桥梁施工中挂篮悬臂浇筑施工技术的应用研究

桥梁施工中挂篮悬臂浇筑施工技术的应用研究

冯绍彬

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摘要：悬臂浇筑在桥梁施工中是一种较成熟的技术，相比常规满堂支架施工方法，其技术简单，经济效益高，更适合在狭小的施工场地施工。为了保证桥梁结构施工质量，提高桥梁使用寿命，在桥梁施工过程中需要对施工技术进行合理应用。悬臂挂篮作为一种常用的施工技术，在实际工程中的应用十分广泛。本文介绍了挂篮的类别与优缺点，提出了悬臂挂篮施工技术的内容与控制方法，并提出了相应的质量控制措施，得出挂篮施工技术能够提高桥梁的稳定性和质量，是一种适用范围广、工作效率高的技术的结论。

关键词：桥梁施工；挂篮悬臂；浇筑技术

中图分类号：U416    文献标识码：A

引言

挂篮悬臂浇筑技术可用于桥梁工程中对上部横跨结构框架进行施工，应用该技术需要在桥墩的顺桥方向两侧各设一个用于支撑的工作平台，利用专用施工设备对称地逐节逐段浇筑混凝土梁柱，同时调整悬臂施加于桥梁的预应力。一般情况下，桥梁施工中应用挂篮悬臂浇筑技术需要先将桥梁结构分为2m-5m规格不一的节段，利用挂篮构建作业平台，从而借助挂篮悬臂浇筑的方式对桥梁工程整体进行建设。

1 悬臂挂篮概述

在对桥梁进行施工时，由于悬臂挂篮技术具有无需使用大型吊机、操作难度较小以及结构轻巧等特点，应用较为广泛。在悬臂挂篮作业时，施工单位应以实际情况为依据，对挂篮进行设计，确保其承重性以及稳定性满足要求。在使用该技术进行施工时，施工单位应先对一段桥梁进行混凝土浇筑施工，随后再对其实施预应力固定铺设作业，并将挂篮向前移动，使其到达相应位置，在挂篮移动时，施工单位应对其重量进行控制，最后，再对其他工序进行施工。该种作业方式可以在保障施工质量的前提下，使施工效率进一步提高。挂篮悬臂施工技术主要通过借助轻便结构、灵活操作的挂篮设施，实现混凝土浇筑施工，作业过程无需借助大型起重设备，提高了操作便捷性。在桥梁混凝土实际浇筑过程中，可利用桥墩两端设立的两个独立操作作业平台，实施分段悬臂操作。操作平台应达到施工设计刚性和强度要求，满足工程承重要求。每完成一段悬臂浇筑作业，灵活操作悬臂挂篮，可实现悬臂挂篮移动至下一施工区段实施浇筑作业，有效保证了施工进度。挂篮悬臂技术类别较多，国内主要采用三角挂篮技术及菱形挂篮技术，通过应用挂篮悬臂技术即可有效提升桥梁的施工效率。在国内的一些大型跨径市政桥梁工程中，常使用挂篮悬臂浇筑的方式，其具有结构简单、操作便捷高效、无需搭建悬臂支架、无需借助过多机械的优势。只需在0#节段块完成挂篮拼装，并以0#节段块为作业起始点，通过两个成对平衡位置的挂篮实施分段施工，通过物理力学原理配合挂篮位置移动，便可完成混凝土浇筑作业。

2 悬臂挂篮的优缺点

悬臂挂篮浇筑施工方法具有以下优点：（1）机械化程度较高，挂篮的组装与拆卸便捷，节约了人力成本，在一定程度上提高了经济效益；（2）施工活动范围相对集中，施工过程中无须支架，节约了施工成本，受外部环境如洪水、冰雹等的影响小，极少出现事故，也不会造成交通堵塞等，一定程度上有利于施工单位的管理。常用的菱形挂篮还有以下特点：结构简洁、自重较轻、受力明确，预拼装、运输及拆卸方便，能够加快施工进度，节约施工成本，其内、外模通过纵向滑梁吊装在桥面上，有利于纵向走行和加固施工，预留给技术人员的操作空间大等。

但同时挂篮也存在一些不足之处，比如，菱形挂篮外模薄，施工过程中设置的拉杆数量多，会影响桥梁美观；挂篮浇筑过程中自动化程度高的同时，人为干预作用被削弱，工程质量的可控性会降低；工程隐患不能及时发现，会导致成本的增加，当挂篮的组装存在质量问题时，后期不能及时维护，也会导致桥梁的使用寿命缩短。

3 悬臂挂篮浇筑技术的应用

3.1 优选悬挂方式

在实施挂篮施工作业时，需要结合现场实际情况以及地质状况等因素科学制定悬挂方案，并将其作为具体的施工作业内容。首先，当结构发生倾斜时，在悬挂前需要对其进行检查并重新挂设吊篮;其次，当施工现场地质较差等不利于施工的情况下需要进行相关加固措施，并将其作为重点进行研究;再次，在实施施工作业时由于环境、气候、地质以及其他不利因素等影响导致结构整体受力情况发生变化时需要对相关支撑进行加固处理，除此之外，在对结构的整体抗力以及变形情况进行研究后可以对悬臂梁进行加固处理并增加横梁等构件从而提高整体抗力;最后需要将挂篮的结构布置成合理的角度，例如在悬臂梁的中间部位需要采用吊杆结构或斜拉索结构来实现固定，这样可以避免出现过大的拉应力或压应力。再如在横梁的上方设置竖向分块或者是两个不同高度以及不同角度等方式来对结构进行加固处理等。此外，由于悬臂梁中存在大量的钢筋混凝土构件等建筑材料，因此为了避免发生压坏或压碎现象要在桥梁施工前合理确定悬臂梁的高度。

3.2 挂篮安装

首先，进行挂篮安装前需要清理桥面，并将全站仪放置于挂篮轨道的中心线。设置轨道垫梁，利用M20砂浆实施找平修正作业，布设枕木并安装轨道及反扣轮。布设轨道上压梁并进行锚固处理，安装前支座并插入保险销。其次，主桁架应在地面完整组装，通过吊装作业将其安装在轨道上，并利用手动葫芦拉紧，再利用千斤顶对主桁架实施对拉预压，以此消除桁架非弹性变形并测试记录桁架的弹性变形值。对主桁架完成对拉处理后，需要利用吊车将挂篮与主桁架移装至轨道，再利用预设的U型螺栓将其组装成整体。然后，借助支架将第一组构件定位，再与第二组构件完成横联，进而安装门架及吊带结构，待主体安装完毕，再进行模板及挂篮侧模吊装。

3.3 预压试验

在挂篮投入使用之前，为了保障其应用效果，技术人员应对其进行预压试验，确保各构件性能满足要求，一旦发现问题，应立刻进行调整，避免出现非弹性变形等问题，使用安全性进一步提高。与此同时，技术人员还需实施挂篮荷载试验，对变形值、实际荷载等相关数据进行记录，并以此为基础，对其承载能力进行分析，通常情况下，挂篮荷载应比1.5倍的桥梁荷载大，为挂篮后期使用奠定基础。

3.4 挂篮移动

在梁段灌浆完毕后，必须对混凝土的实际强度进行检验，确保其强度符合设计要求，然后根据施工方案选用张拉压浆工艺进行处理，待压浆强度达到85%后，再进行吊篮移动。首先，要进行脱模螺栓的抽拉，将底部模板的后端锚杆拆卸下来，只使用螺纹钢滑吊底膜。其次，拆掉吊杆，用后滑梁架吊挂滑梁，防止滑道拆掉锚固件，同步进行检验。通过行走传动设备使滑道向前运动，最终到达下一个灌浆点，检查导轨是否到位，观察其垂直水平位置，确定导轨间距是否满足设计的要求，检查合格后，将千斤顶松开，安装可移动挂篮。通过行走传动设备使挂篮移动，并使底部模具和侧面模具同步运动至下一阶段。采用锚杆锚固将挂篮和垂直预应力筋进行固定，并增设锚固点，然后再安装侧模吊杆，对后滑动梁架进行调节。调整模板的位置和高度。

3.5 混凝土浇筑

1)混凝土浇筑。梁段部位的混凝土浇筑应该是以悬臂段作为浇筑作业的起点，先浇筑底板部位，然后再浇筑顶板与腹板部位的混凝土。梁体部位的混凝土应该在首次浇筑的混凝土达到初凝强度之前，混凝土全部浇筑完成，所以需要在混凝土中掺加一定剂量的缓凝剂。梁体部位的混凝土浇筑应该分层、对称进行浇筑。内侧模板需要做加固处理，确保混凝土浇筑、振捣过程中模板不会发生变形、位移现象。当底板部位的混凝土全部浇筑完成以后，需要采取必要的措施，避免底板部位的模板出现隆起现象。在浇筑混凝土过程中，应该将洒落的混凝土清理干净;施工人员手持插入式的振捣设备对混凝土进行振捣，混凝土振捣时需保证振捣棒不会触及钢筋、预埋件、模板以及预应力管道，通常情况下，振捣棒与模板之间的间距控制在10～20cm比较合适;混凝土振捣以混凝土不再出现气泡为结束的标准。混凝土自由落下的高度控制在2m以内，若情况比较特殊，自由落下的高度超过2m，则需要额外地设置串筒。2)挂篮悬臂浇筑平衡措施。在挂篮悬浇施工过程中，为确保T梁两侧始终处于平衡状态，桥墩两侧的挂篮重量差应该控制在10t以内。①浇筑过程中应该保证梁体表面的施工设备、原材料全部卸除在地面，且保证T梁两侧的荷载保持一致;②在浇筑混凝土过程中，施工单位应该配备2台地泵同时进行浇筑;③每次浇筑混凝土过程中，施工单位应该在梁面的两侧各委派一个专人，保证两侧专人交流畅通，避免混凝土浇筑不同步现象出现。

4 悬臂挂篮施工质量控制

4.1 施工安全管理

在实施施工安全管理过程中，施工单位应根据项目情况，完善安全管理条例，内容如下：①在大风以及雷雨等恶劣环境下，应严禁移动挂篮。与此同时，在挂篮移动时，施工单位应设置观察哨，对移动过程进行安全检测。挂篮移动到相应位置时，技术人员应对0#块、吊带和锚点的锚固情况进行检查。②在双层作业过程中，技术人员应规范操作，严禁出现施工疏漏以及工具掉落等问题。③技术人员应对脚手架稳定性进行检查，在作业时，应正确佩戴安全保护设施。④在挂篮行走以及安装时，技术人员应对荷载进行控制，必要时可增加设施，防止挂篮受力形式或结构出现变化。

4.2 结构稳定控制

不同的桥梁结构形式及施工方法，其施工控制方法也有所差异，在对连续梁桥悬臂现浇施工的控制中，主要有开环控制、闭环控制、自适应控制三种控制方法。悬臂现浇施工中会产生误差，很大原因是实际施工控制参数与施工模拟模型中的参数有偏差，所以如果悬臂现浇施工的循环性较高，因此应实时测量对结构受力、变形影响较大的参数，将参数同步带入模型，结合实测分析出的模型能更真实地反映出结构状态，进而减小误差。在每个阶段施工完成后，应当比较理想状态和实际状态之间的误差，倘若没有误差则进入下一阶段施工。如果有误差，则要判断是否是计算模型的参数误差；如不存在这种情况，则要按照随机性系统相同方式予以控制；如果参数误差不能忽略，还要对敏感性偏大的参数予以识别和修正，重新进入理想状态分析。

5 结束语

悬臂挂篮技术作为一种新的施工工艺，具有诸多优点， 如施工速度快、效率高、安全性好等，因此在桥梁建设中得到 了广泛的应用。通过分析发现，悬臂挂篮技术应用于公路桥 梁建设中时有着较高的技术要求，并且对施工人员的素质也 有较高要求。根据相关数据显示，目前桥梁工程中悬臂挂篮 技术采用的数量已经占到了80%以上，因此悬臂挂篮技术在 今后的发展过程中会越来越受到重视。

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