大跨度桥梁挂篮施工技术研究

班康全

摘要：新时期、新背景下，加强对桥梁挂篮施工技术的分析有着重要的现实意义。本文旨在研究大跨度桥梁挂篮主要构造、设计原则以及具体的挂篮施工技术应用，为我国桥梁施工企业在桥梁挂篮施工技术提升方面的发展提供可行性思路。关键词：桥梁；挂篮施工；设计原则；技术中图分类号： TU997 文献标识码： A 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，确保了高精度、高质量安装，使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。我国桥梁施工企业在桥梁挂篮施工技术方面积累了丰富的经验，取得了重大的突破，今后将会给大跨度桥梁建设带来更好的发展。一、挂篮施工技术概述挂篮属于悬臂施工过程中的一个重要设备，它包括析架式、型钢式、斜拉式以及混合式这四种。一般来说，挂篮主要包括承重结构、锚固装置、悬吊系统、工作平台以及走行系统这几个部分组成。具体来说，承重结构对施工设备以及新浇筑阶段的重量起到承受作用，然后利用锚固装置及支点把荷载传递到施工完成的梁身上。行走系统则是利用四氟乙烯滑板或者轨道来实现，一般使用电动卷扬机提供其牵引动力。在实际施工过程中，由于挂篮不仅对新浇混凝土重量起到承受的作用，还要作为支撑模板、提供张拉及灌浆的场地。因此，它不仅在刚度及稳定性上有较高的要求，而且为了方便调整标高，挂篮还要做到白重较小，这样可以便于移动。二、挂篮的主要构造分析桥梁挂篮主要是由锚固系统、内外模板、底模架、主构架以及行走等主要部分组成。1）桥梁挂篮主构架。桥梁挂篮主构架是桥梁挂篮的主要部分，它主要是由门框以及桁架组成，为了便于桁架的安装以及运输，桁架的节点处采用栓接进行固定，同时，桁架的杆件主要是采用组焊而成；2）底模板以及底模架。通常使用的底模架主要是由30工字钢组焊形成，挂篮前后的吊点都是设置在底模架的横梁之上的；3）吊带。吊带主要分为两部分，一是前吊带，一是后吊带装置。前吊带主要是由150 x 20 ( mm)以及150 x36 ( mm)的钢板连接而成，分为三大节，孔间距一般为100mm，如果上吊带的长度超过了2 500 mm时，施工人员就要拆掉下部的两端进行重新连接。对于后吊带装置，每个吊点主要是采用150 x 36 ( mm)的钢板组成，下端同样也是通过吊梁进行连结；4）锚固系统以及挂篮走形。对于挂篮走形装置，其主要是由千斤顶、前后支座、钢枕以及轨道等部分组成。例如，轨道主要分为1 m,2 m两种，这两种轨道的前后各有两个支架，后支架在轨道下缘滑动，前支架在轨道顶端滑动，这样可以增加混凝土土块的平衡重，防止出现倾覆等问题。三、挂篮的设计原则分析在实际的桥梁挂篮设计中，设计人员应该注意以下几个方面的设计原则：1）尽量减轻挂篮的自重。挂篮自重是设计时需要注意的重要问题，在满足挂篮自重要求的同时，设计人员应该尽量减轻挂篮的自重，最好采用新型的自锚平衡式，这样可以充分的平衡倾覆力矩；尽量缩短挂篮施工工期!为了缩短挂篮施工工期，施工企业还可以采用各梁端全断面进行一次性浇筑的形式进行施工；2）保证施工质量与安全。桥梁挂篮施工主要是高空超重施工，避免不了会有一些安全问题出现，为此，施工方应该注重施工安全问题，保证施工人员生命安全。在模板设计时，设计人员应该注重混凝土的质量以及外观，实际设计时，设计人员要按照刚度进行模板设计；3）改善施工环境以及作业条件。在实际的桥梁挂篮施工时，桥梁顶面施工作业的空间要尽量的宽敞一些，这样可以使得施工人员安全、便利的往返，有利于正常放置施工工具；4）根据实际情况进行设计。不同的桥梁，其挂篮设计需求也是不一样的，在实际的桥梁挂篮设计时，设计人员应该根据桥梁的实际分段情况以及挂篮质量要求，施工经验以及承受荷载等进行设计，在设计时，除了要满足挂篮稳定性、刚度性以及强度性的要求外，设计人员还应该注意锚固以及行走的便捷，使其重量尽量小于设计要求与规定。三、大跨度桥梁施工技术工程实例分析（一）本实例中，大跨度桥梁全长650m，桥型的布置是5×40m+（75+125+75）m+4×40m。主桥结构为三跨预应力混凝土连续刚构桥。单幅箱梁底度7m，顶面宽度14.43m箱梁的高度由0#的6.8m变为合拢段的2.5m。悬浇T构两侧各有16个悬浇段，跨中及边跨合龙段长2m。（二）挂篮设计挂篮设计主要分为主桁架、立柱、斜拉带、吊挂系统、模板系统以及行走系统这几部分组成。其中，主桁架对底篮起到承重的作用，其后上横梁使用的是工字钢，前上横梁的中间部位利用工字钢重叠加焊组合。立柱是将工字钢安置于主桁支点和后横梁的交接位置，在每个挂篮中安装两根组成三角形受力结构。斜拉带是使用钢板焊接而成，由立柱连接产生一个三角形将承载传递到主桁上，对主桁受力结构起到改善的作用。吊挂系统主要是对悬浇段施工荷载起到承受作用，它分为前后下横梁、底模纵梁以及活动铰这几部分。模板系统是由底模、侧模、翼板模、顶板以及端头模构成。锚固系统中的后锚由锚杆、滑槽、后扁担梁以及滚棒构成，在挂篮前移的过程中，主要利用滚棒和后锚扁担梁进行移动，后锚则保持不动。行走系统主要包括支点、后锚上滑移装置、平滚以及拖移收紧装置构成。在其工作过程中，先将挂篮松动，使顶板、地板和箱梁距离20cm，然后利用千斤顶把主桁顶起，进行平滚、后锚的安装，这样对两个葫芦进行拖动即可使挂篮前进。（三）预压试验（1）试验目的。进行挂篮预压试验的主要目的是对各级静力试验荷载下挂篮的变形进行测量，进而更好地了解挂篮结构的工作状态是否和设计期望一致。具体的标准是将挂篮主桁、底篮以及吊带的非弹性形变消除掉，并测量出挂篮前端部分在荷载下的竖向位移。（2）试验方案。一般来说，挂篮的预压主要是使用水箱加压法、砂袋法以及试验台加压法。在本实例中结合具体的工程情况，所选择的试验方案为水箱加压法。具体操作是把水箱悬挂在底篮的前横梁上，将水箱以及其中水的重量作为试验的荷载，使用逐级递增加之逐级测量的方法，加载的总重量是最不利块断荷载1.25倍。试验过程中，挂篮加载试验的平台为底篮拼装平台，在平台上进行水箱的放置，其中一个挂篮进行两个水箱的设置，一个水箱有两个吊点，完成这一工作之后使用2根精轧螺纹钢把水箱和底篮连接在一起，加水之前利用千斤顶对水箱进行提升，使其距离平台约30厘米上下，再利用水泵进行逐级的加水，加水的时候要确保两边进行的平衡性。我们对于挂篮各部分变形值的观测主要是通过精密水平仪来实现的，观测的内容除了变形值以外，还有主桁前端的挠度、吊杆受力情况以及斜拉钢带的受力情况。 （三）挠度影响因素以及标高的控制在本实例的施工过程中，对挠度产生影响的因素主要有：施工过程中的临时荷载、一期恒载、挂篮、机具设备、人群荷载、模板、风荷载、基础沉降、温湿度变化、桥墩变位、施工误差等。在这些因素里面还有很多随机变化以及模糊不定的情况，比如混凝土材料由于本身具备的伸缩徐变、弹性性能等，使得温湿度的变化将会导致其内外温差的差异，进而给施工造成影响，此外，预应力筋张拉锚杆以及施工荷载在施工过程中，也有可能出现随机的变化。具体来说，在连续箱梁悬臂浇注过程中，产生的挠度主要有：各墩上进行分段悬臂浇注过程中产生的T构静定体系挠度、挂篮承重之后弹性形变以及体系转换之后各阶段连续梁体系挠度等。正是由于悬浇施工箱梁受到这些因素的影响，使得箱梁会出现标高的变化，一般来说，桥梁的跨度越大，这种标高变化也会越大。因此，要做好悬臂浇注过程中的标高控制，对悬浇段立模高度进行及时的调整。（四）施工质量控制（1）单侧悬臂浇筑的控制。要对于满堂支架以及挂篮处在两端的情况，不要进行同步的浇灌，而是先浇筑支架，然后才能够进行挂篮的浇筑。在这个过程中，混凝土强度要大于设计强度的80%。针对单侧挂篮前移至后续梁段浇筑的情况，要结合具体的情况于挂篮主梁之上进行不同设置，以此来确保挂篮平衡。（2）单侧悬臂挂篮合扰段的浇筑。由于合拢段质量容易受到很多因素的影响，因此选择合理的浇筑时间很关键。具体的工作中，首先要保证合拢口两端梁段桥面以及底板的固定，以此保证其伸缩；其次，合拢前应拆除临时支撑水平约束；第三，砼掺加微膨胀剂，必要的时候要将标号提高一级；最后，最好在低温的时候进行合拢，以阴天最佳。结语挂篮施工在大跨度桥梁施工过程中属于一个重要的部分，当前我国在这方面的研究还有很多不足之处。因此，要在日常的工作中加强这方面的学习，并注重經验的积累，只有不断地探索才能提升技术水平。 参考文献：[1]景运峰. 大跨度桥梁施工关键技术[J]. 山西建筑,2013,14:173-174.[2]宋普河. 关于桥梁施工中悬臂挂篮技术的研究[J]. 四川建材,2013,04:188-189.