大跨度桥梁挂篮施工技术探析

摘要：挂篮施工是悬臂浇筑法施工中的一种主要施工方法，它不需要架设支架，不使用大型吊机。与其他方法相比，具有结构轻、拼制简单方便和无压重等优点，目前已广泛应用于大跨度桥梁的施工中。本文首先对挂篮施工技术进行了概述，然后对其应用条件进行了说明，最后分别从挂篮的设计要点、制作安装、混凝土浇筑、拆除几方面详细论述了大跨度桥梁工程中挂篮施工技术的要点。

关键词：桥梁；挂篮施工；荷载；混凝土；拆除

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、挂篮技术概述

悬臂施工中通常使用的机械设备是挂篮，按照结构形式的不同挂篮可以分为四种形式：即桁架式、斜拉式、型钢式及混合式。一般挂篮主要是由承重结构、悬吊系统、锚固装置、走行系统和工作平台等五个部分共同构成。作为挂篮的主要受力构件，承重结构要承担所有施工设备及浇筑节段的全部重量，然后通过支点及锚固装置再将荷载转移到已经完成施工的梁上。挂篮的行走系统通常采用轨道或四氟乙烯滑板，而牵引动力大多采用电力卷扬机。

图桥梁挂篮施工图

另外为了保证在浇筑混凝土时挂篮可以保持稳定性，往往会在挂篮的尾部附近设置后铺同，可以通过在梁肋内预埋竖向的预应力筋来实现，如果后锚的能力不足以维持稳定性时，则可以在尾部采用压重等设施。通过所用的挂篮的主要功能是对模板进行支撑，并承受新浇筑的混凝土的重量，为工作平台提供张拉，灌浆的场地等。因此不仅要确保挂篮具有足够的强度，而且还要求其具有足够的刚度及稳定性，其次挂篮自身的重量也不能太重，这是为了保持灵活移动的要求。

二、桥梁挂篮施工的应用条件

在现浇后张法预应力箱梁中，根据支撑结构的不同，分满堂支架浇筑箱梁和挂篮施工浇筑箱梁。挂篮施工就是利用悬吊设施，分节段挂模、绑扎钢筋、安装波纹管、浇筑砼、穿钢绞线、张拉、压浆，完成一节段箱梁，再前进一节段箱梁，直至完成全部挂篮施工节段。挂篮施工也不是在任何情况下都通用的公路桥梁工程的施工技术，它必须满足以下前提条件才能实施：

1、大型化、大跨度的公路桥梁施工

因为在小型公路桥梁工程中，挂篮施工会影响工期而增加额外的费用，而且没有必要使用挂篮设备就能很好地完成桥梁工程。

2、不能断航的河流

公路桥梁工程在遇到河流时，无法进行河流的拦截或断航要求，此时，应用挂篮施工技术可以有效解决施工困难。

3、跨越繁忙的公路和铁路

公路桥梁工程施工中，遇到繁忙的公路和铁路路段时，不可能进行交通隔断的情况下，为了施工安全和施工质量，必须采用挂篮施工技术。

4、跨越深谷下面无法搭支架或搭支架非常困难，采用挂篮施工比较方便

以上条件是公路桥梁工程在施工时，用普通施工技术很难达到要求，所在，选择挂篮施工技术符合实际情况，而且经济实用。

三、大跨度桥梁挂篮施工技术要点

（一）挂篮的构造设计

为保证施工质量，加快施工进度，挂篮的设计是关键，在设计中要求挂篮自重轻，结构简单，受力明确，移运方便，并要求坚固稳定，变形小，便于锚固、拆装，尽量利用现有构件。

1、挂篮的构造

三角形和菱形挂篮主要由以下几部分组成：

（1）主桁架

主要杆件通常由2片槽钢组焊而成，槽钢的截面由结构分析确定，各杆件间的连接为高强螺栓或销接。 （2）走行系统

由钢枕、滑道及上滑板构成，其中钢枕为槽钢加1块钢板焊接而成，滑道为2根槽钢组焊而成，上滑板为厚钢板。滑道由竖向预应力钢筋锚固在桥面上，用来平衡挂篮窄载走行时的倾覆力矩。 （3）内外模板系统

内模分顶模和内侧模，由犁钢组焊成模架。内模工作时由滑梁支承在内吊梁上，脱模时松开内吊梁，滑梁落在内吊梁卜，即可滑行前移；顶模板为组合钢模板，内侧模板由部分木模组成，以适应粱高的变化。外模由侧模板和底模构成，侧模由外吊梁悬挂，为型钢和钢板组焊的整体钢模板：底模由底纵粱、底横梁及模板组成，通过底横梁的前后吊带悬挂在挂篮主桁的前吊点、已浇梁段和外吊粱上，随主桁一起前移。

（4）悬吊系统

由螺旋千斤项、小横梁、吊带及精轧螺纹钢组成，用于悬挂模板，调整模板的标高。 （5）张拉操作平台，悬挂于主桁上，提供立模、扎筋、灌筑砼、张拉预应力束及移动挂篮的工作面。桁架、锚固、平衡系统、吊杆和纵横粱等根据挂篮设计图纸加工而成。

2、设计挂篮长度

设计挂篮长度应按悬臂灌注最大的分段长度而定。挂篮的横断面布置则取决于桥梁的宽度和箱梁截面形式。当桥梁横截面为一个箱时，全截面用一个挂篮施工即可。当箱梁为多箱结构时，为了使挂篮的施工中有一定的灵活性，也可用多个挂篮分别施工。

3、挂篮的设计荷载

挂篮的设计荷载按施工的不同部位和不同阶段分为模板重量、振动器重及振动力、施工人群荷载、千斤顶、油泵重量、最大节段混凝土重量、挂篮自重六种，这六种分类要结合不同的施工情况进行单算或者是结合计算。挂篮的平衡稳定性要强，在设计时必须考虑高空作业的安全系数，而且重量要与估计相符。

（二）挂篮的静载试验

由于挂篮结构复杂、承受荷载大，实际受力状况与理论计算模式存在差异，并且存在着焊接附加应力以及加工精度、焊缝质量的影响，所以需对挂篮进行静载试验。挂篮静载试验的加载状态及加载测试过程完全模拟浇注砼的模式和程序，通过静载试验，检测挂篮的焊接质量、整体刚度和强度，同时测出挂篮的变形数据，为主梁施工提供重要的计算参数。如静载试验加载总重为48317t，加载物为钢筋和水，安全超载系数为111，加载、卸载过程为:050%75%100%110%100%75%50%0，每完成一级加、卸载后，停2h左右再进行数据测试，加、卸载过程按对称、均匀、分级进行。

（三）挂篮的制作安装

1、挂篮的制作

挂篮各结构部件要严格按设计图纸要求几何尺寸、材质和精度加工，不允许随意改变设计和采用代用材料。签认后，方可变更。挂篮加工完毕应在工厂组装试拼，力构件的单件试验。

2、挂篮的安装

当墩顶梁段施工完成后，进行挂篮安装。其安装程序如下:

（1）采用汽车吊装主梁，并锚固于墩顶梁段上。

（2）吊装后横梁、斜拉横梁、前横梁并与主梁连接成主梁系统。

（3）利用前横梁，采用倒链滑车起吊底篮系统，安装下后锚带并将后托梁锚固于墩顶梁段底板上。

（4）安装梁体内侧斜拉带。

（5）利用前后横梁，采用倒链滑车起吊外滑梁及外侧模，并用吊杆连接于前后横梁上。

（6）安装梁体外侧斜拉带，并调整固结底模与外侧模。

（7）绑扎底腹板钢筋并安装底腹板预埋件。

（8）吊装内滑梁及内模系统，并用吊杆连接于前后横梁上。

（9）调整固结内模后，绑扎顶板钢筋并安装顶板预埋件。

（10）调整标高及斜拉带，使每根斜拉带受力均匀。经检查全面符合要求后，灌注梁体混凝土。

（四）挂篮走行

当已浇梁段张拉压浆完成后，进行挂篮走行移动。其步骤如下:

采用千斤顶放松斜拉带，用倒链滑车将前托梁和外侧模固定在已浇梁体上，拆下斜拉带。

拆开内外滑梁的后吊杆，放松主梁的其他约束，以压轮器更换压紧器。

采用倒链滑车将主梁系统连同滑梁滑移到要浇筑梁段的设计位置，并锚固主梁系统于已浇梁体，连接内外滑梁于后横梁上。

放松底篮及侧模在梁体上的约束，将底篮及侧模落在外滑梁上，再解开其约束，通过外滑梁，利用倒链滑车将其牵移到要浇筑梁段的设计位置。

安装斜拉带及下后锚带，调整模板，限位锚固，绑扎底、腹板钢筋等。

通过内滑梁，利用倒链滑车移动内模系统就位，并绑扎顶板钢筋等。

调整标高及斜拉带。全面检查，符合要求后灌注梁体混凝土。

（五）挂篮悬浇施工技术要点

1、混凝土浇筑

混凝土必须对称浇注，严格控制混凝土方量，以确保两边不平衡荷载，满足施工控制细则的要求，混凝土先浇注主肋前端，再浇注主肋后端，上下游对称、水平分层浇注。在混凝土浇注过程中同时要观测塔柱偏位及主梁标高变化，检查挂篮C形挂钩、锚固体系、水平止推体系、模板、支架是否出现异常情况。当混凝土浇注至挂篮上荷载(混凝土、钢筋)达到50%时，停止浇注，测量主梁标高及索力，然后进行斜拉索第二次张拉，张拉至控制吨位，同时主梁标高调至理论值后，再浇注混凝土，浇注完混凝土后，再进行主梁标高及索力检测，当混凝土终凝后，盖上麻袋并洒水养生或蒸汽养生。

2、张拉和压浆

当砼试件强度达到80%(48MPa)以后，拆除端模和外侧模进行预应力体系拉。张拉程序为:0初应力10%δ103%δ持荷5min100%δ锚固。张拉过程中采用双控原则进行控制，确保应力和伸长量满足设计要求，张拉完后清洗管道再进行压浆，严格控制好灰浆各项技术指标，确保压浆压力并稳压5min，采用木塞将两端压浆孔塞住。

3、挂篮悬臂施工线型控制

（1）线型控制观测的内容

观测内容包括：测定施工临时荷载：测定预应力损失；观测挂篮模板安装就位后的挠度；浇筑前预拱度调整测量；观测混凝土浇筑后的挠度；观测张拉前的挠度；观测张拉后的挠度；对已完成各梁段的荷载、温度、徐变收缩等引起的挠度进行观测和计算；合拢前合拢段的温度修正；温度观测；通过在控制截面内预埋测试仪器搜集应力观测数据。

（2）施工挠度控制

根据预拱度及设计高程，确定待浇筑梁段的立模高程，并严格按高程立模。施工中加强观测每个节段混凝土浇注前后、预应力张拉前后4种工况下悬臂的挠度变化。要每日定时进行挠度观测。时间宜选在每日上午8：00--9：00升温前，每节段施工后，整理分析挠度曲线，及时准确地控制和调整施工中发生的偏差。合拢前相接的2个悬臂的最后2～3个节段。在立模时需进行联测，以保证合拢精度。

（六）挂篮的拆除

其拆除步骤为：

底篮系统，利用倒链滑车连接在外滑梁上，解开其他约束，通过倒链滑车吊放拆除。

2、外滑梁及外侧模，通过前后横梁利用倒链滑车吊放拆除。

3、前横梁、斜拉横梁、后横粱及主梁采用摇头扒杆吊运拆除。

4、内模系统及内滑梁采用人工在梁箱内拆除，倒链滑车吊放。

结语

综上，近年来随着我国桥梁建设事业的飞速发展，挂篮施工技术也获得了长足进步，已越来越广泛地应用于大跨度桥梁的施工中。因此对该施工技术的探讨具有重大的显示意义。桥梁工作者应该在今后的实践中继续加强对挂篮施工技术的实践研究，切实提高挂篮施工的技术水平，从而从桥梁工程质量打下坚实的基础。

参考文献

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