浅析城市桥梁挂篮悬臂施工法的步骤及应用

【摘要】：挂篮悬臂浇筑法因其自身灵活性好，适应性强，不需要大量的施工支架和临时设备，不影响桥下通航、通车，施工不受季节、水位的影响，已成为城市梁桥施工中常用的一种施工方法。文章从挂篮形式，从设计、加工和安装等方面对城市桥梁挂篮施工技术进行了论述。

关键词：城市桥梁；挂篮；

中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：

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，具有结构轻质量较轻，施工灵活、方便、刚度大、变形小、拼制简单方便和无压重等优点。确保了高精度、高质量安装，使得全部安装精度均满足设计要求，节约了人力、物力、财力，创造了较好的经济效益。

1常用挂篮的形式和结构组成

1.1常用挂篮的形式

挂篮按结构形式可分为桁架式(包括菱形、三角形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和预应力斜拉式)、型钢式及混合式四种。应用最广的是三角形和菱形挂篮，在某些特殊条件下，使用一些特殊挂篮。

1.2挂篮的结构组成

挂篮一般包括：主要由主桁系、底模系、外模内模系、前吊系、底锚系、走行系和施工平台七大系统组成。主梁桁架是主要受力部位，一般为两片形式，也有多片，主桁系是挂蓝主要受力构件，在悬灌施工中主要承受底模系传来的竖向拉力。底模系：底模系位于悬灌箱梁底部，是挂篮主要受力构件，承受箱梁悬灌施工荷载。内、外模系：内、外模系主要承受腹板砼产生的侧压力及翼板砼荷载。底锚系：底锚系位于底模后托梁和已成梁段底板上，主要承受底模系后部拉力。走行系：走行系桥面部分主要由滑轨、活动滑座、反扣装置、悬吊平斜杆和千斤顶顶座构成。施工平台：分前施工平台、底施工平台和侧模工作平台。

2施工要点

2.1前期准备

(1)挂篮是实施悬臂灌注施工的主要设备。它是一个能够沿轨道行走的活动模架，并悬臂挂在已完成悬臂施工的悬臂梁段上，用以进行下一梁段旅工，如此循环直至梁段浇筑完成。

(2)挂篮设置除应保证强度安全可靠外，还应满足变形小，行走方便、锚固、装拆容易、重量轻以及各项施工作业的操作要求，并有安全防护措施。

2.2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。主桁系由五杆件铰接构成，外型呈菱形。通过销子铰接在各节点块上。两片主桁通过前横梁和主桁横联构成整体。主桁片通过活动滑座座在滑轨上，后端通过反扣装置扣在滑轨后端，灌注时用竖向预应力筋和锚板把主平杆锚固在桥面上以平衡前部底模的竖向拉力。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)底模系。由前后托梁及各纵梁、工作梁组成，与砼接触处辅8mm钢板。底模系前吊杆悬挂在前横梁上，后托梁由二个底锚锚固在已成梁段上。后托梁两端由两根吊杆悬挂在已成梁段翼板上，另有两根吊杆吊在外滑梁，再有两根吊杆吊在主桁悬出的平杆上承吊底模以便走行。

(3)内外模板系统。内模分顶模和内侧模，由型钢组焊成模架。内模工作时由滑梁支承在内吊梁上，脱模时松开内吊梁，滑梁落在内吊梁上，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，以适应梁高的变化。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：底模由底纵梁、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、已浇梁段和外吊梁上，随主桁一起前移。

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。

走行系：走行系桥面部分主要由滑轨、活动滑座、反扣装置、悬吊平斜杆和千斤顶顶座构成。走行时活动滑座坐在滑轨上，后部由反扣轮挂在滑轨上，整体形成稳定。在滑轨上固定千斤顶顶座，通过千斤顶顶推活动滑座使整个挂篮顺滑轨前行。

(6)施工平台：施工平台分前施工平台、底施工平台和侧模工作平台。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。

2.3挂篮设计

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。

2.3.1挂篮设计长度和断面

挂篮作为悬臂施工中的专用装备，除了要承受梁段自重和施工荷载外，还要求自重轻、变形小、稳定性好，装拆方便和移动灵活等。因此，选择何种形式的挂篮就显得十分重要，外形简单、受力明确、重量轻常是选择的依据。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一定的灵活性，也可用多个挂篮分别施工。

2.3.2挂篮的设计荷载

挂篮质量与梁段混凝土的质量比值控制在0.3～0.5．特殊情况下不得超过0.7；允许的最大变形为20mm，施工、行走时的抗倾覆安全系数不得小于2；自锚固系统的安全系数不小于2；斜拉水平限位系统和上水平限位安全系数不小于2。

2.4挂篮的制作与安装

2.4.1挂篮制作

挂篮在钢结构加工厂加工成半成品构件，先在厂内进行构件试拼，详细检查构件的数量，相互组装尺寸，尤其孔位、限位等细节，检查挂篮结构各构件是否按照设计图纸及有关技术规范、规程进行选材、加工、制造。考虑挂篮关系整个工程的施工安全，主要受力构件在加工前进行超声波探伤检测，确保构件原材无内部损伤。挂篮主要受力件单件拉力试验。

2.4.2挂篮拼装顺序

拼装的顺序为：轨道安装、锚固主桁片安装主桁前、后横梁片安装后锚固外模板安装底平台安装内模板安装悬吊工作平台安装。

2.4.3挂篮预压

挂篮拼装完后，应全面检查安装质量，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下的实际变形量，以便在挠度控制中修正立模标高。

3预应力砼连续箱梁悬浇施工工艺

挂篮逐段浇筑施工的主要工艺流程为：浇筑0#段；拼装挂篮；灌注1#（2#）段；挂篮前移、调整、锚固；浇筑下一梁段；依次完成悬臂灌注；挂篮拆除；合拢。

3.1上挂篮

上挂篮前，必须浇筑并张拉0、l块，对支座采取临时固结措施。为减少梁段上的作业，可根据起吊运输能力，将挂篮杆件在加工场拼装成若干组件，再将挂篮组件吊至0、1块梁段上进行组装。第一次使用前，对挂篮进行试压，常用试压方式有水箱加载法等。

3.2模板校正与就位

底模支承在吊篮底的纵、横梁上，外侧模一般由外框架预先装成整体，内模板及框架因每一梁段均须修改高度，不宜做成整体。根据箱梁截面情况确定砼浇筑方法。箱梁由根部至端部为二次抛物线，每浇筑一个梁段均须将底模提高一次，提高不多时，可采用支垫底模的方法。经几次提高后，高差变人时，用提升吊篮的方法提高底模。

3.3砼浇筑

用于悬浇箱梁的砼的标号一般较高，必须认真做好砼配合比设计。悬浇时必须对称浇筑，在每节段砼浇筑前，要对挂篮、模板、预应力管道位置和加固强度及接头处理、钢筋、预埋件、混凝土材料、配合比、机械设备、接缝面处理情况、预留孔洞位置等进行一次全面检查，确认准确、合格、安全后，经有关人员签认方准浇筑。砼成型后，要适时覆盖，洒水养生。

3.4张拉和压浆

张拉前，张拉设备要进行顶与压力表的配套校验，对管道进行清洗、穿束，准备张拉工作平台。砼达到设计张拉强度后，按照张拉程序分批、对称进行张拉。张拉完成后，进行管道压浆。

3.5合拢段施工

连续箱梁的合龙，是主桥连续刚构施工的重要环节，是控制全桥受力状况（即受力体系转换）和线形的关键工序，其技术含量大，质量要求高；因此，对箱梁的合龙顺序、合龙温度、合龙砼质量等施工工艺与工序等必须严格控制。合龙顺序：先边跨合龙，再中跨合龙；边跨、中跨合龙段长为2m。

3.6结构体系转换

在结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于正式支座上，并按标高调整支座高度及反力。支座反力的调整，应以标高为主，反力作为校核。

【结语】

预应力混凝土技术的发展，高性能混凝土在桥梁工程中的应用，大跨度桥梁的发展，对挂篮的技术指标提出了更高的要求。挂篮悬臂浇筑施工使用少量施工机具设备，避免大量支架，相信悬臂施工方法的诸多优点将使它在桥梁施工领域有着更广泛的应用空间，推动经济快速发展，产生更大的经济效益。

[1]雷俊卿：主编.桥梁悬臂施工与设计 北京：人民交通出版社.2000

[2]曹翠萍：大跨度箱形连续梁菱形挂篮悬灌施工技术[J];科技情报开发与经济;2003年11期

[3]魏勇;徐海;胡超峰：菱形挂篮设计应用[J];科技信息(科学教研);2007年23期