安装就位后即可利用卷扬机将侧模拉出就位，方便快捷。侧模吊装就位前，可根据现浇段标高及侧模尺寸计算出侧模底部就位时标高，在支架上根据该标高提前用型钢设置标高带，侧模就位时放置在标高带上调整好垂直度并对拉加固即可完成安装。
3 挂篮施工
挂篮是连续刚构悬臂浇筑的重要构件，挂篮质量决定着连续刚构的施工质量和安全。
挂篮整体刚度不够，浇注过程中变形大将引起两施工节段之间产生竖向裂缝，严重的缝宽1～2mm甚至更宽。
因此悬臂浇筑的挂篮必须具备足够刚度和强度，必须采用相当于实际荷载的荷载进行预压，除强度满足需要外，其最大挠度应小于或等于2.0cm。挂篮吊带须采用优质精轧螺纹钢，并在施工过程中加强例行检查，注重操作规程，确保挂篮各要点部位锁紧锚固。 3.1 挂篮预压
本桥悬浇挂篮采用菱形挂篮，该挂篮经专业机构验算合格且具有足够安全系数，挂篮自重为现浇箱梁块体最大重量（2#块）的0.41倍。
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，对挂篮进行预压试验。挂篮悬浇梁段的最大重量为2#块，重190.5t，2#块节段长300cm，挂篮预压荷载模拟2＃块重量进行。
（3）预压方式及预压点布置
挂篮预压采用预应力张拉用的液压千斤顶加载，千斤顶加载在底板范围内进行。反力梁设置在1＃块端面上，即在1＃块端面腹板内预埋2根I45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2I45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。
一个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，挂篮预压方式及预压点布置位置如图3.1：挂篮预压示意图1，图3.2：挂篮预压示意图2。
图3.1：挂篮预压示意图1
连续刚构挂篮悬浇质量控制
