桥梁施工之悬臂挂篮施工技术

桥梁施工之悬臂挂篮施工技术

胡旭楠

中铁一局集团第五工程有限公司 陕西宝鸡 721006

摘要：悬臂挂篮浇筑法施工是目前修建大中型跨度桥梁的一种比较有效的施工手段，其施工方法一般为将梁每2-5m分成一个节段，以挂篮为施工机具进行悬臂对称浇筑施工。悬臂挂篮施工方法不受交通、通航、流水、深谷等影响，是大跨度桥梁跨越河流、山谷、交通繁忙线路的最佳方法。本文以某工程大跨度桥梁悬臂挂篮施工为例，对桥梁悬臂挂篮施工技术进行了详细的阐述。

关键词：桥梁施工；悬臂挂篮；施工；技术

1、挂篮选型及组成

挂篮是悬臂施工中的主要设备,按结构形式可分为桁架式(包括平弦无平衡重式、菱形、三角形、引弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和预应力斜拉式)型钢式及混合式4种。根据混凝土悬臂施工工艺要求及设计图纸对挂篮要求,综合比较各种形式挂篮特点、重量、采用钢材类型、施工工艺等菱形挂篮受力非常明确,各构件均为轴向拉、压杆,整体稳定性强,结构简洁、拆装锚固方便,为施工提供了宽阔的作业空间。本工程悬臂连续梁采用菱形挂篮。

1.2挂篮结构检算

图1 挂篮结构组成

挂篮主要由承重系统、底模系统、内外模系统、走行系统、后锚系统组成。

(1)菱形桁架：菱形桁架是挂篮的主要承重结构菱形桁架固定在箱梁腹板位置,桁架数量可根据箱梁的截面特征来确定,一般为两片主桁架,也可有三片或者多片。单个菱形架由5片型钢组成,型钢可为H型钢、双拼槽钢等,同时顶面水平杆和后斜杆之间设平面联结系,将菱形架连成一个整体提高整体刚度。菱形架下设滑道,滑道固定在已浇筑混凝土梁段上。

(2)悬吊系统:有吊杆或吊带、螺旋千斤顶、扁担梁等组成,用于悬挂挂篮的模板系统,调整模板标高。吊杆或吊带分前吊杆(带)和后吊杆(带),前吊杆(带)用于底模平台的前吊点,承受箱梁节段约一半的荷载,后吊杆(带)锚固在已浇筑的箱梁

(3)走行系统:分为菱形架走行系统,底模外模走行系统及内模走行系统三部分。菱形桁架走行系统:菱形桁架前端设滑动点,后部设平衡导向滑轮,固定在箱梁顶面的滑道,向前滑移。

检算内容包括：①菱形组合梁。按最大重量节段荷载对组合梁各杆件进行强度、刚度及稳定性检算。②上下横梁、吊杆、导梁、滑道、压紧器、前支腿、后锚、底纵梁进行强度和刚度检算。③各连接螺栓、连接板、焊缝进行强度检算。

（4）操作平台防护系统：由前上横梁平台、前下横梁平台、后下横梁平台、底篮侧面平台、主桁通道及主桁架爬梯等组成。主要为挂篮施工时人工操作的作业平台。

2、桥梁悬臂挂篮施工技术

挂篮悬浇施工主要包括：挂篮安装、挂篮前移、挂篮调整及锚固、钢筋及孔道安装、混凝土浇筑及养护、预应力施加、孔道压浆等工序循环进行。由于大跨桥梁位于海域，支架搭设费用高，为尽量缩短过渡墩附近支架现浇梁段的长度，降低支架施工费用，主梁边跨悬臂浇筑节段比中跨多一个，主梁采用先对称悬臂浇筑边、中跨梁段—合龙中跨—再悬臂浇筑1个边跨梁段—合龙边跨—拆除临时固结的施工顺序。

2.1 0#块支架设计

该桥0#块拟在中墩承台上搭设落地式钢管桩支架，在箱梁底板区域单向采用两排共6根钢管桩，外排钢管桩采用φ1000×10mm钢管，内灌C40砼；内排钢管桩采用φ630×8mm钢管，横桥向间距305cm，顺桥向间距200cm。在箱梁翼缘板区域单侧采用一排共3根钢管桩，钢管桩采用φ630×8mm钢管，顺桥向间距400cm。钢管之间采用平联连接，平联采用20槽钢，斜撑采用I45a工字钢，底板区域横梁采用59H钢，翼缘板区域横梁采用59H钢，纵向分配梁采用I25a型钢，横向分配梁间距底板为50cm，腹板30cm。钢管下端与承台预埋钢板连接，钢管与预埋钢板采用满焊连接，钢管桩壁的外侧表面沿轴向焊接多道加劲钢板加强连接，加劲板沿圆周方向等间距设置。该支架所有角焊缝焊脚高度均为8mm。施工前对支架进行预压，预压重量不少于箱梁恒载的120%。

2.2挂篮荷载试验

（1）载重试验目的：验证挂篮的可靠性，消除其非弹性变形，测出挂篮在不同荷载作用下的实际变形量，以便在挠度控制中修正立模高程等。

（2）变形观测

在挂篮横梁、后锚、菱形组合梁后部设置观测点。在每级加载或卸载的时候及时进行观测。在加载过程中应注意检查挂篮各个部位,如发现异常现象应立即停止加载,进行处理。

2.3临时固结支撑系统

由于墩梁是铰接支座，为抵抗悬臂浇筑施工中的不平衡倾覆力矩，需要对悬臂浇筑箱梁进行临时固结。采用临时钢管和临时垫石固结支撑结构。在距墩身外4m处箱梁底与承台间每侧增设3根Φ1000×10mm临时钢管立柱，内填C40砼，承担T构倾覆的压力。每根钢管立柱与承台（箱梁）用6根Φ32精轧螺纹钢锚固作为安全储备，每根精轧螺纹钢张拉100kN的预拉力。

2.4挂篮拼装

挂篮在工地加工制作,用汽车运输到施工墩位处挂篮拼装采用25t吊车提吊拼装,等1号梁段施工完毕并张拉预应力索后开始拼装。挂篮安装顺序为:将滑道放在己定位置上,并用压紧器将其固定,以防倾覆→用吊车安装梁,立柱菱形桁架底梁锚固在滑道上)及立柱平联→安装前上横梁于主梁端头,并安装平联与主梁连接→用吊车先后吊装前下横梁、后下横梁,并安装吊杆→安装纵梁,侧模及支架。

2.5挂篮滑移

（1）脱模

同步下放底篮后吊杆，使底篮脱离箱梁底 10-15cm，再同步下放前吊杆，使前后下横梁顶面保持水平。脱落模时，应注意先松后吊杆，再松前吊杆，否则短吊杆容易出现无法卸脱。底篮脱离底板，调整好两下横梁高度后，前后下横梁放置水平、两横梁高差不大于5cm。挂篮底篮前端挂在前上横梁上，后端通过两外侧的吊杆挂在主桁的平联上或通过吊杆受力转换到滑梁上。同理下放外滑梁前后端吊杆10-15cm。内模同样下放10-15cm。这样挂篮的模板系统与梁体就完全脱离。

（2）轨道安装

挂篮首次行走或轨道设计为前后倒换使用的，只需准确测放出挂篮前移轨道位置，按设计图纸铺设或倒换轨道垫梁和轨道，轨道需接长的，利用螺栓和两块连接板把两根轨道连成一整体、严禁使用电焊焊接接长轨道。利用箱梁的竖向精扎螺纹钢、通过轨道压梁锚固轨道，完成轨道安装。轨道应严格按照设计要求进行安装并保证顶面水平。

（3）行走吊杆安装及保险设置

平联桁架两侧各安装1根吊杆吊住后下横梁，平联两侧上的吊杆垫梁应临时点焊在平联桁架下平杆或上平杆上，然后再拆除锚在箱梁上的其它后下横梁上的吊杆，拆除时如遇砼堵塞吊杆孔道，切割吊杆时应保证其它吊杆全部受力后再进行，以免吊杆受力不均引起安全事故。底篮后下横梁同时用钢丝绳、10t葫芦悬挂在侧模上的滑动导梁上加以保护。

（4）滑梁吊架行走前转换

各滑梁上后端的滚动吊架和承重吊架进行转换。先在箱梁上打紧滚动吊架吊杆，使滑梁后端的两种吊架同时受力，松开承受吊架吊杆，此时滚动吊架受力，承重吊架悬空在内外滑梁上完全不受力，注意承重吊架不拆除，在行走过程中作保险之用。拆除翼板下外侧导梁后端的吊具并把导梁临时固定在外模上。

（5）后锚拆除

在后锚压梁上利用32t螺旋千斤顶缓慢放松主桁后锚杆，使反扣轮扣住轨道，检查各反扣轮与轨道是否接触紧密，反扣轮完全受力后，收回千斤顶，松开后锚杆，在外滑梁后端平台及箱内拆除后锚杆。在松开后锚前，应确认反扣轮前后的轨道压梁锚固牢靠。

（6）行走装置安装

挂篮行走前，在前支座后安装顶推垫梁，将随挂篮配置的顶推油缸前端销接在顶推垫梁上，后端与顶推卡扣销接，并将顶推油缸与油泵连接。

（7）挂篮行走

在挂篮行走前，需再次确认行走吊杆是否锚固牢靠，各项保险是否安装齐备。行走前在轨道上从前支座处开始使用石笔每10cm 画一标记。挂篮行走时，需保持主桁架同步向前行进，各片主桁前后行进位置偏差最大不得大于10cm。挂篮行走过程中，应派人巡视是否有模板吊杆与砼或钢筋有刮碰现象。主桁前移到位后，检查后下横梁箱室内预留孔、后锚预留孔是否与横梁吊具、后锚节点箱对齐。之后对挂篮后锚点进行锚固。安装底篮后吊杆、翼板吊杆，放松行走后吊杆，调整模板位置及标高。第一次挂篮行走到位。如此循环施工，直到完成全部悬臂梁段施工。

3、结束语

悬臂浇筑法适用于大跨径的预应力混凝土臂梁桥、连续梁桥、T型刚构桥、连续刚构桥等结构，适用性墙，操作方便，质量、安全和工期均有保证。

参考文献：

[1]悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用分析[J].徐亚芳.四川水泥.2021,(02)

[2]特大桥连续梁悬臂挂篮施工技术要点[J]. 李点点.科技创新与应用.2012(20)