深圳市市政工程总公司
摘要：某桥梁主梁为预应力混凝土箱梁，主梁0#梁段采用支架法进行现浇，其余梁段施工采用大型前支点挂篮悬臂浇筑法进行施工，在施工前对挂篮结构的可靠性进行验证。通过应力变指标，表明结构安全，实际受力符合设计要求。
关键词：桥梁；挂篮设计；预压施工
一、工程概况
桥梁全宽28.0m，划分多个梁段，其中塔区梁段共4×1个。边跨密索区梁段长6.0m，主梁采用单箱四室箱型断面，主梁中心高3.2m。除塔梁位置26m主梁0#块及边跨合龙段采用支架现浇施工，其余梁段均采用前支点挂篮悬浇施工工艺，主梁悬臂段浇筑最重荷载为1号块施工荷载为754t，标准节段施工荷载为590t，所以挂篮设计承载力按1#梁段的荷载值来考虑。挂篮由承载平台、张拉系统、行走系统、定位系统、锚固系统、模板系统、操作平台及预埋件系统组成。挂篮总装效果见图1。
图2挂篮承载平台结构图
二、挂篮预压方法
（一）挂篮预压遵循的原则
（1）利用现场现有资源作为预压材料（主梁施工钢筋及整体水箱压载）。
（2）主跨、边跨两副挂篮同时对称加载，选取挂篮悬臂段施工最大节段荷载1号块为预压对象，考虑主梁其它节段最大混凝土荷载比1号块混凝土荷载小128t，故1号块预压按照1.08倍加载，预压荷载为754t（已考虑1号块斜拉索锚块及齿块混凝土）。
（3）根据箱梁截面形式及挂篮结构综合考虑，预压荷载分布为三块：斜腹板区域（钢筋压载）、横隔板区域（钢筋压载）、底板区域（整体水箱压载）。经过与挂篮设计单位沟通，挂篮压载荷载采用均布荷载分布形式布置，见图3预压区域划分。
（4）为达到挂篮预压效果及结果准确性，挂篮预压时在挂篮主要受力构件位置布置应力观测点（请有资质的检测单位进行检测）和沉降观测点，检测挂篮结构，应力观测布置见后续图。
（二）挂篮预压监控工况划分
挂篮预压过程中所需要监控测量的各个工况划分如下：（1）初值，试压之前空挂篮状态，安装应变计，并测量初值；（2）斜拉索第一次张拉至130t、120t、120t、110t；（3）50%试压荷载；（4）斜拉索第二次张拉至270t、270t、250t、250t；（5）标准梁段100%荷载；（6）100%试压荷载；（7）108%试压荷载；（8）100%试压荷载；（9）100%标准梁段试压荷载；（10）50%试压荷载；（11）斜拉索卸载至50%荷载时的张拉力166t、156t、156t、146t；（12）卸除全部试压荷载；（13）卸除斜拉索张拉力至一张力。
图3主梁0号块预压区域示意图及现场实物图
（三）挂篮预压工艺流程
挂篮预压分级加载重量见表1，预压工艺流程见图4。
图4挂篮预压工艺流程图
表1挂篮预压分级加载重量表
（四）挂篮预压重量及加载过程
斜拉索一张完成，压载限位钢筋及预压模板安装完成，对观测点部位进行一张后观测点观测，采集一张后应力数据并记录，分别对主跨及边跨挂篮横隔板加载32.6t钢筋、单个斜腹板加载63.5t钢筋及底板位置加载173t水，使悬臂段挂篮受力达到1号块混凝土荷载设计值的50%，因挂篮加载位置分为三块，为保证加载过程中单侧挂篮偏载受力不超过10t，对斜腹板及横隔板位置钢筋加载控制按照底板位置水量进行控制，尽量保证预压工况模拟实际浇注混凝土时工况，使挂篮受力达到合理状态。
预压达到50%后，需要对应力及沉降观测点进行观测并记录数据，对比设计计算工况主要受力构件产生的变形及应力，复核要求后对斜拉索进行二张，并观测应力及沉降，二张完成数据收集齐全后对加载部位按照100%荷载进行加载，过程控制同50%加载控制要求一致，预压荷载达到100%及108%后都需要测量观测沉降及应力，108%荷载预压完成观测数据达到稳定值后开始对称同步卸载，预压过程中荷载分布见图5～图8。
图8挂篮预压加载平面图
卸载时与预压过程基本一致，底板区域水卸载利用水泵将水抽至主塔底部排水沟处，加载钢筋利用塔吊调离堆放至主梁0号块位置摆放整齐，卸载至50%后斜拉索索力在塔端进行释放至一张索力，并观测沉降及应力后再卸载至0荷载状态。
（五）挂篮预压监测点布置
（1）应变观测点
考虑到挂篮结构形式及现场观测条件，在挂篮沉降观测布置点选择时，只考虑挂篮主纵梁及前横梁位置沉降观测，挂篮单侧主纵梁布置三个观测点，主纵梁观测点布置在斜拉索张拉垫块、0#块梁端及斜拉索张拉垫块与0#块梁端间距中心位置；前、后横梁位置各布置3个观测点，中横梁设置2个观测点。为保证前横梁观测点与预压钢筋不发生冲突，前横梁位置观测点布置在靠水箱模板侧工25背带处的挂篮底模位置，中横梁观测点设置在纵桥向模板背带处，后横梁观测点设置在靠0#块模板工25背带处。具体观测点布置见图9。
图9挂篮应变观测点布置
考虑预压过程中0#块可能会发生沉降，另需对0#块已预埋的10个（单侧5个）沉降观测点进行观测。
（2）应力观测点
承载平台的主要受力构件为主纵梁、前横梁、中横梁和后横梁，应力监测相应地针对这4个构件进行，对于主纵梁应变测点布置在主纵梁上、下表面靠近前锚点的位置，2根主纵梁共布置4个应变计。对于中、前横梁，应变测点布置在横梁跨中位置，上、下表面均进行布置，中、前横梁共布置4个应变计。对于后横梁，应变测点布置在三组锚杆附近，上、下表面均进行布置，后横梁共布置6个应变计，单个挂篮整个承载平台共布置14个应变计。主纵梁、前横梁、中横梁、后横梁的应变测点布置分别如图10所示。
图10挂篮应力观测点布置（主纵梁、前中后横梁）
三、挂篮预压结果分析
（一）整个预压过程中挂篮各承重构件均未出现较大的形变，锚固系统锚杆组无明显形变，止推机构、中支点垫块以及斜拉索滑块等重要受力位置均未出现明显的形变，所以挂篮结构安全可靠。
（二）预压卸载完成之后对比预压加载前的标高值发现变化不大，均在5mm以内，说明挂篮各传力构件间联系较好，非弹性变形量较小，该变形量通过预压已经消除，不会影响主梁正常的施工。
（三）通过对比各工况下各构件的标高变化情况，发现在预压过程中最大的构件弹性变形量出现在前横梁的跨中部位，所处工况为加载至108%的预压荷载，最大弹性变形量约为25mm，这与计算书中的理论扰度值23．39基本吻合，说明挂篮实际受力情况与设计状态较为吻合。
（四）通过对预压过程中各构件在各工况下的应力的测试，发现在整个预压过程中，挂篮各构件的最大应力出现在108%的预压荷载时，应力点位于前横梁的跨中位置，最大应力值为133.56MPa，这与计算书中该工况下的前横梁跨中的应力值131.1MPa非常吻合，说明挂篮的实际受力情况与设计状态非常吻合。
（五）通过挂篮实际标高与监控指令要求的标高相对比发现，索力和挂篮底模线性标高基本相吻合，其中有一边挂篮底模的实际变化值略大（比监控指令大14mm），后检查发现该边后锚点没有完全锚紧。
（六）主要变形构件的预拱度=加载至100%标准梁段荷载标高值－（卸除全部荷载后标高值一张完成后标高值）。其中主要变形构件为挂篮前端斜腹板底模区域及挂篮前端底模区域，通过计算分别应设置15mm的预拱度。
参考文献
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