桥梁工程中挂篮施工技术探讨

2010-12-31郭卫民

中国新技术新产品 2010年2期

郭卫民

（中铁十七局集团四公司，山西太原 030001）

1 前言

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。本文就悬臂浇筑法常用的三角形和菱形2种挂篮形式，从设计、加工和安装等方面对大跨径桥梁挂篮施工技术进行论述。

2 施工技术要点

2.1 前期准备

2.1.1 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，用以进行下一梁段施工，如此循环直至梁段浇筑完成。

2.1.2 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：

2.2.1 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。

2.2.2 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，用来平衡挂篮空载走行时的倾覆力矩。

2.2.3 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。

2.2.4 悬吊系统。由螺旋千斤顶、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。

2.2.5 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、吊杆和纵横梁等根据挂篮设计图纸加工而成。

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 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。

2.3.2 挂篮的设计荷载

按计算的部件和施工阶段不同.采用不同结合，一般可以分为如下类别：

1)模板重量(包括侧模、内模、底模、端模等各部件).可先按平均重 0.8-1.OkPa 计，待模板尺寸确定后再进行详细计算；

2)振动器重及振动力，主要是附着式振动器，在进行挂篮底模架设计时，可假定模板梁上的振动为振动器自重的4倍；

3)施工人群荷载可按2kPa估算；

4)千斤顶、油泵重量；

5)最大节段混凝土重量。

2.3.3 挂篮的验算

挂篮应验算空载走行状态下的平衡稳定.浇筑混凝土时的倾覆稳定。由于挂篮系可移动的模架，又属高空作业.所以在设计时必须保证有足够的稳定性、刚度和强度安全系数。挂篮重量应和设计操作施工阶段验算中估计的重量相符，并应将实际的挂篮重量和有关数据及时反馈给主梁设计部门，以便进行阶段验算。

2.4 挂篮的制作与安装

2.4.1 挂篮制作

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。如确需变更，应征得设计部门同意并签认后，方可变更。

挂篮加工完毕应在工厂组装试拼.并做全面检查.必须时进行主要受力构件的单件试验。

2.4.2 现场拼装

2.4.2.1 找平铺枕。待1梁段张拉完毕后，用1：2水泥砂浆找平梁顶面铺枕部位 (包括0梁段)。

2.4.2.2 铺设钢枕，前支座处铺3根，钢枕间距不大于50cm。

2.4.2.3 安装轨道。从0段中心向两侧安装2.5m长钢轨各2根，轨道穿人竖向预应力筋，找平轨道顶面，轨道中心距无误后，用螺母把轨道锁定。

2.4.2.4 安装前后支座。先从轨道前端穿人后支座，后支座就位后安放前支座。安放前支座前，在相应轨道顶面铺81mm不锈钢板，不锈钢上置放一块四氟乙烯滑板(300mm×500ram)，然后安放前支座。

2.4.2.5 吊装主构架。主构架分片吊装，放至前后支座上并旋紧连接螺栓。为了防止倾倒，用脚手架临时支撑。

2.4.2.6 安装主构架之间的连接系。

2.4.2.7 用长螺杆和扁担梁将主构架后端锚固在已成梁段上，前支座处用扁担梁将主构架下弦杆与轨道固定。

3 预应力砼连续箱梁悬浇施工工艺

3.1 上挂篮

上挂篮前，必须浇筑并张拉0、1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。在已浇筑的0、1块箱梁顶面进行水平及中线测量，铺设轨道，组装挂篮，并将挂篮对称行走就位、锚固。在底篮的两侧，前后端及外模两侧面均设置固定平台，内外模及箱梁前端设置悬吊工作台。挂篮拼装完后，应验证挂篮的可靠性，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。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、千斤顶高强钢筋加力法等。

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 (一次浇筑或分次浇筑)。一次浇筑时，应在顶板中部留一窗口，使砼由窗口进入箱内，分布到底模上。当箱梁较高时，应用减速漏斗向下传送砼。采用二次浇筑时，先安装底模、侧模具及底板、侧板的普通钢筋、预应力筋，浇筑第一次砼后，再安装内模、顶板普通钢筋及预应力筋。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，高差变大时，用提升吊篮的方法提高底模。悬臂浇筑时，一个梁段高度的偏差对全孔有很大影响，而且随着梁段浇筑数量的增加而逐渐下垂，梁段越多，悬臂越长，下垂越多。

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，重量偏差不超过设计要求，从前端开始逐步向后端浇筑，最后与已浇梁段连接。分次浇筑时，第二次浇筑前，必须将首次砼的接触面及上、下梁段的接触面凿毛并清洗干净。底、肋板的砼振捣以附着式振捣器为主，插入式为辅；顶板、翼板砼的振捣以附着式振捣器为辅，插入式为主，辅以平板振捣器拖平。砼成型后，要适时覆盖，洒水养生。