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预应力悬浇箱梁施工技术浅析作者：张忠华（南惠六驻地）一、工程概况浙江07省道改建工程乍浦~嘉兴段为浙江省东北部一条东南往西北方向的重要公路干线。该工程第2合同段有主线大桥两座，分别为狮益大桥和界泾塘大桥，大桥分左右两半幅。主桥上部采用40+70+40m预应力砼变截面连续箱梁；下部结构采用实体墩身，钻孔灌注桩基础。主桥上部40+70+40m预应力砼变截面连续箱梁，箱梁全长150m，支点处梁高4.20m，跨中及梁端支点处梁高2.0m，单幅宽16.5m，其中悬臂长3.875m，箱室宽8.75m，为单箱单室箱梁。箱梁梁顶设2%双向横坡，横坡以箱梁两侧腹板的不等高实现，箱梁底板横向水平。二、悬浇箱梁总体施工工艺悬浇箱梁总体施工工艺流程如下：施工准备→安装支架→现浇0#块体→张拉锚固应力→拼装挂篮→模板安装→挂篮悬浇1#-8#块→搭设临时支架→支架现浇边跨直线段→支架现浇边跨合拢段9’#块→安装合拢段吊架→吊架现浇中跨合拢段9#块→护栏桥面施工三、箱梁现浇及悬浇施工3.1、箱梁0#块施工主桥0#块长度10ｍ，墩顶中心高度420cm，腹板厚70cm，底板厚60~51.7cm，0#块采用承台上支架现浇施工。0#块施工顺序如下：1）在承台上先沿纵桥向主墩两侧各安装8排贝雷片，再在纵向贝雷上两侧各安装4排贝雷片。2）安装4根直径800mm、壁厚10mm钢管立柱，沿主墩前后侧各2根，作为箱梁的临时支撑。3）在横向贝雷架上安放楔形钢垫块和钢立柱，作为0#块施工的卸落装置。4）在卸落装置上安装加高架，加高架采用[10槽钢和[8槽钢组焊而成。5）安装墩顶盆式支座，支座钢板的四角高差不大于1mm。6）安装0#块直线段（1.6m）底模，直线段底模直接落在主墩顶上，采用楔形块卸落装置。7）安装钢底模板，底板围囹采用[10槽钢，围囹间距为50cm，面板采用5mm钢板。8）安装侧模、绑扎底板钢筋和腹板钢筋，安装腹板预应力管道。侧模为桁架式大块钢模。9）绑扎隔板钢筋，安装隔板、腹板侧模，侧模采用竹胶合模板配合Φ48×3.5mm钢管脚手架施工。10）安装顶模，绑扎顶板钢筋，安装预应力管道，顶模也采用竹胶模配合钢管脚手架施工。11）在箱梁顶板上开窗，安置串筒浇筑砼。12）砼运输采用运输车，砼输送泵配合，浇筑顺序为先底板，后腹板和隔板，最后顶板的顺序，一次浇筑0#块箱梁砼。在浇筑过程中严格控制砼的分层厚度小于30cm和砼的振捣质量避免过振和漏振。13）待砼强度达到42.5Mpa后，进行纵向预应力束张拉。14）预应力张拉完毕后，即可进行压浆，压浆应缓慢进行以达到另一端饱满和出浆。15）压浆试块强度达到30Mpa后，拆除0#块模板和支架。3.2、挂篮施工主桥悬浇筑段共有8块，为1#块至8#块，长度为6×3.5m+2×4.0m，共29m。最大块为1#块，长度3.5m，重量127.88t，主桥悬浇段采用挂篮施工。3.2.1挂篮设计挂篮由主桁架系统、走行及锚固系统、底模系统、悬吊系统、模板系统五部分组成。具体布置情况见附图挂篮技术参数1)适用最大梁重：1300kN2)最大梁段长：4.0m3)梁高度变化范围：200cm~367.9cm4)适用梁宽：顶板16.5m，底板8.75m5)走行方式：无平衡重走行6)挂篮自重：48t3.2.1.1主桁架系统主桁架系统是挂篮的主要承重部分，由[]32槽钢杆件和A、B、C、D节点组成，桁架长度10.7m，高度3.5米。3.2.1.2底模架及底模板底模架前后横梁均采用[]40槽钢，纵梁为∠10组焊的桁架片，底模面板采用5mm钢板，围囹采用[10槽钢，围囹间距为50cm。为使箱梁端部张拉、立模时操作方便，底模前端设置平台，周围用栏杆保护，张拉时，可用角钢焊一梯子以便张拉。3.2.1.3前上横梁前上横梁由2I40工字钢组焊而成，联结于主构架前端的节点处，将两片桁架连成整体，上布６个吊点，其中２个吊点吊底模架，２个吊点吊外侧模，２个吊点吊内模。3.2.1.4钢吊带ａ、前吊带前吊带２根，由730×150×32mm、160×150×32mm、120×150×20mm的16Mn钢板用16CrMnTi销轴联结而成，调节孔间距为100mm。前吊带下端与底模架前横梁连接（销接），上端支承在主桁架前上横梁上，每根吊带用两个LQ32手动螺旋千斤顶及扁担梁悬吊。ｂ、后吊带后吊带采用210×32ｍｍ的16Ｍｎ钢板制成，设置间距为１００ｍｍ的调节孔，用两个LQ32手动螺旋千斤顶及扁担和垫梁支承在已浇筑好梁段底板上，在预留孔处，底板应加固。3.2.1.5内外模板ａ、外模箱梁外侧模采用5mm钢板和槽钢组焊而成。外侧模支承在外模两个走行梁上，走行梁前端通过吊杆悬吊在前上横梁上，后端通过吊架悬吊在已浇筑好的箱梁外侧顶板上（在浇筑顶板时应设预留孔）。后吊杆与走行梁设有后吊装置，挂篮行走时，外走行梁与外侧模一起沿后吊装置前行。走行梁用2[32ａ组焊而成。b.内模内模采用自制轻型钢模板，内模支撑架系统由槽钢、连接钢板等通过销接及内模横梁上调钢板可调节内模宽度以满足箱梁腹板厚度变化的需要。3.2.1.6挂篮走行及锚固系统ａ、挂篮走行装置走行装置由轨道、钢枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由δ20mm及δ10mm钢板组焊Ⅱ型断面，轨道与竖向精轧螺纹钢相连接。前后支座各两个，前支座支承在轨道顶面，下垫Φ50mm圆钢，可沿轨道滑行。后支座以反扣轮的形式沿轨道下缘滚动，不需要加设平衡重，手动葫芦牵引前支座，使整个挂篮向前移动。ｂ、锚固挂篮在灌注砼时，后端利用12根Ф32mm精轧螺纹钢锚固在已成梁段上，轨道锚固在已成梁段的竖向预应力筋上，在锚固时，利用千斤顶将后支座反扣轮脱离轨道，然后锚固。3.2.2挂篮的拼装3.2.2.1准备工作加工制作ａ、加工严格按设计图上的技术要求及公差配合进行挂篮杆件的加工制作。b、外侧模竖框架，制作时应有工作平台及夹具，尽量消除焊接变形，确保连结模板后的面板的平整度。c、对于重要部位的焊接应由有经验的焊工施焊，保证焊接质量。焊缝及加工件质量要求与验收办法应参照《钢结构工程施工及验收规范》执行。d、出场杆件应有专人进行检查验收，不合格者禁止出场。3.2.2.2拼装程序1)找平铺枕在浇筑0#段混凝土时要按设计要求，埋好精轧螺纹钢筋，待0＃梁段张拉完毕后，用中粗砂找平铺枕部位。2)铺设钢枕，前支座处铺3根钢垫枕，钢枕间距≯５０ｃｍ。3)安装轨道从0#段中心向两侧安装5米长轨各两根，轨道穿入箱梁竖向精轧螺纹钢，找平轨道顶面。量测轨道中心距无误后，用螺母把轨道锁定。4)安装前后支座先从轨道前端穿入后支座，后支座就位后安放前支座。5)吊装菱形主桁架菱形主桁架分片吊装，放至前后支座上，为防止倾倒，可用脚手架临时支撑。6)安装菱形主桁架之间的水平、竖向、斜向连结系，连结系为L10角钢焊接成的桁架与两侧菱形主桁架相连。7)安装后锚用长螺杆（Φ32mm精轧螺纹钢）和扁担梁将主构架后端锚固在已成梁段上，前支座处用扁担梁将主桁架下弦杆与轨道固定。8)吊装前上横梁前上横梁吊装前，在主构梁前端先安放作业平台，以便站人作业，作业平台应设防护栏杆。前上横梁与底横梁及吊带组装好后整体起吊安装。9)安装后吊带在0#梁段底板预留孔内（预留孔位见有关图纸），安装后吊带，安放垫块，千斤顶和上垫梁，后吊带从底板穿出，以便与底模架连接。底模架后横梁由2台倒链吊装。10)吊装底模架及底模板在底模前后横梁上吊装底模纵梁，铺设底模面板。11)安装内模及走行梁。12)安装外模板及走行梁。13)调整立模标高根据设计院提供的预拱度值、篮弹性变形值1cm，再加上设计立模标高值，为悬浇段的立模标高。3.2.3挂篮悬臂灌注施工每个Ｔ块从１#段开始，对称拼装好挂篮后即可进行悬臂灌注施工。1)绑扎底板及腹板构造钢筋安装预应力管道。2)安装内模架。3)根据每一梁段的高度调整内模板。4)安装端模板，并与内外模板连结。5)绑扎顶板钢筋，安装预应力管道。6)一次对称灌注１＃梁段砼。7)养护、卸落内模。8)预应力张拉。9)压浆。10)卸落侧模、底模。11)挂篮行走。3.2.4挂篮行走待１＃梁段施工完毕，挂篮即可行走，施工２＃梁段。行走程序如下：1)按上述要求找平梁顶面并铺设钢枕及轨道。2)落底模架以及外模。3)放松倒链，使底模架悬挂在外模走行梁上。4)拆除后吊带与底模架的连结。5)解除挂篮后端锚固螺杆。6)轨道顶面安装2个5ｔ倒链（一套挂篮）并标计好前支座的位置（支座中心距梁端80cm）。7)倒链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动。移动时挂篮后部底设10ｔ保险倒链。8)安装后吊带，将底模架吊起。9)在１＃梁段上安装外侧模走行梁后吊架。10)调整立模标高，挂篮非弹性变形，通过１＃段施工基本上已消除，在确定２＃段的立模标高时，应根据挂篮弹性变形值、２＃段设计立模标高及１＃段的调整情况综合考虑。11)重复上述施工步骤进行２＃梁段施工，直至8＃梁段。3.3、边跨直线段、合拢段施工边跨直线段为10＃块，边跨合拢段为9’＃块，边跨直线段长度390cm。直线段箱梁中心高度200cm，合拢段长度200cm，直线段采用搭设支架施工，合拢段采用吊架施工。合拢段施工时，为减少收缩可掺入0.02水泥用量的外掺剂作为膨胀剂。在合拢段施工前提前完成该配合比的试验。中跨合拢段为9＃块，长度200cｍ，箱梁中心高度200ｃｍ中跨合拢段采用吊架施工。合拢段施工顺序1)安装吊架，在悬浇段箱梁底板、翼板上预留孔洞，利用一套挂篮的底模、侧模和内模做为合拢段模板，利用Φ32精轧螺纹钢做为吊杆，将底模、侧模、内模分别吊在箱梁底板、翼板、面板上。2)在中跨合拢段两侧配4mX4mX1.6m的钢板焊制的水箱，单个水箱最大压重量为25.8t。3)绑扎底板、腹板钢筋，安装预应力孔道、预应力筋。4)焊接中跨劲性骨架，按设计要求张拉部分预应力束。5)在一天中最低温时，浇筑合拢段砼，边浇筑砼水箱边减压重至零。6)待砼强度达到50Ｍｐａ张拉剩余预应力索。7)进行孔道压浆。8)拆除合拢段模板吊架。3.4、合拢段内、外刚性支撑在浇筑完成8#块后，拆除全部挂篮，安装吊架，安装边跨合拢段内、外刚性支撑，吊架现浇9，合拢段，砼强度达到设计后张拉边跨连续束，边跨合拢后拆除边跨支架，拆除临时支撑钢管，施工中跨合拢段吊架。安装中跨合拢段吊架，并在吊架内安装内、外刚性支撑。临时张拉CT3、B6各两束，张拉吨位为50t，浇注9#块合拢段，砼强度达到设计后按设计图顺序张拉中跨连续束，中跨合拢后拆除外刚性支撑及吊架。3.4.1、内刚性支撑内刚性支撑系采用规格121X7及133X8.5两种热轧无缝钢管加工而成，其中顶、底板部分钢管兼作预应力钢束管道。内刚性支撑两头周边与预埋锚垫板满焊，焊缝厚度δ=6mm，设在预应力束道外的内刚性支撑，压浆填芯。3.4.2、外刚性支撑施工8#、8，#块混凝土时，预埋1#、2#δ=20mm的A3钢板组焊件，组焊件按设计图要求加工并双面焊接锚固钢筋，预埋件下混凝土严格捣实，在吊架安装完后，焊接[400槽钢杆件。8#、8，#块箱内外刚性支撑设混凝土块齿板。中跨合拢段砼强度达到设计后按设计图顺序张拉中跨连续束，外刚性支撑在中跨合拢后拆除。四、箱梁砼施工4.1、箱梁砼浇筑砼浇筑采用箱梁全断面一次浇筑法，其浇筑顺序如下图所示：1）先浇筑底板砼，再浇筑腹板砼，最后浇筑顶板砼，浇筑时沿单幅桥的中心线对称进行。2）浇筑底板时泵送软管直接从梁端进入底模，腹板砼浇筑采用将泵送软管直接插入腹板内，以免砼产生离析现象，腹板内模随高度分层进行砼振捣。面板砼用泵管由两侧翼板边缘向中间相向浇筑。梁段砼自前端开始向后浇筑，在浇筑梁段根部与前一浇筑段接合。3)砼浇筑前要严格检查钢筋、预应力管道、模板、预埋件等，检查合格后，经监理工程师签认后，方可浇筑砼。4)浇筑砼时，避免直接将砼堆积在管道上，禁止操作人员在预应力管道上行走，人行道上应铺木板，以保证钢筋、预应力筋位置正确。5)为确保浇筑质量，试验人员应控制好施工配合比；作业人员应加强振捣，专人负责；钢筋工和木工亦应跟班作业，负责检查钢筋、预应力管道、箱梁模板等的变形