连续刚构挂篮施工质量控制与施工监控

连续刚构挂篮施工质量控制与施工监控

摘要：由我部承建的连续刚构下哨大桥（63+100+63）m，现浇段长度为

11.84m，桥址山坡陡峭，结合现场施工情况、图纸以及规范要求，对下哨大桥使

用的三角挂篮从施工质量以及施工监控进行相应控制，利用相关软件对现场实测

数据进行分析，下达相应指令，指导现场施工。避免了后期出现和龙高程、轴线

误差大的问题。

关键词：连续刚构；施工质量；数据分析；施工监测

引言：

作为目前较为普遍的预应力连续梁桥梁结构，近年来工程数量不断增多，挂

篮悬臂浇注逐渐成为主要的施工手段。在本桥施工过程中，除了要制定严格的施

工质量检查标准以外，还要控制好悬臂施工挠度、桥梁线形，加强对挂篮施工、

走行的监测，确保该桥顺利施工。本文将结合下哨大桥悬臂挂篮施工质量控制及

其施工监控进行探讨。

一、工程概况

下哨大桥上部结构为63m+100m+63m变截面预应力混凝土连续钢构，横断面

为单箱单室直腹板箱梁，主梁根部梁高7m，跨中部梁高2.8m，箱梁高度按1.8

次抛物线变化，横断面为单箱单室直腹板箱梁，箱梁顶板宽为16.5m，底板宽度

为8.5m，翼缘悬臂长度4.0m，箱梁顶板设单向2%横坡，底板横桥向为水平，0

号块至8号块腹板厚0.8m，11号块至14号块腹板厚0.6m，9～10号块为过渡段。梁高由7m渐变2.8m，顶板厚度32cm，腹板厚度由80cm渐变至60cm，底板厚度

由110cm渐变至32cm。

下哨大桥总体布置图

二、挂篮工作原理

本桥采用三角挂篮悬浇施工。主要由桁架系统、走行系统、锚固系统、悬吊系统、模板系统、工作平台、其他部件等组成。主桁架为挂篮的主要受力系统，走行系统是通过相应的牵引设备来负责挂篮的移动，牵引设备要保证挂篮移动的流畅以及安全性。模板系统分内模与外模，本项目在挂篮前端安装刚性兜底保证施工人员的安全。挂篮的有效应用使高墩桥梁施工更加灵活，避免重复使用大型起重吊装设备，且挂篮结构不是很复杂，适应能力相对较强，加快了本桥的施工进度，提高了施工质量。

三、挂篮施工质量控制要点

1、挂篮压载

在挂篮安装完成后，为确保挂篮施工的安全，项目部组织相关人员对挂篮的结构安全进行验收，自检合格后报相关单位组织联合验收，联合验收合格后对挂篮进行压载试验。

通过原位堆载的方法进行荷载试验。本项目试验采用混凝土预制块，实验荷载为悬臂浇筑最大节段重量（5#节段）的120%。压载分级进行，分别为10%、50%、100%、120%。压载过程中同步对预埋测点进行观测，并记录加载时间、荷重及位置，为挂篮施工相关计算提供可靠的依据，保证施工安全。

2、主梁悬臂浇注

在施工过程中严格对模板的打磨、钢筋的绑扎、混凝土浇注、预应力管道的安装位置均进行仔细地检查。梁段混凝土采用泵送，两侧对称一次性浇注完成。

混凝土泵送入模后，布料从悬臂前端开始，最后与前端混凝土连接，采用插入式

振捣器进行振捣。

3、边跨现浇段施工

由于下哨大桥横跨两山沟壑之间，地质条件复杂，0#、3#桥台位于陡峭山坡上，边跨现浇段长11.84m，采用钢管柱+贝雷梁的施工工艺进行边跨现浇段施工。施工前对支架同样进行压载试验，满足要求后安装钢筋、预埋件、浇注混凝土。

四、挂篮施工监测

预应力混凝土连续刚构桥施工过程中结构体系将随施工阶段不同而变化，结

构的实际参数与理论值会有差异，现场施工荷载和环境也是不断变化的；由于施

工过程中出现的各种因素，会出现施工过程中结构的内力、位移与设计值有偏差，这种偏差累积到一定程度必须加以调整，成桥后的结构安全状态才能得以保证。

所以施工过程中必须对结构线形及内力进行控制，及时掌握结构实时状态，对现

场施工及控制做出实时调整，防止施工中的误差积累，保证成桥线形与结构安全。本项目采用计算软件为中铁大桥勘察设计院集团研发的SCDS桥梁结构设计系统

以及Midas Civil。

1、施工监控的目的

施工监控对施工质量控制具有极其重要的意义，是保证桥梁建设质量的重要

手段。施工监控是为了确保在施工过程中，桥梁的实际状态偏差处于容许范围内，并且桥梁的实际状态朝着预期的理想状态发展，成桥状态的线形和内力满足设计

要求，桥梁能顺利安全地投入运营，为后期桥梁管养提供原始的结构状态数据。

2、施工监控的意义

施工的目标是设计图纸及相关规范的要求，为了实现施工的目标，可通过施

工监控对施工状态进行实时识别（监测）、调整（纠偏）、预测，使结构施工状

态处于有效地控制之中，确保桥梁安全、顺利的合龙。通过对桥梁施工过程中的

结构受力及变形进行监控，使施工中的结构处于最优状态，并与施工过程结构理

想状态相吻合，不断修正误差，减小误差的累积，最终实现结构成桥理想状态。

施工监控能在保证结构安全的前提下，统筹安排，根据现场情况合理调整施工步骤，优化施工方法，在不影响结构内力和线形的同时，实现多工序交叉作业，减小工期，为桥梁的建设节约成本。

3、施工监测的方法及原理

施工监控是一个超前预告→实时监测→有效识别→及时修正→超前预告的循环过程，是随施工过程逐渐实现的。根据自适应控制原理，施工控制系统主要包括模拟计算、参数识别、数据处理和调整量计算四大基本模块。

图1、自适应控制法基本原理

4、控制的目标与精度

（1）施工监控的目标是确保桥梁在施工中应变、变形与稳定状态在允许范围内，从而确保施工阶段桥梁结构的安全质量以及竣工后桥梁的内力和线形最大限度符合设计目标状态。

1）成桥后主梁的线形平顺，结构内力分布合理，达到设计要求；

2）成桥后主梁线形逼近设计状态；

3）保证精度控制和误差调整的措施对施工工期不产生实质性影响。

（2）施工监控精度

表1、施工过程控制精度

表2、成桥阶段控制精度