變截面連續箱梁懸臂澆筑施工工藝，圖文詳解！

一、前言

預應力混凝土變截面連續梁橋開始于1950年，距今已過60余年，目前世界最大跨徑達330m，跨越性能力和經濟比突出，適合各種跨既有公路和鐵路、峽谷、河流。施工無需搭設支架、不中斷既有線交通、依靠掛籃的移動逐段懸澆完成橋梁的施工方法具有廣泛的適用性。某特大橋主跨為55+90+90+55m變截面現澆連續梁，主跨上跨南昌至九江城際高速鐵路和南潯貨運鐵路，斜交角僅為22°，左右幅覆蓋鐵路長度達100m。施工單位采用了三角斜拉式掛籃懸臂澆筑法施工，成功解決了此項工程的難題，并形成了成熟工法，對類似工程起到指導借鑒作用。

二、工法特點
2.1 梁體采用掛籃施工，無需搭設支架，既不影響橋下既有線交通，又可同步進行橋梁施工。
2.2三角斜拉式掛籃結構輕便，易于在梁面行走，剛度大，變形小，底模調整方便，能使用不同梁高。
2.3施工場地相對集中，管理方便，對周邊環境影響較小。
2.4梁體逐節段施工，作業程序相對固定，工人容易上手，有利于施工質量的控制，特別是對橋梁標高及線型的控制。
三、適用范圍
適用于公路、鐵路預應力混凝土變截面連續梁橋、連續剛構橋、T型剛構橋懸臂澆筑施工，尤其是對跨越江河、既有線的橋梁，更體現本工法的優越性。
四、工藝原理
4.1墩身施工完成后，墩頂施作臨時支座和臨時錨固，支架或托架施工0#塊，掛籃對稱逐節段懸澆施工其它號塊，直至合龍，進行體系轉換，拆除臨時支座和錨固成橋。
4.2 0#塊一般采用搭設墩旁支架或托架現澆完成，澆筑臨時支座、安裝永久支座、安裝墩梁臨時錨固，以抵抗施工過程中兩懸臂端的不平衡彎矩。
圖 4.2 0#塊支架示意圖
4.3完成0#塊的張拉壓漿工作之后，拼裝掛籃，從1#塊開始沿橋跨方向對稱向兩頭施工直至合龍段前一個號塊，施工合龍段前一號塊的同時，支架現澆完成邊跨直線段，然后先邊跨后中跨合攏。
圖 4.3 掛籃施工示意圖
五、施工工藝流程及操作要點
5.1總體施工方法
連續箱梁的0、1#塊及邊跨直線段均采用落地式支架施工（0#塊長度偏小為滿足掛藍施工的長度要求，1#塊也要在支架上完成施工），橋墩施工完成后，拼裝墩旁支架施工0、1#塊，0、1#塊施工完成后，拼裝掛籃，對稱施工2#塊及后續節段施工。在施工完成11#塊之前完成邊跨直線段，先合攏邊跨合攏段，然后進行中跨合攏段施工。
5.2 操作要點
5.2.1 0#塊施工
本連續梁0#塊長9.6米，1#塊長3米，根據掛藍的實際長度與0#塊的長度不相適應，因此0、1#塊采用墩旁支架施工，分節段澆筑成型，其中0#塊的施工流程為：支架拼裝(澆注臨時支座)→安裝支座→安裝底模→安裝外模及腹底板端模→安裝底、腹板鋼筋及預應力管道、豎向精軋螺紋鋼→安裝隔墻鋼筋、隔墻精軋螺紋→安裝腹板剩余鋼筋→安裝橫隔墻側模及人洞模板→拼裝內模托架→上內側模及頂板模板、端模→綁扎頂板鋼筋→頂板預應力管道及預埋件→檢查簽證→澆筑砼→養護→張拉、壓漿。
1、0#塊支架拼裝
0#塊支架采用在墩旁承臺上設置鋼管樁立柱，鋼管樁上安裝型鋼平臺的結構體系。橋墩順橋向兩側各設置2排Φ600×8mm鋼管樁，每排3根，受承臺尺寸限制，內側一排垂直布置，外側一排為斜撐形式，底端分別與承臺連接、頂端與底模平臺分配梁連接，鋼管樁之間設置Φ273×6mm鋼管聯結系，內側鋼管樁與墩身上利用拉桿孔設置的抱箍連接。（見上圖4.2）
鋼管樁支架的高度較高，橫向及縱向尺寸均較大，為運輸、搗用方便，將支架立柱及連接系均設計成法蘭連接的形式。
2、荷載試驗
采用相當于0#塊梁重及施工荷載總重1.2倍的重量對支架進行預壓，選用灌水砂袋作為壓重荷載。預壓前計算出不同單位橫斷面上荷載分布情況，砂袋堆放時按照單位橫斷面荷載分布情況進行堆放。
圖  5.2.1-1荷載試驗示意圖
圖  5.3.1-2荷載試驗示意圖
施加荷載前在支架底設沉降觀測點，測量標高。預壓按0-30%-50%-100%-120%四級分級加載。滿載（100%）后，仔細檢查支架各個受力部位，并靜置24小時，觀測各點標高，累計變形值不大于2mm，即可認為穩定，此時再加載至120%，靜置1小時后，就可以卸載。在堆載過程中和卸載后跟蹤測量，并隨時觀察支架、底平臺各部位有無異常變形。最后分析計算數據，根據計算結果，對底模標高進行調整，使預留拱度值更加準確，同時也是對支架強度、剛度及穩定性的檢驗。
3、支座安裝
1） 固定支座
安裝前再次核對支座型號及支座在各橋墩的布置，確保各固定支座、活動支座的位置和方向符合設計要求。安裝時保證支座上、下座板與梁底及支承墊石之間、支座各層部件之間密貼無縫隙；所有支座受力均勻，無“三條腿”現象；支座配件齊全無損傷，螺栓螺母擰緊無松動；支座錨栓的規格、質量、埋置深度和外露長度，均符合設計要求和相關標準；在支座及錨栓位置調整準確后及時進行錨栓固結；墩臺錨栓孔填料種類及質量均符合設計要求，做到錨栓孔口平整，無裂縫及積水。支座安裝允許偏差及檢驗方法見表5.3.1-1：

2） 臨時支座

為平衡連續梁在節段懸臂澆筑過程中的不平衡力矩，在各連續梁主墩設置臨時支座（見圖5.2.3.2-1）。臨時支座采用C55混凝土澆筑，與永久支座同高，在臨時支座中央設置兩層5cm厚55號硫磺砼，硫磺砼層中夾電阻絲，便于臨時支座的拆除。按設計要求，臨時錨固采用HRB335φ32螺紋鋼筋（施工墩身頂帽時注意鋼筋預埋），施工0#塊時，預埋鋼筋伸入梁體與主墩臨時固結。

圖5.3.1-3主跨臨時錨固構造平面圖

4、模板工程

0#塊外側模直接采用掛籃懸澆用鋼模板體系，安裝前除銹、涂刷模板漆。內模采用鋼木組合模板，面板采用竹膠模板，背面采用方木加緊，方木下設置型鋼背帶。內側模原則上以拉為主、以撐為輔，撐桿可用斷面為5×5cm、長度為內外模間垂直距離的C55砼桿，桿內預埋1Φ12鋼筋以防振斷，梅花型布置，間距約為80cm，位置要盡量置于外模加勁和內模橫帶處，內側模板與外側模板開洞穿PVC管，設Ф20鋼筋拉桿，內側模底部采用C55砼桿進行承托。內側模在支座鋼筋網片處距底板砼頂面1m處開洞，以便振搗。

端模：端模用自行加工的木模板，與內外模及其骨架連接牢固。

5、鋼筋加工、綁扎及預應力管道安裝

1）普通鋼筋安裝

每批到達工地的鋼材，均向監理工程師提供試驗報告和出廠質量證明書，并按不同鋼種、等級、牌號及生產廠家，分類堆放，掛牌以識別。鋼筋在使用前，進行調直和除銹，保證鋼筋表面潔凈、平直，無局部彎折；鋼筋的加工制作在加工車間嚴格按設計圖進行，成品編號堆碼，以便使用。

將加工好的鋼筋運至模板內，按設計圖放樣綁扎，在交叉點處用扎絲綁牢，必要時采取點焊，以確保鋼筋骨架的剛度和穩定性。

鋼筋綁扎按設計及施工規范要求進行，先綁扎底板鋼筋，再綁扎橫隔板和腹板鋼筋，同時安裝定位網及預應力波紋管道，波紋管接頭纏繞嚴密以防漏漿，再安裝內模，最后綁扎頂板鋼筋。鋼筋綁扎時注意各種預埋件的安裝。

2）預應力管道安裝

鋼束管道位置用定位鋼筋固定，直線段定位網鋼筋間距為100cm，曲線段按50cm布置，在管道轉折控制點處定位鋼筋應加密，定位鋼筋與梁體主筋牢固焊接，確保預應力鋼束定位準確，同時，應采取措施防止灌注混凝土時波紋管上浮。

如管道位置與骨架鋼筋發生沖突，應保證端到位置不變，將鋼筋適當移動。

波紋管成孔質量是保證預應力質量的重要基礎，如果發生堵塞而進行處理，將直接影響施工進度和橋梁壽命。因此，必須嚴格施工控制，保證灌注混凝土后波紋管不漏、不堵、不偏、不變形。

3）預埋件安裝

鋼筋安裝過程中,注意不得遺漏梁體預埋件及預留孔洞，包括泄水孔、通風孔、翼緣板下方滴水槽、防撞墻預埋鋼筋，施工過程中，必須采取措施確保預埋件位置準確。

6、混凝土施工

所有懸灌梁段均一次灌注成型，為確保梁體質量，需注意如下事項：

①混凝土灌注順序為：底板→腹板→頂板。灌注時同一掛籃的兩邊基本對稱?；炷劣蓲旎@前端向后端澆注，頂板混凝土從兩側向中央推進，以防發生裂紋。同一T構兩側的混凝土灌注量之差不超過設計規定值，T構兩側重量偏差不超過10t。

②腹板混凝土振搗，當梁段高度大于4m時，在腹板內側預留窗口，以便插入振搗器振搗混凝土。當梁段高度小于4m時，不預留天窗，直接將振動棒放入腹板內振搗。

③振搗時插入點均勻，并保證波紋管和壓漿管不受損傷，對角隅和鋸齒板等鋼筋密集處用小直徑振動棒加強振搗，并加強振搗效果檢查。

④灌注混凝土前，仔細檢查模板的尺寸和牢固程度；灌注過程中設專人看護和加固模板，以防漏漿和跑模。

⑤在頂板混凝土澆筑完成后，用插入式振搗器對頂腹板和新舊梁段接縫處進行充分的二次振搗，確保連接處密實、可靠。

⑥混凝土灌注結束后，加強養護。懸灌段施工在夏秋季時采取覆蓋麻袋或海綿后撒水的養護方法。

⑦底板混凝土在初凝前抹平，頂板混凝土在初凝前拉毛。

7、預應力施工

梁體按三向預應力設計，縱向、橫向、豎向均設預應力。

縱向：梁體縱向腹板束采用15.2-24高強度低松弛鋼絞線，縱向頂板束采用15.2-15高強度低松弛鋼絞線（其中t0、t1為15.2-24），縱向底板束邊跨采用15.2-12高強度低松弛鋼絞線，縱向底板束中跨采用15.2-15高強度低松弛鋼絞線。

橫向：梁體頂板橫向預應力筋采用15.2-3高強度低松弛鋼絞線，BM15-3及BM15P-3扁形錨具錨固。

豎向：梁體腹板豎向預應力采用公稱直徑25mm的PSB930預應力混凝土用螺紋鋼筋，在腹板內雙排布置，YGM-25型錨具錨固。各梁段鋼束張拉須在該梁段混凝土達到設計強度的90%、并達到相應的彈性模量，且齡期不小于7天后進行?？v向預應力張拉時，先張拉腹板束后張拉頂板束，再張拉橫向預應力鋼束，最后張拉豎向預應力螺紋鋼，三向預應力張拉過程中，均應兩側對稱進行。采用張拉應力與伸長量雙控措施，以保證達到設計要求的鋼束應力。

張拉施工注意事項：

①千斤頂加載和卸載時做到平穩、均勻、緩慢、無沖擊。

②張拉時混凝土強度和齡期達到設計圖紙要求。

③張拉順序按設計圖紙要求進行。

④張拉作業中，對鋼絞線束的兩端同步施加預應力，保證兩端張拉伸長量基本相等。若兩端伸長量相差較大時，查找原因，進行糾正。

⑤當氣溫下降到5℃以下時，停止張拉作業，以免鋼絞線發生脆斷。

⑥張拉過程中不敲擊和碰撞張拉設備和油管。

⑦張拉完畢后，未壓漿或壓漿后水泥漿未凝固時，不敲擊錨具和劇烈震動

梁體。多余的鋼絞線用切割機切割，切割后留下的長度不少于3cm。

⑧在高壓油管的接頭加防護套，以防噴油傷人。

⑨在測量伸長量時，停止開動油泵。

⑩轉移油泵時將油壓表拆卸下來另行攜帶轉送，在有壓情況下不擰動油泵或千斤頂的接頭。

8、預應力管道壓漿

預應力束張拉完畢后，應及時對孔道進行壓漿，孔道壓漿是確保預應力工程質量和箱梁質量的一個重要因素。壓漿最大壓力控制在0.5~0.7MPa，施工時在監理工程師的指導監督下使每束預應力管道均壓漿飽滿、密實。壓漿完成后及時進行封錨，采用與梁體同等級別混凝土進行。

5.3.2 掛籃懸澆施工

1、掛籃結構

圖5.3.2-1掛籃構造斷面圖

本連續梁懸臂澆注采用三角掛籃施工，掛籃總重約60t，包括三角架、走道梁、前后上橫梁、前后下橫梁、吊掛系統(前、后主吊帶、后副吊帶、外模吊桿)及相應的錨固、緊縮裝置和底平臺等部分組成。

主要構造組成：
三角架：立柱、拉板、橫撐、斜撐、縱梁；
橫梁：前上橫梁、后上橫梁、前下橫梁、后下橫梁；
底籃：底平臺縱梁、橫梁、底模
吊掛：前吊帶（4）、后主吊帶（2）、后幅吊帶（2）、收放裝置；
走行：走道梁及錨固、千斤頂；
支點錨固：錨梁、錨筋、墊塊、前后支點；

模板系統：外模（鋼）、內模（木）、外模挑梁、內模托梁、模板吊梁、外模吊點（2）、內模吊點（4）

2、掛籃拼裝

0、1#塊施工完成后即進行掛籃拼裝?？傮w拼裝順序為：走道梁錨固與調平→前后支點→縱梁→后上橫梁→后錨系統→立柱組件→三角拉板→前上橫梁→前吊帶→后吊帶→底籃和前后下橫梁安裝→底籃與前后吊帶吊掛→外模系統→內模系統，最后對整個掛籃系統進行調整。

1） 掛籃安裝允許誤差

（1） 走道梁：
① 橋軸線兩側走道梁位置允許偏差≤±3mm；
② 順直度，每2m側向彎曲≤±2mm；

③ 滑動面應光潔，無銹碴、焊碴，接縫圓順，每2m不平整度≤±2mm，接縫高差≤±1mm。

（2） 前后支點
① 順橋向與設計位置偏差≤20mm；
② 兩主梁前支點順橋向位置相差≤±10mm；
③ 橋軸線至兩側前支點距離誤差≤±5mm；

④ 支點中心線與滑道梁中心線對中誤差≤±2mm。

（3） 底平臺中心線與梁體中心線誤差≤±10mm。

2） 掛籃拼裝注意事項：

（1） 拼裝前，應對掛籃各構件（或組合件）進行尺寸、型號、缺陷（主要是焊縫尺寸及其飽滿度等）檢查驗收，是否符合設計要求。發現不合格者，應及時處理；在運輸、吊裝時，不得損傷構件，特別是吊帶、前后支點及主梁等構件堆放時應整齊、穩固，防止變形；

（2） 按拼裝順序，將各主要構件（或組合件）分類堆碼，以備吊裝；作業前應對吊裝機械及機具進行安全檢查，在操作過程中地上、空中應有專人進行指揮及指導；

（3） 掛籃拼裝應保持兩端基本對稱同時進行；

（4） 在對構件進行吊裝時，吊點應穩固可靠，構件不受損傷、不變形；

（5） 各構件拼裝位置應準確，螺栓應100%上足上緊，并不得隨意擴孔，連接銷子安裝牢固、有效，焊縫尺寸準確、飽滿無缺陷；

（6） 安裝Φ32精軋螺紋鋼筋等冷拉件時，應先進行絕緣處理（包纏絕緣膠布），螺母均采用雙螺帽錨固。安裝連接器時，除檢查螺紋長度、直徑、螺紋質量外，螺紋上應畫線以保證連接器與螺紋的連接長度；

（7） 掛籃就位后，后下橫梁錨點（即后主吊帶主其緊縮裝置）其預緊力應大于澆筑砼后的錨固點拉力，以保證節段間接縫平順， 同時，達到檢查錨固點受力強度的目的。

3、荷載試驗

掛籃拼裝完成后，對結構螺栓、焊縫、桿件數量、規格等進行仔細檢查，合格后進行荷載試驗。荷載試驗的目的是檢驗掛籃的承載力和消除結構的非彈性變形，測定掛籃彈性變形，并與計算相比較。采用固定在掛籃前上橫梁用千斤頂加壓或在掛籃前端吊重的方式,按要求分級加載，并監測結構變形，測得數據與計算值進行比較，然后逐漸卸載，并測量結構回彈變形量，根據實測變形值確定掛籃底模的預拱度。掛籃拼裝完畢后，進行荷載試驗以測定掛籃的實際承載能力和梁段荷載作用下的變形情況。

本次掛藍荷載試驗擬采用在掛藍的前端吊重的方式進行。首先采用最重的2#塊箱梁重量（150t）作為壓重荷載的重量標準。在正對掛藍前下橫梁的地面上組拼重物平臺，上面堆放鋼筋，其重量按照滿載重量的1.2倍堆放(約90t)，重物通過鋼絲繩吊于掛藍的前下橫梁上，然后在掛藍前上橫梁的主吊帶位置處設置千斤頂，通過千斤頂分級加載和卸載來實現掛藍的壓重試驗，分級荷載為

0→30%→50%→100%→120%→100%→50%→30%→0。

荷載試驗時，加載按施工中掛籃受力最不利的梁段荷載進行等效加載，測定各級荷載作用下產生的撓度和最大荷載作用下掛籃控制桿件內力。

根據各級荷載作用下掛籃產生的撓度，繪出掛籃荷載的撓度曲線，為懸臂施工的線性控制提供可靠的依據。根據最大荷載作用下掛籃控制桿件的內力，可以計算掛籃的實際承載能力，了解掛籃使用中的實際安全系數，確保安全可靠。

4、掛籃前移

掛籃前移在梁體縱向預應力鋼束張拉完成后進行，掛籃前移操作步驟如下:

鋪設墊梁及走道梁→釋放底模前中吊帶及后主吊帶，釋放后副吊帶，使底模與梁體分離→解除后錨系統→同步啟動兩側長行程千斤頂使掛籃前移。掛籃走行注意事項：①掛籃走道安放位置要準確，接頭處要平齊無臺階，走道與豎向筋錨固；②掛籃前移利用其所配備的千斤頂頂推，兩側要保持同步，兩懸臂掛籃要基本上對稱前移，走行過程中要注意掛籃中線及走道方向的觀測，發現偏位后及時糾正，確保掛籃到位時偏移值不超過規范要求；③掛籃走行前，前后支點與滑到接觸處均應涂抹黃油以減小摩阻力；④遇有6級以上大風天氣時，不得進行掛籃的走行作業，應采取措施確保掛籃安全；⑤移動掛籃時避免損傷精軋螺紋粗鋼筋，避免碰撞、彎折粗鋼筋；⑥掛籃移動過程中用倒鏈拉住掛籃尾部，防止掛籃溜滑。

5、掛籃懸臂澆筑施工

① 檢查掛籃中線是否正確，并將底模標高初調到位，檢查外側模與已澆梁段是否夾緊；
② 綁扎底板及腹板構造鋼筋并安放預應力管道；
③ 將底模上雜物清理干凈，安裝調整內模；
④ 根據監控數據調整底模標高，綁扎頂板鋼筋，安放預應力管道；
⑤ 頂板及腹板預留孔洞，以便混凝土澆筑；
⑥ 將各模板拼縫及模板與已澆梁段接縫堵塞嚴實；
⑦ 對稱灌注混凝土，并測量標高值；
⑧ 養護、脫內外模；
⑨ 預應力張拉、壓漿；

⑩ 掛籃行走至下一節段，循環進行前述操作。

5.3.3 主梁線型控制

① 施工前，應對設計圖提供的各節段控制高程進行復核；

② 懸澆線型控制，應綜合考慮懸臂長度與重量、掛籃重量等施工荷載，預加應力、溫度及施工調整等因素；

③ 梁段懸澆時，中線里程應勤測量、勤復核，對預施應力前后及溫度影響應及早找到變化規律并加以修正；

④ 測量放樣時，應注意對同孔同節段的高程、中線偏位及里程保持一致，以確保順利合攏及成橋線型；

⑤ 施工控制應考慮以下幾方面因素：
1）根據監控單位提供的數值設置預拱度；
2）澆筑梁段時，應隨時觀測實際預拱度，并與理論值進行對比，以便在下一節段施工時進行調整；

3）在梁段頂面中心及兩側埋設水平觀測點隨時觀測各截面標高在整個梁體施工中的變化，以及時掌握調整預拱標高。

5.3.4 合攏段施工

按設計要求先進行邊跨合攏，再進行中跨合攏。

連續梁合攏遵循“低溫灌注，既拉又撐還抗剪”的原則。為防止因溫差、混凝土收縮等造成合攏段開裂，合攏前在適當的溫度條件下將合攏段兩邊梁體利用型鋼骨架鎖定，保持相對固定，同時選擇在日最低溫度時灌注混凝土，保證合攏段混凝土處于氣溫上升的環境中、在受壓的狀態下達到終凝，避免混凝土開裂。

本連續梁中跨合攏段利用吊籃做合攏支架，掛籃懸臂澆注完2#~11#節段后進行拆除，在邊跨合攏段處安裝吊籃，進行邊跨砼澆筑的同時在中跨合攏段位置進行配重，邊跨合攏后移動吊籃至中跨合攏段處，同樣在澆筑中跨合攏段砼時在邊跨合攏段處配重。

合攏段兩端懸臂標高及軸線允許偏差應符合設計或規范要求，合攏段支撐結構采用型鋼制作的輕型結構，以減少合攏段施工時的施工荷載。

注意事項：
① 掌握合攏期間的天氣情況，測試分析氣溫與梁溫相互關系以及梁體溫度變化規律；
② 根據結構情況及梁溫的變化情況，在溫度較低時鎖定合攏口；
③ 選擇日氣溫較低，溫度變化幅度較小時澆筑合攏段混凝土；

④ 為保證澆筑混凝土過程中，合攏口處于穩定狀態，在兩個懸臂端各加載合攏段混凝土重量一半的配重，并與混凝土澆筑同步卸載。

5.3.5 體系轉換

體系轉換是連續梁施工的一個重要環節。“T”構在懸澆施工時，梁體處于負彎矩受力狀態，體系轉換后梁體處于正負彎矩交替分布受力狀態，體系轉換也就是梁體應力轉換的過程。體系轉換時，依次張拉預應力筋，適時解除臨時固結，使梁體轉換成連續狀態。

體系轉換過程中注意事項：
① 體系轉換影響因素多，涉及技術問題廣，必須組織層層技術交底；
② 詳細記錄合攏和體系轉換全過程中的溫度、氣象等變化情況；
③ 連續預應力筋的張拉順序按照設計進行，對稱實施張拉；
④ 正彎矩鋼束張拉過程中，要有專人觀察記錄鋸齒塊后端梁斷面變化，檢查是否出現裂紋；

⑤ 在解除臨時支座時，注意觀察永久支座的下沉量并作好記錄，以校核體系轉換效果。