大跨度预应力混凝土桥梁挂篮施工技术分析

摘要： 挂篮施工作为一种较为新兴的施工工艺，能够依据施工方式的不同以及道桥建设类型的不同而调整其对于大跨度预应力道桥施工的控制，因而被广泛应用于各项道桥的施工中。在挂篮施工中包括线形的控制以及应力的控制在内的多种因素都能够直接影响到道桥工程的外观以及整体结构，因此其在道桥的整体施工中属于极其重要的一环。本文通过对挂篮施工在实际道桥建设中的应用进行分析，详细阐述其施工的具体方法以及注意事项，为今后该类工程的施工提供方法借鉴和理论指导。

Abstract： As a relatively new construction technology， hanging basket construction can adjust the control of the long-span prestressed concrete bridge construction for different construction methods and different types of road and bridge construction. So it has been widely used in the construction of the bridge. Hanging basket construction including linear control and stress control， a variety of factors can directly influence to the appearance and overall structure of the bridge， so it is an extremely important link in the overall construction of bridge. Through analyzing the application of hanging basket construction in the actual road and bridge construction， the specific methods for the construction and matters needing attention are elaborated to providing the reference and theoretical guidance for the similar construction in the future.

关键词： 道桥施工；大跨度预应力工程；挂篮施工；技术分析

Key words： road and bridge construction；large-span prestressed engineering；hanging basket construction；technical analysis

中图分类号：U445.466 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）18-0074-03

0 引言

道桥施工中的挂篮技术以其操作简单和组织灵活的优点而逐渐被应用于国内的各大大型道桥的建设之中，但相应的其在施工中也容易受到各种各种因素的干扰，包括当地的自然环境、施工要求等，这些因素对于挂篮施工的施工质量以及施工安全都会产生影响，如果在进行挂篮施工时不将这些因素考虑进去则无法发挥挂篮施工简便灵活的特点，甚至是因为与工程和环境的要求不相符而导致其出现质量和安全问题。

因此在针对道桥工程进行其挂篮施工时需要依据项目的施工要求以及项目所处自然环境进行挂篮的制作以及施工方案的制定，要避免挂篮制作与施工现场不相配的矛盾，避免挂篮施工方案制定与工程工序不相符的矛盾，使其在施工中能够发挥其方便灵活的优点，并降低安全事故的发生几率，进而提升工程的施工质量与效率。

1 挂篮施工概述

所谓的挂篮施工其主要是指在进行道桥的施工时将挂篮悬于高梁之上，并通过挂篮的自由移动进行诸项如浇灌混凝土或者搬运材料等项目的施工，该技术的实践应用对于工程而言带来了很大的便利。就一般情况而言比较常用的便是悬臂式挂篮施工，这种方式主要是借助悬臂进行道桥工程的混凝土浇筑，在实际的操作上具有很高的灵活性，并且可以承载部分施工材料并进行短距离的运输，既能节省人力同时也提高了材料的输送效率。

这种技术对于那些大型设备无法进入的工地而言可以有效地解决其所面临的设备局限问题，并且在实际操作中要较机械更为简便实用。在进行道桥施工之前，施工单位必须要对整个工程的情况有所了解，包括其各项参数要求以及工程建设的目的等等，以便于拟定合理合规的施工方案，进而使挂篮施工可以依据其方案进行相应的调整以满足其道桥修建的需要，对于部分情况特殊的道桥工程也可以以分段式的挂篮方法进行其施工，当一处区域的施工完毕之后便可将挂篮转移下一处区域进行下一步的施工，这样的做法可以使施工的效率有相当高的提升，并且也能确保工程质量检查的明确化，即使道桥建设过程中的某处施工出现了质量或者是其他方面的问题也可以及时采取措施进行补救，对于下一阶段的施工不会造成过大的影响。

现在的挂篮在施工中也可以进行平台的操作，这使得其在悬挂中所受到的重力较大，而为了确保挂篮以及挂篮施工的安全性，需要从减重和维稳两方面着手，即通过尽量减轻挂篮的自身重量以减低其所受重力，并将挂篮的强度进行加强以使其在整体的结构上更加牢固，从而确保整个挂篮施工系统的稳定和安全。

2 道桥挂篮在实际施工中的操作流程

2.1 制作并安装施工挂篮

在道桥工程中，如要实施挂篮施工其首要条件便是制作挂篮并做好其安装工作，这就要求管理人员在进行其施工前必须要依据周围的环境特点以及项目的施工要求，进行其作业的方法与条件进行挂篮制作与安装的条例制定，使其能够在制作上符合作业要求。

在需要对制作好的挂篮进行安装时，为了确保其使用的安全，必须要对道桥建设现场的挂篮进行仔细鉴定和审查，对于道桥建设现场的一些外部环境、工程对于安全性的要求都要做好相应的评判与预估，这主要是出于对道桥挂篮施工安全性的考虑，其一切制作与安装必须要确保现场的工艺要求、环境要求等相符，并最终服务于整个道桥工程的修建之中。

在制作和安装时，一定要保证其科学性以及合理性，加强挂篮制作的质量，提升安装的效率，使其在有一定安全保护的前提下进行其正常的施工，在施工时也不可忽略对于挂篮的安全监督，一定要尽量避免因为挂篮的质量问题而影响施工的正常进行，甚至是出现因挂篮下坠而造成人员伤亡的情况[1]。

因此对于挂篮施工中涉及到安全性的问题一定要给予高度的重视，无论是其安装、制作亦或者是施工都应当将安全工作作为其首要前提，并且要提前制定好对于人员的保护措施，并仔细做好检查工作，在施工前要对挂篮进行检查，在施工时要对挂篮的运行状态进行实时的监控，在施工后要对挂篮重新进行检查，保证下一阶段的施工时挂篮依旧处于正常的状态。

在施工时施工人员一定要仔细地对图纸内容以及工程要求条例进行熟悉，从而保证能够对工程的整体流程有所了解，以使挂篮施工可以在正确的流程指引下进行。

2.2 关于施工中的具体操作

在我国的道桥施工当中，挂篮主要是用于搭架钢筋以及混凝土的浇筑等，因此在其施工时必须要保证这些项目的施工与工程的总体流程相匹配，与项目所处的环境相适应，进而保证道桥施工的安全与高效。在实际的挂篮施工当中比较常用的便是为了浇筑混凝土而开展的施工，为了能够提高其浇筑的整体性以及质量，必须要保证该项施工是在依照正规的流程所进行的并且没有出现任何违反规定或者是参数更改上的改动，从而使其质量得到保证[2]。

而在材料的输送方面，则需要先对施工的材料进行仔细的检查，依据其现场的环境以及各项目所采取的工艺流程进行其方案的详细制定，按照各个项目中每一步流程的实际需要进行材料的选择以及输送，不仅要保证材料的整体质量，同时也要保证其每项材料的输送与流程安排相符，如此才可保证整个材料输送上的完整，使材料能够在数量上以及质量上满足其各项施工的工艺需要。

在进行挂篮施工时可以充分利用挂篮施工在技术上的灵活性、自由性以及混凝土本身所具有的特性进行道桥的建设施工，这有利于降低混凝土施工的技术难度使其作业的效率得以提升。同样的，在施工时也一定要注意对于当地气温、湿度、地形以及风力等多种环境因素的掌握和了解，并且要依据这些环境因素及其变化情况对工艺工序进行一定调整，以使其能够与项目要求、现场环境等相符。

2.3 悬臂挂篮的实验预压

以某工程中的李家沙特大桥修建为例，该大型桥梁在其设计上全长440m，桥跨布置为（110+220+110）m三跨双塔四索面预应力混凝土斜拉桥，采用平行的上下行两幅桥，两主梁横向完全分离，斜拉索布置在主梁两侧成空间四索面。为适应桥面跨度和塔高的比例，李家沙特大桥索塔设计为两个并列的菱形塔，塔型新颖，塔高91.549m，至桥面以上高60.7m。整个主塔由下塔柱、横梁、上塔柱及塔尖部分组成。塔柱及横梁间连接转折处设大半径圆曲线，以适应结构内力的需要，同时使主塔线条过渡顺畅，造型显得更加挺拔美观。上塔柱采用箱形截面，纵向宽度为5.5m，壁厚1.2m，横向宽度为2.5m，壁厚0.7m。斜拉索锚固在主塔锚固区塔柱内壁的锯齿块上。下塔柱采用实心断面，纵向宽度5.5m，横向宽度2.5m。两主塔横向连接处位于菱形下部V与上部倒V的转折点处。横梁为箱形断面，高3m，宽度与主塔塔柱相同，为5.5m，底板厚度为0.6m，腹板厚为0.8m。主梁采用预应力混凝土肋板式结构（见图2），主肋高度2.2m，顶宽1.6m，底宽1.8m，局部受力加厚0.7m，桥面板厚0.3m，普通横梁厚0.26m，边墩顶横梁加厚至4.0m，辅助墩顶加厚至2m，主塔处横梁加厚至1.5m，桥面设2%单向横坡。边跨拢段长度为2.5m，中跨合拢段长3m。7m长标准节段最大重量311.982t。斜拉索采用空间四索面扇形布置，主塔两侧各布置14对，全桥共112对224根。斜拉索采用PESFD新型低应力平行钢丝防腐斜拉索，强度1671MPa，共5种型号，分别为PES（FD）7-109、PES（FD）7-127、PES（FD）7-151、PES（FD）7-187、PES（FD）7-199。斜拉索为四索面，布置在每片主梁的两侧。塔根附近无索区长度为31m，跨中无索区长度为7m，梁上索距7.0m，塔上索距1.6m。

由于牵索挂篮能使挂篮主纵梁受力由悬臂状态变为简支状态，减少了主纵梁的最大内力和挠度变形从而减少主纵梁的钢结构截面重量，且能通过多次张拉改善主梁和挂篮的受力，因此在混凝土斜拉桥主梁施工得到了广泛的应用。

牵索挂篮按平台的长短可分为长平台牵索挂篮和短平台复合型牵索挂篮，由于短平台复合型牵索挂篮受力不明确，挂篮行走相对较繁琐，且经济性不明显，经方案比较，参考国内类似斜拉桥施工经验，采用长平台下承式牵索挂篮施工，挂篮系统的构造参照图1所示。

由于该项目相当多的一部分工程是在河面之上所进行的，因而在修建前决定采用悬臂式的挂篮施工作为施工方式，在挂篮悬臂长度方面的数值则由该工程的实际混凝土浇筑长度为准，并以分段进行处理。挂篮施工也需要用到振动器，由于振动器本身所能够产生的压力是由其自身工作的状态来决定的，因此可以暂时将振动的压力设定为2000帕作为其执行的标准，在实际工作时可以重新计算以保证其压力数值与实际要求相一致。通过对工程的建设要求以及现场的周边环境进行分析和考虑，在进行其挂篮作业时要将符合工程刚度需求的挂篮横梁作为其主要的受力结构。

在作业时为了能够将挂篮的运行保持在相对平稳状态必须要将拉紧锚杆，并且在采用新挂篮时也需要提前对新挂篮进行预压处理，这样做既可以实现对挂篮硬度、尺寸的检验，使其质量与类型都能与工程要求相符，使挂篮的质量有所保证并提升其运行效率；同时也可以使了解挂篮的特性，使后续的操作更加流畅，更好地为桥梁建设而服务。

如果将新的悬臂挂篮运用在桥梁悬臂施工过程当挂篮预压试验完成之后便可进行其安装工作，在安装时要依据用途、工序以及挂篮特点进行安装，并且为了能够获知该挂篮所能够承受的实际最大负荷量也必须要做好其负荷的检验检测工作，并对数值进行核对以查看该挂篮是否符合本项工程的要求[3]。

3 技术要点

3.1 施工准备

为了确保挂篮作业的顺利进行必须要做好其前期的准备工作，只有将各项准备工作落实到位并且进行仔细检查之后方可进行实际的挂篮作业。其前期的准备工作主要是指道桥工程关于挂篮作业方面的设计施工图以及各项材料的选定等。

首先是施工图方面，在其图纸设计并制作完成之后一定要将图纸与当地的现场环境进行仔细的比对，使图纸的设计能够与现场情况相结合，以免在今后施工时出现图纸与现场不符的情况[4]。其次则是在材料的选定方面，必须要依据工程建设的内容以及挂篮制作的要求制备齐全的材料，在材料的摆放上以及挂篮运输的顺序上也应当提前制定其输送的先后顺序，确保材料输送的有序化。

3.2 挂篮检测

由于挂篮作业在操作性上较为简便，但在安全性上要较为欠缺，为此则必须要加强其安全检查工作。具体的可以由施工单位进行人员组织，对挂篮施工所涉及到的各项设备进行仔细的检查，尤其是挂篮本身，更应当作为重点进行检查。而在执行作业时也应当对挂篮运行进行全程的监测，要避免在作业时挂篮出现旋转的情况，以至于造成较为严重的安全事故。道桥工程在修建时也要做好挂篮测杆的实时监测，随时留意测杆数据的变化情况并进行记录，在考虑工程效率性以及安全性的前提下，要依照测杆在数值上的变化情况对挂篮施工的方案作出有针对性的调整，保证挂篮作业的顺利开展。

3.3 挂篮行走

①斜拉索张拉到设计值锚固后，解除锚固系统的后锚点及水力支座；

②铺好行走轨道；

③将C型挂钩落在行走轨道上；

④将YC260液压千斤顶平放在滑板前端的反力架上，并将牵引的钢绞线一端与千斤顶连接，另一端与挂篮的C型挂钩相连。千斤顶同时反复顶拉，使挂篮前移，反向设倒链以保安全，挂篮尾部通过行走滚轮前进；

⑤挂篮前移速度应均匀，左右同步，使方向正直；

⑥挂篮行走就位后，重新对挂篮进行定位锚固。

4 总结

挂篮施工以其灵活便捷的特性使得在进行施工时可以有效提升道桥工程在建设上的效率以及质量，并且可以适当降低工程的整体施工难度，因而被广泛应用于国内诸多道桥建设中。以某大桥的建设为例，该大桥在其建造的过程中第一次将电力系统的抱杆技术引进到桥梁施工领域，开发了“提升式摇臂组塔新工法”，解决了宽25.46m，长31.94m，高148.51m和134.6m的两座扣塔安装难题。抱杆吊重国内最大，达35t，实现了塔架大节段安装。新挂篮技术的使用为该工程节省了200万的施工费用并且使竣工的时间提前了两周，既提高了施工效率，降低了施工成本，又大大减少了空中作业量，降低了安全风险，保证了塔架顺利安全施工完成，并且该工程在竣工后的十年内未出现过任何的质量，实现了工程质量的保障。虽然挂篮施工在技术操作的难度上并不算高，但是却较容易受环境以及施工工艺的影响，因此在进行挂篮制作以及施工方案制定时需要特别注意对于环境因素以及工程因素的考虑，要确保挂篮施工能够与道桥建设的施工要求与环境要求相符，从而保证挂篮工程的施工质量以及安全性。

参考文献：

[1]张义涛.大跨度预应力混凝土桥梁挂篮施工技术[J].建材世界，2014（05）.

[2]胡燕，喻建平.挂篮法施工在李亚高架桥预应力混凝土桥梁中的应用[J].黑龙江交通科技，2014（4）：101-103.

[3]苏培彬.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].低碳世界，2014（5）：271-272.

[4]程喜.论大跨度预应力混凝土桥梁施工技术控制[J].中华民居（下旬刊），2014（4）：233-234.