【摘 要】 悬壁浇筑变截面预应力混凝土连续箱梁是近年来常用的大跨径桥梁上部结构形式。在实际施工过程，稍不留心，往往会出现一些质量安全问题，影响该结构的正常使用或发生质量安全事故。本人结合在南京沿江工业开发区园东西路西延工程马汊河大桥的监理实践，总结了后张法悬臂浇筑变截面预应力混凝土箱梁在0#块施工、挂篮施工、块件连接、预应力张拉、压浆、混凝土施工、合拢等方面的控制要点。
【关键词】 支架；临时固结；挂篮；张拉；压浆；混凝土；合拢；监控
预应力混凝土连续箱梁是一种常用的桥梁上部结构体系，它具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、养护简易、抗震能力强等优点，因而是连续体系桥梁常用的截面形式。挂蓝悬浇施工过程共分为四个阶段：墩顶梁段（０＃块）施工，０＃块两侧挂蓝悬浇节段施工，边跨支架现浇梁段施工，主梁跨中合拢段施工。每个悬浇节段按施工的顺序又分为：挂蓝安装施工，模板施工，钢筋、预应力筋的制作安装施工，混凝土施工，预应力施工，孔道压浆施工。现把四个阶段的施工过程及控制要点逐一介绍。
1 ０＃块施工
在０＃块时往往不能形成标准状态的挂篮，故０＃块常采用支架法或托架法施工。支架或托架可使用钢管柱、腕扣式支架、桁架式支架。０＃块支架施工前承包人必须编制专项施工方案，方案须结合工程的实际情况，并验算支架的强度，刚度和稳定性。监理工程师要对支架的方案和支架的强度、刚度和稳定性验算进行审核，必要时须进行专家论证，确保支架安全可靠。
临时固结。由于不对称施工荷载的存在，箱梁在悬臂施工阶段不可避免的会在墩中心产生不平衡的力矩，为抵抗不平衡力矩，防止箱梁倾覆，需要采取一定的技术措施，目前通用的做法是采用墩梁固结和体外支撑。墩梁固结常用方法为设置临时支座，墩梁间的连接筋通过临时支座，可以采用普通的ＨＲＢ３３５钢筋直接锚固于墩、梁内，也可采用精轧螺纹预应力筋一端锚固于墩柱体内，一端在箱梁体内（外）张拉锚固。体外支撑实际上是一种加长抵抗力臂的做法，在设计０＃支架时，将体外管、柱考虑到支架体系中，在现浇完成０＃块后拆除其它支架，保留临时支撑部分，支撑一般设置在０＃块边缘位置，以获得较大的抵抗力臂，材料一般采用钢管柱或钢筋混凝土柱，支撑柱的上下端分别与梁体和承台有效连接。在实际施工中往往采用墩梁固结和体外支撑相结合的方法。
０＃块施工中须注意以下几点：①０＃块施工前须进行支架预压、确定合适的支架预拱度；②注意安装检查和挂蓝相关的吊孔预埋件、锚固预埋件以及进行线性控制测量的标高观测等；③注意检查预应力管道的定位情况，以及把０＃块位置的横向预应力和竖向预应力压浆排气管按安装顺序编号；④０＃块混凝土若能全断面一次灌注最好，否则应按以下顺序灌注。二次灌注：第一次由底板至腹板下承托；第二次为剩余部分；⑤在浇注过程中要注意浇注的顺序，检查倒角部位的密实情况，加强锚下混凝土的振捣，及时的对预留孔道进行贯通测试，将顶板以及腹板的纵向预留孔道穿插衬管防护，并及时抽拔；⑥０＃块中横梁混凝土方量较大属大体积混凝土施工，应采取预埋冷凝管等降低混凝土内外温差的措施；⑦挂篮行走轨道所使用的精轧螺纹钢筋要保证在一条线上，确保后锚准确。
2 挂篮拼装及行走
挂篮是悬臂浇筑施工方法的主要机具。多孔跨连续箱梁跨越如河流、公路、铁路、峡谷地形等障碍时，一般会采用悬臂浇筑施工技术，其施工特点是无须建立落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备是一对能行走的挂篮——移动式悬臂支架，绑扎钢筋、立模、浇注混凝土等作业都在挂篮上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一个节段，进行下一对梁段的施工，如此循序渐进，直至悬臂梁段浇注完成。
挂篮结构相差较大，各类多，目前没有专门的挂篮设备管理规定，多为施工单位自行研制，应在挂篮的设计、加工、验收、荷载试验、安全评审、操作指南、交底、现场实施等方面加强环节控制。
挂篮在施工过程中向已浇节段传递了较大的施工荷 载，挂篮的自重、对已浇段的作用力、挂篮的刚度等情况对设计和监控有重大影响，应加以充分考虑。
马汊河大桥主跨为６５＋１００＋６５ｍ，采用菱形挂篮施工。在施工中除应严格遵守设计、规范及常规施工要求外，还应做到以下几点，确保施工质量和安全：①使用的机具设备（如千斤顶、手拉葫芦、钢丝绳、压浆机、各种压力表等），除应从正规厂家购买合格产品外，还应在进场后进行专项检查，不符合规定的严禁使用；② 挂篮行走和浇筑混凝土时，其稳定系数最低不得小于１．５；③挂篮拼装完成后，要进行全面检查，并做加载试验，加载过程应分级加载，最大荷载等于最大梁段重量的１．２倍。准确测量出挂篮变形量提供给监测单位以计算悬浇段预拱度；④用于挂篮后锚的精轧螺纹钢预埋位置必须保证准确，应设专人进行检查，确保连接后后锚扁担梁垂直作用于挂篮后锚；⑤挂篮拼装及悬臂组装中，危险性较大，各临空面应设置安全网，满铺脚手板，设置临时护栏，同时操作人员必须按规定佩戴安全防护用品；⑥挂篮在安装、行走及使用中，应严格控制荷载，防止过大的冲击、振动；⑦挂篮所用精轧螺纹钢和连接器最好选用同一厂家产品；在使用过程中，根据连接器长度在待两根连接的精轧螺纹钢上做明显标识，保证各处连接器两端的精轧螺纹钢对称均匀布置，不可一端插入过多而另一端过少；⑧挂篮轨道要做好横向连接且各焊缝位置要加焊钢板保证其整体性；轨道铺设应平整、顺直，不得偏移且锚固牢固，在挂篮行走过程中设专人随时注意观察其稳定性，发现问题及时处理。⑨挂篮两侧前移要对称平衡进行，大风、雷雨天气不得移动挂篮；挂篮移动中应设观察哨进行监护，随时监测各位置移动状态；挂篮移动到位以后要检查前后锚点、吊带、各锚固是否到位；并设限位装置（特别是纵坡较大桥梁的下坡端；⑩挂篮使用过程中，应经常检查后锚固筋、千斤顶、手拉葫芦、张拉平台等是否完好可靠； 在底模移动前，应先将上横梁上吊带（或精轧螺纹钢）与底模下横梁连接 好，确认安全后，方可前移； 挂篮行走时，要缓慢进行，速度应控制在０．１米／分钟以内。挂篮后部，各设一组防溜绳，以保安全； 挂篮移动过程中，后锚点切忌全部松开，应该随着挂篮的前移逐步向前滚移，始终保持足够的安全系数。
3 悬臂块件连接
悬臂施工各块件之间连接主要依靠：钢筋搭接、混凝土凿毛、纵向预应力。在块件施工程序上必须保证前一块件混凝土达到设计强度并进行纵向预应力张拉、压浆后，才能拆底模、挂篮前移。为保证块件连接质量，须注意以下几点：①锚下、齿板等钢筋有集中荷载处的螺旋筋、网片筋，不得漏放、少放，钢筋品种、规格、直径应正确。②具有双层配筋的顶、腹板和底板，应设置撑筋和拉钩。变截面拉钩下料应准确，拉钩应钩住两层主筋，最好根据现场实际尺寸，临时下料，拉钩筋应固定牢靠、数量足够。③悬浇块段伸出的连接钢筋长度、焊接质量应符合要求，焊缝应错开。④当普通钢筋与预应力管道交叉时，普通钢筋应避让预应力管道，但不得切断。⑤人孔、混凝土下料部位等必须切断钢筋时，应在混凝土浇筑结束前将割断的钢筋联好。⑥预留孔洞的位置应正确、固定可靠，不得漏埋，孔洞周边箍筋加固符合设计要求。⑦各节段间施工缝必须严格按要求处理，断面处需将表面浮浆全部凿除并在混凝土浇捣前的要求时间内刷水泥净浆处理。
4 预应力张拉、压浆
预应力张拉是悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥的重要工序，利用预应力张拉，可以消除不利弯矩，使得桥梁结构处于较好的受压应力状态。压浆是保证预应力张拉效果的重要方法，可大大提高桥梁施工的耐久性。预应力混凝土箱梁目前普遍采用纵向、竖向、横向三向全预应力进行设计。准确的建立预应力极为重要。但是实际施工中常各种原因造成预应力不足、梁体产生裂缝、支座破坏等问题，因此施工过程中必须严格控制影响预应力施工质量的关键因素，主要如下：①预应力钢筋管道位置必须按所给管道坐标精确定位，保证管道平顺、定位钢筋必须数量足够、绑扎牢固。②安装锚垫板，锚垫板应垂直于孔道中心线，锚垫板上的压浆孔应采取措施防止水泥浆填塞堵死。③安装预应力筋，预应力筋可在砼浇筑之前或之后穿入孔道。穿入孔道后的预应力筋应保证在压浆前不生锈，在孔道内能自由滑动，在电焊施工过程中不受伤害，一般在砼浇筑之前穿预应力筋难以保证以上要求，因此要求在砼浇筑后穿预应力筋。为保证管道畅通，应在浇筑前穿入衬管。④预应力钢绞线穿入应制作“穿线器”，同时每50cm左右用扎丝进行绑扎固定，防止穿入过程中钢绞线互相缠绕；⑤千斤顶和油压表要配套使用并定期检验，严禁超期使用和不同编号千斤顶和油压表混用。⑥砼强度达到设计要求的强度及龄期达到设计要求后即可穿预应力筋张拉，设计未规定时不得低于设计强度的75% 。张拉前审查施工单位的张拉方案，包括张拉力，油表控制读数，张拉顺序，张拉程序，理论伸长值计算等。⑦张拉顺序和程序，应按设计要求进行，如设计未规定可按规范规定要求执行。张拉顺序一般为先张拉纵向、再竖向、后横向。⑧预应力筋的张拉控制应力必须符合设计规定。当断丝或滑丝数不超过规范值时，可采用超张拉方式补足应力，若超过规范值必须卸锚，更换钢束。⑨张拉控制力达到稳定后方可锚固。锚具应采用封端混凝土保护，锚固后的预应力筋外露长度不宜小于3cm，严禁使用电弧焊切割。⑩为保证预应力孔道压浆质量，悬臂浇筑箱梁孔道压浆设计宜采用真空压浆工艺。 压浆要及时进行，需在预应力张拉后24小时内完成。因为停顿时间过长，易出现夹片滑移，预应力滑丝而引起有效预应力的损失。否则，应采取措施确保力筋不出现锈蚀。 检查水泥浆的配合比、稠度等各项技术指标，符合规范要求才准予注入管道。 观察压浆时的压力，直至排出纯浆并稳定后封闭排浆端，继续对管道加压，压力控制在0.5mpa，持荷2min之后封闭。 做好详细的记录并制取压浆水泥浆试块。 梁板压浆结束后如需要封闭锚端，应先将锚具周围冲洗干净并对梁端砼凿毛。然后设置钢筋网浇筑封锚砼。封锚砼的强度应符合设计要求。
5 悬臂块件混凝土浇筑
悬臂浇筑混凝土前，确保挂篮后锚点牢固地锚固在已张拉完成的梁段上，桥墩两侧悬臂浇筑混凝土施工应对称、平衡，浇筑顺序应符合设计和规范要求。①为了能正确合理地控制梁体挠度，在每梁段前端底板横向布设三个测点。实际施工中，及时观测挂篮走行前、挂篮走行后、浇筑前、浇筑后、张拉前、张拉后6个时态的挠度变化，将实测值及时反馈给监测单位进行分析，以便调整计算参数，推算下一个梁段的变形预留量。严格按监控单位立模报告进行高程控制；②浇筑混凝土前，应确认挂篮桁架后端后锚点牢固锚固在已张拉完成的梁段上，且确认后锚点锚固用精轧螺纹钢已经张拉，待检查无误后方可进行混凝土施工；③混凝土浇筑一定要对称均匀对称进行，两侧混凝土最大不平衡重量不大于设计要求，一般为本梁段混凝土重量的30%或20T；④箱梁混凝土浇筑宜采用水平分层、纵向分段、斜向拉茬的方法。浇筑顺序一般为，纵向：从悬臂前端开始，最后与前段混凝土连接；竖向：底板-腹板-顶板；横向：翼缘板-顶板。⑤混凝土浇筑过程中，预应力管道必须安装衬管，同时尽量减少振捣过程中振捣棒与预埋管道的接触，防止预应力管道损坏造成混凝土浆液流入以致阻塞管道；⑥混凝土浇筑宜连续进行，因故中断间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间；⑦严格控制混凝土的碎石粒径和拌和时间，对锚垫板、齿板等钢筋密集处混凝土应加强振捣，以避免锚垫板下混凝土不密实，而影响预应力施加；⑧浇筑合拢段混凝土时，随混凝土浇筑进程，逐步撤出配重，配重重量的撤出应与混凝土浇筑速度保持一致；⑨梁段混凝土达到设计要求的强度后，方可进行预应力筋的张拉、压浆；⑩箱梁混凝土接触面的凿毛工作，要有安全防护设施，所用手锤柄应牢固；作业人员应正确佩戴安全防护用品，且工人之间应保持安全距离； 在每次混凝土浇筑前和浇筑后对挂篮各处型钢焊缝及杆件进行定期检查，浇筑过程中也应该安排专人进行巡视，发现问题及时进行处理，保证施工安全和质量。
6 边跨现浇段
边跨现浇段一般采用支架法施工，在支架上进行模板、钢筋、预应力、混凝土施工。为保证边跨合拢时间，连跨现浇段施工可在悬臂浇筑的后期同时进行。①认真进行支架的设计的复核验算工作，保证其强度、刚度、稳定性、弹性及非弹性变形等满足要求；②认真进行地基承载验算和基础设计的验算工作，控制其承受荷载后的沉降变形满足要求；③现浇段的的浇筑在逐步向合龙段靠拢的过程中，密切观测现浇梁段的标高及其调整情况、轴线偏移情况，使合龙高差、横向偏位在允许误差内；④混凝土浇筑前检查支架与梁底之间的相对滑动措施，保证边跨合龙时现浇段能随原浇筑“T”构自由伸缩，避免混凝土拉力过大。
7 合拢段施工和体系转换
合拢施工的两大要素是低温灌注+劲性骨架，即选择在一天中的低温、变化较小时进行混凝土施工，保证混凝土处于温度升高状态、在受压的情况下达到终凝，避免受拉开裂，同时在合拢段两端设置劲性骨架使合拢前两悬臂端临时连接，保持相对固定，以防止合拢混凝土在达到强度前受拉开裂。合拢是以平衡灌注为原则，浇注过程中必须在各悬臂端设置与混凝土重量相等的配重，以保证T构的平衡。一般的合拢顺序为先合拢边跨，而后落架、拆除墩梁固结，合拢中跨，完成体系转换，形成连续梁。
合拢施工中的控制要点：①掌握合拢期间的气温预报情况，测试分析气温变化规律，以确定合拢时间并为选择合拢锁定方式提供依据。②根据结构情况及梁温的可能变化情况，选定适宜的合拢方式并作力学建算。③选择日气温较低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注合拢段混凝土。④合拢口的锁定，应迅速、对称地进行，先将外刚性支撑一段与梁端预埋件焊接（或栓接），而后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接，临时预应力束也应随之快速张拉。在合拢口锁定后，立即释放一侧的固结约束，使梁一端在合拢口锁定的连接下能沿支座左右伸缩。⑤合拢口混凝土宜比梁体提高一级，并要求早强，最好采用微膨胀混凝土，并须作特殊配比设计，浇注时应认真振捣和养护。⑥为保证浇筑混凝土过程中，合拢口始终处于稳定状态，在浇注之前各悬臂端加与混凝土重量相等的配重，加、卸载均因对称梁轴线进行。⑦混凝土达到设计要求的强度后，先部分张拉预应力钢索，然后解除劲性骨架，最后按设计要求张拉全桥剩余预应力束，当利用永久束时，只需按设计顺序将其补拉至设计张拉力即可。⑧临时束的张拉力一般宜在0.45-0.5Rjy，以防在合拢过程中预应力束过载报废而需要重新更换新束。⑨边跨合拢后须拆除临时支座和墩梁固结措施，使中跨处于单悬臂状态。⑩中跨合拢混凝土达张拉后、压浆、封锚后，拆除挂蓝及模板，解除体外支撑临时固结，完成体系转换，梁体形成连续结构。 在体外支撑临时固结落架前应测量各节段的高程，在落架过程中须注意各节段的高程变化，如有异常情况应立即停止，以确保安全。 梁跨体系转换时，支座反力的应以高程为主，反力作为校核。
8 监控测量
施工监控就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。
桥梁施工控制的目的就是确保施工过程中结构的可靠度和安全性，保证桥梁成桥桥面线形及受力状态符合设计要求。
监控的内容包括变形控制和应力监测。变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段更为精确的施工做好准备工作。应力监测则是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合拢时间的控制，使其不致过大而偏于不安全，甚至在施工过程中造成主梁破坏。监控应注意以下几点：①梁体高程、线形、挠度的监控必须编制测量监控计划，与整个施工过程配合。②根据现场情况可以委托专业监控单位进行监控，也可以要求承包单位设置独立的现场监控体系，由专业测量工程师对梁体高程、挠度和平面位置等进行监控测量。③施工时应对支架的变形，节点位移和支架基础的沉陷进行观察，如发现超过允许值的变形、变位应及时采取措施予以加固。④挂篮桁架行走前要测定已完梁断梁体的标高，并定出箱量的中轴线。当解除挂篮的后锚固后，挂篮沿箱量中轴线对称向前推进，每前进一段做一次同步观测，防止挂篮扭曲。⑤实际监控梁体的变形，将梁实际标高与经设计单位根据挂篮实际重量计算的各节段梁体标高曲线对比，允许偏差为±10mm。⑥在预应力箱梁浇筑前要在箱梁内预埋观测点观测悬臂浇筑混凝土前后梁体轴线，标高变化及张拉前后的标高变化，误差应在允许范围内，高程±10mm，中线5mm。⑦预应力张拉中，要用高程监控梁体上拱度的变化，张拉时主梁弹性上拱值与计算值之间按±15%控制，张拉完毕后及时压浆和封锚。⑧如委托监控单位的，应及时、准确地为监测单位提供相关资料，并利用监测单位提供的监测成果指导施工；⑨定期进行桥梁控制网复测，加强桥梁施工测量工作，确保结构尺寸和位置正确。适时将桥梁实际线形和设计理论线形进行比较，如有问题及时找相关部门进行分析、调整，确保主梁顺利合拢。
虽然悬臂挂篮浇筑预应力混凝土箱梁目前已是一种比较成熟的工艺，但在0#支架及临时固结方案选择、挂篮施工、块件连接、预应力张拉、压浆、悬臂混凝土施工、合拢段施工、监控测量等方面稍有不慎仍会出现质量安全问题。在施工中，只要我们加强管理，科学施工，严格遵守技术规范并注意上述质量安全控制要点，就可以避免大部分质量安全隐患。
参考文献
1 公路桥涵施工技术规范.JTG/T F50-2011
2 城市桥梁工程施工与质量验收规范.CJJ2-2008
3 向中富等.新编桥梁施工工程师手册