挂篮技术在桥梁施工工程中的应用探析

郭武民

摘要：在桥梁工程的施工当中，经常把挂篮当做移动的模板支架，张拉预应力钢筋、绑扎钢筋和进行桥梁混凝土的灌注都是在挂篮当中进行，这就是悬臂挂篮技术。本文首先对悬臂挂篮技术进行了理论上的介绍和分析，然后结合实际工程项目，来探讨挂篮技术在桥梁施工工程中的应用。

关键字：桥梁工程；挂篮技术；施工；

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1、绪论

桥梁挂篮施工当中的主要设备是挂篮，这是一个能够移动的模板支架，沿着固定的轨道行走，通过挂在已经完成的悬臂桥梁的梁段上，方便进行桥梁下一阶段的施工，循环往复直至桥梁整个梁段的施工完成。在这项施工技术当中，混凝土模板的安装、绑扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业都是在高空中完成的，因此挂篮就显得格外重要，它除了要有足够的强度能够施工作业的安全外，还必须能够方便的行走，受到外力作用时的变形小，质量轻、容易固定和拆卸。

一般来说，挂篮是由主支架、悬挂系统、行走移动系统、固定和平衡系统、模板和作业平台系统组成的。在组成挂篮的各个系统当中，主要承受外力的是主支架，它是由大型的型钢和铁管拼接组成的，模板和作业平台上的荷载通过悬挂系统传递给了主支架，因此悬挂系统也必须稳固可靠，一般使用有销孔的钢带作为悬挂系统，行走移动系统是使用液压油缸作为动力，可以在固定的轨道上进行滑动。模板和作业平台系统可以分为模板系统和作业平台两块，其中模板系统是由端模、内模、侧模和底模构成的，一般的模板的尺寸要综合考虑施工梁段的长度、高度和厚度后确定，要尽量的使用整体模板，减少模板的型号，使用模板附加块，尽可能的节约模板材料，减轻结构重量；作业平台经常会设置在挂篮的前部，可以方便的进行预应力的张拉和进行管道的压浆作业。

2、工程概况

本次的施工桥梁全长1321m，桥面的宽度是15.75m，桥梁的布置形式为：简支梁（4×30m）+连续刚构梁（121m+2×158m+121m）+简支梁（4×30m）。整个桥梁的上部是连续的箱梁结构，桥墩是双薄板桥墩，边墩是柱式的桥墩，箱梁为单箱单室结构，箱梁底面宽度是8m，顶面的宽度是15.75m，混凝土的设计强度是C50，按照三向的预应力进行设计施工，使用YGM型预应力锚具对Rb=1860MPa的低松弛的钢绞线施加568kN的控制张拉力。

3、挂篮的设计荷载

桥梁施工当中的挂篮设计主要有两个部分，分别是挂篮的长度和挂篮横向断面的布置。其中挂篮的长度主要是根据桥梁悬臂段的灌注分段长度决定的，桥梁箱梁截面的形式和桥梁的宽度决定挂篮横向断面的布置形式。一般来说在桥梁的横向截面是一个箱体时，全截面使用一个挂篮就可以完成施工，在桥梁的箱梁是多箱体的结构时，可以根据实际情况使用一个挂篮或多个挂篮进行施工。

在进行挂篮设计时，考虑的荷载主要有挂篮自重、模板荷载、作业工人荷载和作业机械荷载等，设计荷载时挂篮的自重主要考虑挂篮设备和平衡的荷载，模板的荷载一般先按照1kPa进行计算，主要考虑的是侧模、底模、端模和内模各个部件的重量，然后在模板的尺寸确定之后计算得出模板荷载，作业工人荷载在设计当中一般按照2kPa进行计算，作业机械荷载主要有油泵、千斤顶和振动器等，特别要注意的是设计当中要考虑振动器引起的振动荷载。

挂篮的具体设计方案如下：考虑到挂篮的底部受到的荷载最大，因此设置挂篮底部的横梁是结构最主要的受力结构，其中挂篮的后部横梁在施工当中是用锚杆固定在已经完成浇筑的钢筋混凝土桥梁上，施工当中要注意在锚杆上施加预应力，本次工程当中施加的预应力为10吨，挂篮底部的前横梁和纵向的横梁都是简易的梁，在受到荷载作用时会产生较大的竖向变形，因此，在挂篮的使用过程当中要在这些梁上布置测点，观察梁的挠度变化和弹性变形情况。

4、挂篮的施工

4.1 制作和安装挂篮

挂篮的主要承重支架是两对贝雷支架在施工现场加工完成的，开始制作挂篮之前要对使用的材料进行质量检验，尤其是要确保锚固用的螺纹钢吊杆绝对安全可靠，在制作的过程当中要注意按照设计图纸和相应的钢结构规范进行，不能疏忽大意。在桥梁的桥墩顶叶梁完成施工后，就要在桥墩顶部进行挂篮的安装。具体的安装步骤如下：首先完成挂篮主支架的安装，然后进行锚固系统的安装，悬挂系统的安装、底部的模板架安装、侧部模板架安装，在钢筋完成绑扎之后，进行内部模板的安装，最后进行端部模板的安装和对平台的张拉。

在完成挂篮的安装之后，要对挂篮进行技术和安全的全面检查，根据设计的荷载进行相应的承压试验，测出挂篮的残余变形和弹性变形，以方便后期控制各个施工梁段的预拱度。挂篮主体安装完成之后，要进行附属安全设施的安装，如护栏、扶梯等。

4.2 浇筑混凝土

桥梁施工时，一般使用的是泵送混凝土，本次工程使用的是塌落度在14厘米到18厘米之间的泵送混凝土，在进行浇筑的过程当中，注意温度的变化以方便调整混凝土的浇筑速度。在进行混凝土浇筑前，首先要对挂篮的中线、挂篮底部模板的标高、预应力束管道和其他的预埋部件进行检查，确保无误之后进行混凝土的浇筑。

混凝土浇筑是从挂篮的前部开始的，这样能够方便控制挂篮的变形，避免浇筑的新老混凝土连接处出现裂缝，在对预应力束管道进行混凝土的灌注前，可以在波纹管当中添加内衬，一般使用的是硬塑料管，这样能够预防管道受到混凝土作用被压扁。管道当中的定位钢筋网架距离控制在0.5m，这样能够保证在进行混凝土的振捣时波纹管不会上浮，影响预应力的张拉或引起混凝土的崩裂。在完成混凝土的浇筑之后，要用通孔器对波纹管进行检查，保证管道的通畅。

4.3 合拢连续梁和桥梁结构的转换

连续梁的合拢要根据结构的实际情况和连续梁的温度情况综合考虑，在进行合拢时，要确保动作迅速，结构对称。合拢时，首先把梁两端的预埋件和外刚性支撑相连、焊接，快速张拉预应力束，浇筑混凝土。值的注意的是连续梁合拢口处的混凝土强度等级要高于梁体的混凝土强度等级，最好使用添加早强剂的微膨胀性混凝土，在浇筑的过程中要确保振捣密实。最后在混凝土的强度等级达到预期标准后，对梁体的预应力钢索进行张拉，拆除劲性骨架。

完成连续梁的合拢作业之后，要进行桥梁结构体系的转换。首先检查连续梁的合拢施工能够达到设计要求的受力状态，施工误差是否满足梁体的线性要求。根據连续梁分段悬臂浇筑的特点，以各个梁段的负弯矩应力筋为转换支承点，在各段连续梁完成合拢之后，连续梁的梁体完成正负弯矩的交替分布。一般来说，多跨连续梁的梁体合拢施工是先边跨再中跨，这是因为中跨受到温度荷载的影响更大，先边跨后中跨能够更好的保证梁体的稳定。

5、结语

伴随着现代社会科技的发展和进步，桥梁施工机械化程度的不断提高，基于现代电子计算机的桥梁结构设计施工计算分析不断发展，悬臂挂篮施工技术会日趋成熟，降低大跨径桥梁的施工难度，方便人民群众的生产和生活。

参考文献：

[1]茅欢明.连续梁桥挂篮悬臂施工法浅议[J].中国高新技术企业，2009，（6）.

[2]魏安清. 悬臂施工挂篮设计与施工技术[J].北方交通，2007，（8）.