跨度悬臂节段箱梁的挂篮施工技术分析

摘 要：本文结合某工程的实际施工经验，介绍了悬浇箱梁的施工方法、挂篮的结构组成以及主要的施工工艺和技术措施，希望为类似工程提供一些经验和参考。

关键词：节段箱梁；悬臂现浇；挂篮法；立模；抛高值；预压试验

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

某大桥的上部结构是42m+68m+42m的三跨混凝土预应力连续梁，梁体是等宽度斜腹板、变高度、单箱双室的箱梁，箱梁的底板宽4.646 ~5.228m，顶板宽9.0 m，梁底是按照抛物线进行变化的。箱梁采用的是纵向预应力体系和C50混凝土。梁体按照设计要求采用的是悬臂现浇施工。单侧悬臂现浇段一共设置了8个节段，最重节段的混凝土体积为30.76m3，大约重77t。

2.悬浇箱梁的施工方法

悬浇箱梁使用的是悬臂挂篮对称施工。悬臂挂篮施工是指在墩顶段的1号块和0号块使用墩旁托架的施工方法,其次在1号块和0号块的两侧拼装移动式挂篮,而且要固定好,然后将预应力钢筋和普通钢筋布置在挂篮悬吊着的模板上,浇注上混凝土,待混凝土的强度达到设计中所要求的强度后施加预应力,同时在管道内压浆,然后再把挂篮移至下一节段，如此不断的重复同一作业,直到合龙。

3.挂篮的结构组成

该工程所采用的挂篮结构是桁架式挂篮。挂篮的构成成份包括：张拉操作平台、内外模板系统、行走移动系统、悬吊系统及主桁架。

（1）张拉操作平台。该平台悬挂在主桁上面,提供移动挂篮、张拉预应力束、灌筑砼、扎筋及立模的工作面。按照挂篮设计图纸来加工纵横梁、吊杆、平衡系统、锚固和桁架等。

（2）悬吊系统。由精轧螺纹钢、吊带、小横梁及螺旋千斤顶组成,用来悬挂模板和对模板的标高进行调整。

（3）内外模板系统。外模由底模和侧模板组成,底模由模板、底横梁及底纵梁构成,利用底横梁的前后吊带悬挂于挂篮主桁的外吊梁、已浇梁段和前吊点上,一起跟随主桁前移，底纵梁是由型钢组焊成桁架,由工字钢组焊成格构式梁；侧模是通过外吊梁进行悬挂的,它是由钢板和型钢组焊的整体钢模板。

内模分为内侧模和顶模,模架是由型钢组焊而成。内侧模板由部分木模构成,顶模板是组合的钢模板,以便适应梁高的变化。内模工作时是靠滑梁支承于内吊梁上,脱模时会将内吊梁松开,使滑梁落在内吊梁上就能够滑行前移。

（4）行走移动系统。该系统由上滑板、滑道及钢枕构成,其中上滑板为厚钢板，滑道由两根槽钢组焊而成,钢枕由槽钢外加一块钢板焊接而成。竖向的预应力钢筋将滑道锚固在桥面上,用来对挂篮空载行走时的倾覆力矩进行平衡。

（5）主桁架。一般由两片槽钢组焊成主要杆件,由结构分析确定槽钢的截面,销接或高强螺栓是各杆件之间的连接方式。

4.主要的施工工艺和技术措施

4.1荷载设计

（1）索力：按3500 kN计算挂篮所受的最大索力；（2）风荷载：挂篮的非工作状态风速为28.9m/s(桥面处的基本风速设计)，挂篮的工作状态风速为13.6m/s(6级风)；（3）按照《公路桥涵设计通用规范》取3.5kN/m2计算人群和施工的荷载；（4）挂篮的系统重量是164 t，混凝土的荷载是箱梁标准节段，重量是 365t。

4.2挂篮悬臂浇筑施工及1号和0 号段的施工

（1）支座处0号块的现浇段将会作为搭设挂篮的平台。所以使用搭设支架现浇施工的方法。拟分两次对0号块的混凝土进行浇筑，以保证混凝土的外观质量以及便于施工。

（2）在悬浇挂篮施工中，要对施工荷载进行控制，不可大于70 t，等0号梁混凝土的强度达到80%设计强度后，对横向、竖向的预应力进行张拉，将挂篮安装在梁顶。按照设计要求，连续梁的各个中墩都要分别使用两个盆式橡胶支座，所以，在各个主墩的支座外侧都要使用钢板围檩，围檩内需填干砂，同时需使用细石混凝土（5cm厚）封层用作临时支座，确保临时支座约高于正式支座5mm的高差，从而使施工期间的临时支座可以受力，避免正式支座受力。

（3）为了避免施工期间挂篮可能出现不平衡弯矩，使挂篮上面横桁的抗弯矩力增强，该工程施工中在每一片前横梁的工字钢上加工了桁架结构，确保其刚度足够，按照设计的要求和分析，决定在每边与主墩的中心线相距3.3 m处，设置 80cm×80cm的临时钢筋混凝土支墩，以满足梁墩固结的要求。

（4）安装挂篮。首先要对挂篮主纵梁进行拼装，把主纵梁及支点安装好，然后再把上下横梁安装好，同时把千斤顶的横梁和前后吊杆安装好，主纵桁梁的中部要加锚同时对主横桁和主纵梁的位置进行调整，最后吊挂两侧底篮。

（5）挂篮试压。为了将挂篮结构的塑性变形消除掉，要先在加工厂试拼再让挂篮上桥，使用等代浇筑重量对其实施主桁架对称试压，施工最大梁重的1.3倍为分级加载的最大重量；其次分级，用精密测量仪器在加载过程中对竖向变形进行观测，然后按照实测值对各梁段挂篮的竖向变形进行推算，以提供数据供混凝土浇筑中挂篮的调整及施工预拱度的设定参考。

（6）要求在过程控制中将挂篮紧固，在混凝土浇筑前，挂篮就位后，随时检查前后横梁的每根吊杆连接处的螺栓是否松动，及时扭紧有松动的地方，确保每一节点都牢固、紧密的连接才可以进行浇筑。

（7）为了保证挂篮前移的稳定性，应利用槽钢把挂篮的纵梁和支腿紧密的连接在一起，组成一个整体，再用25＃槽钢做成横梁在纵梁的后锚点处压在两纵梁上面，使两个纵梁连在一起，增加挂篮前移时的抗倾覆能力，同时也增加挂篮的整体性。

（8）要选择在气温较低的稳定时段进行混凝土浇筑。必须注意从前端开始向后均匀浇筑，后浇筑段的根部和前浇筑要紧密接合，前后两梁段模板的连接缝要紧密结合，然后再按照底板、腹板、顶板的顺序进行浇筑。

（9）严格掌握混凝土的可泵性、含砂率和配合比，以使混凝土形成塑性流，在外力的振捣下很容易被捣实，此外还要采取良好养护等相关的管理措施，保证箱梁混凝土的浇筑质量。

5.合龙段施工

施工要严格根据施工图中规定的“后中孔、先边孔”的顺序进行。在箱梁对称悬浇筑进行到10号梁后，对中跨合龙段进行施工之前，要把挂篮移到合龙段，把合龙段的刚性连接安装好，要分别在上、下缘张拉到设计值的50％，等合龙段的混凝土强度达到80％后，按照后短束先长束的原则对余预应力束进行张拉，然后再把已经张拉至设计值50％的预应力束补拉至设计吨位，再将临时锚固拆除。

6.结束语

由于悬臂挂篮施工在山区不受峡谷河流限制，在城市建设立交中不会对周边交通造成影响，所以被广泛的采用。通过一些大桥施工所积累的悬臂挂篮施工经验能够为类似工程提供参考。

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