浅议蛮板大桥高墩大跨度挂篮悬臂刚构的质量控制

浅议蛮板大桥高墩大跨度挂篮悬臂刚构的质量控制

张立松

张立松

（广东水电二局股份有限公司广东广州511340）

摘要：挂篮悬臂结构因其不用设置支架且能大跨度施工，被越来越广泛应用在跨河、沟谷、铁路、公路等桥梁上，施工便利。但是如何控制好工程质量是至关重要的，本文结合工程现场施工中的实际情况对如何质量控制进行了阐述。

关键词：高墩、大跨度、挂篮悬臂混凝土、质量、控制

挂篮悬臂浇筑是目前大跨径连续箱梁施工的最主要施工方法，它可以不用使用大量的施工排架和大型的架梁设备，受沟谷、深水、高墩等影响较小，可充分利用有限的空间，并可多次重复使用，易于掌握施工工艺和保证施工质量，但是各个工程项目特点不同，地理位置和资源配置不同，施工单位的技术水平不同。在施工中就要结合现场实际来进行组织施工，对各阶段不断地进行控制、优化，保证工程的质量。

1、工程概况

蛮板大桥横跨红河，位于水库上游，最高水深约50米（蓄水之前主墩柱已完成），下部结构桥墩主墩采用双肢薄壁墩型式，墩高为57m，主跨为70+130+70米结构，0号梁段高为8.2m，总长12m。68个悬灌段、2个边跨合拢段、2个边跨现浇段，1个中跨合拢段。混凝土强度等级为C55的预应力混凝土现浇连续刚构箱梁。桥址施工最高温度可达40°C，年降雨量1200mm，降雨集中在7～9月。本工程施工阶段恰好处于雨季。混凝土拌合设备为2*0.75强制式拌和楼，布置在左岸，离岸边约1000米。

2、施工过程中的质量控制

2.1、0#块施工过程的质量控制

托架采用在墩柱预埋工字钢上进行安装。安装之前进行全面综合受力分析计算，综合考虑各方面受力情况，采用在主墩上预埋五对28工字钢，工字钢上进行托架安装完毕后，采用沙袋对托架进行预压，采用对称预压，预压最大荷载按0#段的荷载及施工荷载的120%进行，以检验托架的安全性。工程技术部门对托架24小时进行测量监控，测量托架的弹性变形以确定模板的预留高度，以及消除托架的非弹性变形；并做好记录。预压合格后，进行卸载。

由于0#段高度为8.2m，混凝土方量较大，且分布纵向和横向预应力管道，为了施工安全和保证施工质量，采取两次浇注成形。因为是高墩，且属于水中施工，采用由拌和站混凝土运输车运输至工程船上，再由工程船运输混凝土至主墩下，塔吊进仓。

由于当地气温较高，雨量大，混凝土为C55高标号混凝土，运输过程中采用覆盖降温，浇筑过程中设遮阳网和遮雨网。混凝土灌注时间在10小时内完成，浇筑过程中尽量避免施工对支架造成扰动，使已灌混凝土产生裂纹，浇筑过程中对支架进行实时监控，并填写记录表。

底板混凝土通过顶板预留下料口，由漏斗和串筒下落浇注，出料口采用软管；浇筑方向从梁的中部向两端同时进行，分层下料振捣，每层厚度不超过30cm，上下层浇筑间隔时间不超过1h，混凝土的振捣采用插入式振动棒进行，间距不大于振动棒作用半径的1.25倍。采用小捣固棒进行捣固。腹板上部采用在顶板上设溜桶直接灌注。腹板采取水平分层关注，分层厚度30～40cm，振捣时主要以插入式震捣为主，在腹板外模,在灌注位置安排专人用小锤敲打模板配合振捣,在腹板与底板倒角处，应注意振捣密实，为防止腹板棱角处混凝土外鼓，上部悬空。因顶板厚度不大，混凝土入模时先将腹板上的顶板部分填平，振实再由箱体两侧分别向中心推进，捣固完成收浆后再抹平，混凝土初凝后应再次收面，保证梁顶面的平整度和倾斜率。

混凝土灌注完成后，对梁顶表面覆盖土工布进行养护，拆模后对梁底及梁侧采用养护液进行养护，养护时间不少于14天，确保混凝土表面保持充分湿润状态，防止出现温度裂纹。

待第一次混凝土强度需达到85%进行第二次混凝土浇筑。混凝土达到设计规定的强度后，按设计要求进行预应力张拉、压浆。

2.2、悬灌段施工过程的质量控制

根据本桥的特点及技术、经济、操作可行性的比较，采用三角形挂篮。三角形挂篮主要由三角桁架、提吊系统、走行系统及后锚系统、模板系统和张拉操作平台等六部分组成。

（1）挂篮预压

为检验挂篮实际承载能力，确定施工最不利条件下挂篮的安全可靠性，使用前进行试压，并通过试压检查结构的安全性，并消除挂篮自身非弹性变形，测得挂篮弹性变形值，根据测得数据绘制荷载—变形关系曲线，为线形控制提供重要数据，并根据测得的数据，推算各阶段挂篮浇筑施工时的竖向位移。

主桁架属空间结构，受力较为复杂，特别是主桁节点板，上横梁及主桁锚固点处的受力复杂，变形及内力难以准确分析，为此试压试验主要测试主桁架的受力变形情况，同时通过挂篮主桁架的受力变形情况，对该挂篮的安全性进行综合评定。

为了使试压加载过程和实际施工过程受力状态相符合，挂篮拼装好并移到2#段安装就位后，在挂篮上用钢丝绳反吊设在桥下地面上的加载平台，在平台加载进行预压。

单侧最大加载量为最重节段设计荷载及施工荷载的1.2倍的50%,100%,120%进行加载。

挂篮加载前对挂篮进行全面的检查，并对挂篮的各观测点进行测量，合格后方可进行加载。

在加载平台上堆放沙袋对挂篮进行加载，加载到设计荷载的50%时，停止加载，荷载持续至少30分钟。

分别测试主桁架位移，填入预定表格，待桁架稳定后方可进行下一级加载。

按以上步骤，分别将荷载增加到等效荷载的100%、120%，稳定后即可进行有关项目的测试。

加载稳定后按100%、50%、0进行卸载，并分别测试主桁架的挠度，填入预定表格。

对数据进行整理、分析，绘制出试压过程弹性—变化曲线图，得出挂篮的塑性变形及弹性变形，为连续梁悬灌施工线形控制提供可靠的数据。

⑵测量控制

①各箱梁轴线的控制：各现浇段完成后，用全站仪复核各段轴线无误。其余各悬浇段轴线点作为控制点；0#段上的轴线点进行穿线复核并修正，以便合拢段顺利合拢，0#段上的轴线点应定期复核。

每一悬浇段支立模板后，要与已完成各段的轴线点复核，以保证支立模板准确无误。模板的位置确定时，要求每次都用钢尺从0#段的中心量起，从而减少误差。为了便于复核，在已完成的箱梁顶板上用墨线标出。

②高程控制：考虑0#段箱梁墩身节点处变形很小，用该节点处水准点控制各悬浇段高程。0#段节点处水准点要定期进行复核，条件允许时，把各0#段的水准点进行互测校核。

高程序点每一段节点处设置五个：从各箱梁断面接合处后移5cm设一处。腹板位置设一处：为了底板高程测量方便，在两面侧腹板外侧钢筋处预埋钢筋，钢筋下端与底板平齐，上端伸出顶板2cm，测量出钢筋的顶高程，根据钢筋的长度可推算出箱梁底板的高程。另三处分设置在轴线和侧翼板上，其中翼板处的控制点距离翼板边沿20cm，预埋钢筋伸出顶板2cm。

在悬浇段施工中，高程测量频率为5次：挂篮移位后，混凝土浇注前，混凝土浇注后，张拉前，张拉后（即挂篮移位前）。每次测量范围为已完成的各悬浇段。当昼夜温差大于10℃，要求对各断面进行高程和墩身变形观测。

⑶施工注意事项

安装内部模板及顶板模板时，为保证钢筋密集处混凝土的顺利浇筑，在内模腹板处设活动模板，在孔内振捣混凝土，振捣完成后将模板再安装就位，并固定牢固。浇筑混凝土时预应力管道内插入硬塑料内衬管，防止进浆堵管。浇筑过程中每隔半小时专人负责抽拉一次，确保无堵管现象发生。

混凝土浇注应遵守“先前后尾，两腹向中对称浇注混凝土”的顺序。两腹板对称同时浇注，然后灌中间部位的底板，顺序为先前后尾。灌注顶板及翼板混凝土时，应从两侧向中央推进，以防发生裂纹。每段梁段混凝土端面要人工凿毛。混凝土浇筑时，两悬臂段应同时对称浇筑，并确保两端最大不平衡重不超过设计充许值４0吨。

挂篮走行过程中要保证同一挂篮两片主桁的同步，避免挂篮走行过程中出现中线偏移和前行失控，在走行过程中还需有一定的限位措施。在松脱吊杆之前必须全面检查，弄清各处承力关系，充分肯定各处承载能力后，统一指挥，确保走行安全。具体应检查：

3、混凝土的质量控制

由于本桥施工场地狭窄，水上施工，进仓方式复杂，施工温度较高，因此做了大量的试验，通过大量的混凝土配合比试验，来满足C55箱梁施工要求，采用掺加优质粉煤灰等措施来提高混凝土的和易性、降低混凝土水化热等问题。

混凝土捣固人员经培训后上岗，定人、定位、定责，分工明确，尤其是钢筋密布部位、端模、拐（死）角及新旧混凝土连接部位指定专人进行捣固，每次浇注前根据责任表填写人员名单，并做好技术交底工作。

混凝土浇注完初凝后，立即用潮湿的麻袋盖好，并洒水自然养护，保持湿润。拆模后，当环境温度高于＋5℃时应对混凝土表面洒水养护，梁体张拉的检查试件，要存放在梁顶上与梁体同环境养护。

4、建立完善的施工质量管理体系

4.1、工程质量保证措施

本工程实行全面质量管理。成立以项目经理为组长、总工程师为副组长的质量管理领导小组，严格按照已通过的ISO9001质量保证体系，进行质量管理，建立质量目标岗位责任制，确保达到质量要求。

严格执行“三检制度”工序交接必须有班组间的交接检查，并填写质量评定表。隐蔽工程必须在内部检查通过后，再请监理工程师和设计人员检查，同意并签字后方可实施隐蔽工程施工。认真执行月检查制度，月中小检，月末大检，并根据检查结果进行质量动态分析，制定预防和根治对策。对难于控制的质量点，组织QC小组攻关。建立试验室，配备高精度的试验设备，满足施工试验需要，做好施工资料整理工作，严格执行工程技术质量监察法规，与有关部门密切协作，接受业主和监理工程师的监督指导。

4.2提高施工人员质量意识

经常有计划地组织建设工程质量事故案例的学习讨论、培训讲座。提高建设工程人员的质量意识。通过建设工程质量事故案例的学习，一针见血的对从业人员既起警钟作用，又可增长不少专业知识，不容易忘掉、记得牢。警示从业人员自认为没什么了不起的小事，恰恰可能就是导致大的质量事故、惨祸发生的根源。

4.3、原材料的质量控制

凡用于本项目的所有原材料，不论在采购、运输、存储、加工、使用过程中有多少管理环节，必须严格按本项目技术规范和国家有关技术规范以及监理工程师所要求的频率和方法进行检测，按施工监理程序逐级报验，承包人最终对原材料负全部质量责任。监理工程师严格按规定的抽检频率进行抽检，检查结果与国家有关技术标准和本项目的特殊要求进行对比决定是否使用，对原材料质量负监理责任。本项目无免检原材料。

各类原材料在采购、运输、存储、加工、搬运和使用过程中，要保证其质量不受损坏。原材料存储要建立入库、出库台帐，做到帐物相符。入库、出库、试验、加工、使用记录台帐一一对应，保证原材料使用过程的每个环节溯源。

不合格原材料不许在现场存放,如检验不合格必须按监理工程师的要求在规定的时间内清出现场，并做好处理记录。

小结：

近年来,随着我国科学技术的发展,桥梁设计及施工技术取得了很大的进步,使得桥梁工程中的挂篮施工技术得到了长足的发展和广泛应用。但在桥梁施工前，必须结合工程现场的实际情况及自身施工技术能力来综合考虑，进行挂篮施工，以保证整个工程的质量、使用价值及有效控制成本。