郧十汉江公路大桥超宽挂篮设计与施工

张翼翔 祝新顺

【摘要】针对郧十汉江公路大桥主桥宽度达26.5m箱梁施工，本文介绍了施工中采用的超宽挂篮设计、改制方案及施工工艺，挂篮设计要点、挂篮组成，安装、行走及施工中注意事项。

【关键词】挂篮；斜拉桥箱梁；预压

1、工程概况

郧十8标汉江公路大桥主桥为（128+238+128）m双塔单索面刚构斜拉组合桥，主梁梁体采用预应力混凝土单箱三室截面，桥塔处梁高7.2m，跨中处梁高3.4m，顶板宽26.5m，底板宽15m，翼板悬臂5.75m。主梁0#节段长度6m，1#至4#节段、30#节段长度3m，5#-29#、31#节段长度为4m。

有索梁段顶板下面设有加劲横隔板，箱内留有人洞，无索梁段顶板下面设有加劲横梁。

2、挂篮设计

挂篮设计考虑箱梁全断面整幅一次性浇筑，并考虑斜拉索施工需要。

2.1挂篮设计参数

1、悬浇最大重量：399.9t（2#块）

2、悬浇最长节段：4.0m

3、挂篮自重：160t

2.2挂篮设计要点

1、箱梁采用单箱三室结构，采取一次性全宽浇筑，挂篮单侧主桁架有4片，设计中主桁采用三角桁架、在中间设置上下横梁，在尾部设置横向连接型钢，保证挂篮整体性，并对横梁设置花架进行加强，控制挂篮变形。

2、挂篮主要材料采用Q235钢材，为保证挂篮安全、有效控制沉降，设计时对挂篮前吊点中间7根采用吊带，锚固系统全部为高强组合锚杆及高强销轴。采用精扎螺纹钢吊点形式的部位，全部采用分配梁形式，较传统的单锚点形式避免了横梁倾斜时对精扎螺纹钢的损伤。

3、在侧模前、后端、底板下面，分别设置钢绞线，对模板进行对拉，采用此种方法，可能有效控制箱梁结构尺寸、减少与已浇节段接缝和漏浆、错台等现象发生。

4、挂篮行走系统采用6台穿心式千斤顶，控制油泵，保证千斤顶行程一致。

5、挂篮外模采用桁架形式的钢模，内模采用组合钢模，便于有索区梁体安拆。

2.3挂篮组成

挂篮主要由主桁系统、底篮系统、悬吊系统、锚固系统、行走系统和模板系统等部分组成。

1、主桁系统

（1）三角主桁架

主桁系统由四榀三角主桁架组成，各杆件由I63型钢或HN600×200型钢组焊而成，主桁纵梁长度为11.265m。

（2）横联

设置上下横联，在主桁架纵梁中立柱两侧各焊接[32槽钢，将四榀主桁架连接成整体，提高主桁系統整体稳定性。

（3）前顶横梁

采用双根HN600×200型钢，长度28m，下部配工12.6型钢花架。

2、底篮系统

底篮系统由底篮前横梁（2I56型钢）、底篮后横梁（2I63型钢）、纵梁（I25a型钢与I12.6型钢组焊件）等组成，前、后横梁长度均为20.88m。

3、悬吊系统

悬吊系统由内外侧前悬吊、侧模前悬吊、后悬吊组成。内外侧前悬吊将其主梁底板、腹板、顶板及相应挂篮自重荷载传至前顶横梁；侧模前悬吊将其主梁翼缘板及相应挂篮自重荷载传至前顶横梁；后悬吊在挂篮行走时作为外模后吊点之一。各悬吊主要由吊带、钢吊杆、分配梁和千斤顶等组成。钢吊带选用16Mn钢，

钢吊杆选用标准强度为930MPa的Ф32精轧螺纹钢筋，吊杆上端稳固于前顶横梁，下端通过铰座与钢销悬挂底篮的横梁与侧模分配梁。

4、锚固系统

锚固系统包括轨道压梁、主桁后锚、后锚固等。

（1）轨道压梁

由于中腹板竖向预应力钢筋之间净距13.8cm；边腹板竖向预应力钢筋之间净距26.8cm，轨道宽度24cm，固轨道无法置于竖向预应力钢筋之间，轨道压梁仅能利用单排竖向预应力钢筋作为锚固点，另一排需施工中进行预埋或埋设预留孔。

（2）主桁后锚

在浇筑主梁混凝土过程中，挂篮单榀三角架尾部用4根Ф32精轧螺纹钢筋通过连接器接长锚固。Ф32精轧螺纹钢筋上方设置千斤顶进行锚固力的转换并可调整挂篮悬臂端的挠度。其作用是保证系统悬浇时的抗倾稳定性。

（3）后锚固

后锚固包括桥面12个后吊点、箱梁底板上10个后吊点。各吊点均采用标准强度为785MPa的Ф32精轧螺纹钢作为吊杆，吊杆穿过已浇箱梁段混凝土，上端锚固在箱梁顶板或底板顶面，下端稳固于后横梁与分配梁之上。后吊点的横向位置分布兼顾吊点受力均衡及与箱梁纵向预应力管道的干扰问题。

挂篮侧面

挂篮正面图

3、挂篮改制

挂篮由原旧挂篮改制而成，主要受力杆件形状基本不变，适当改制和加强。挂篮在专门钢结构加工厂加工，在加工平台测量放样，定出构件棱廓线，做好胎架，杆件固定在胎架上，再仔细测量几何尺寸，合格后，开始焊接连接缝，先对各结点点焊固定，再全接缝双面满焊。

挂篮主要构件焊接完成后，用尺测量分块尺寸，检查焊缝质量、材料变形情况， 进行外观检验及焊缝砂眼渗漏试验。

4、挂篮施工

4.1挂篮拼装

挂篮单片主桁组装采用塔吊，先在箱梁顶面测量放样，定出挂篮纵、横轴线、安装位置，并弹线标定，安装轨道，再用塔吊吊装，主桁，在地面平台组装好，再提到箱梁顶面上，采用缆风绳定位，安装横联、平联花架，

安装前上横梁，利用20t链条葫芦提起底篮，卸载、底篮行走至挂篮正下方，安装吊带，锚固。挂篮安装完成后，对挂篮进行检查，确保各构件安装准确、锚固可靠、结构稳定。

4.2挂篮预压

为了测除挂篮非弹性变形，测试挂篮弹性变形，挂篮拼装完成后，对挂篮进行预压工作，预压时按挂篮所受梁体混凝土自重的压力的110%进行加载，并模拟实际施工时的荷载分布形状进行加载。

预压按0→10%F→50%F→80%F→100%F分级加载，（注：F=110%G）全部荷载加完后，持荷24小时后，沉降里满足要求后，进行卸载，按100%F→50%F→10%F→0进行分级卸载。

通过预压，能有效消除销螺栓与吊带、插销与销孔之间的空隙，使挂篮正式使用之前基本消除非弹性变形，减少了悬浇时箱梁的变形量。通过对预压数据分析，计算出挂篮弹性变形，为监控单位计算立模标高提供依据。

挂篮预压

4.3挂篮行走

挂篮采用主桁架与底篮、模板同步行走方式（有索区内模不同步行走）。

1、拆除内、外模板之间的拉杆、侧横端头对拉钢绞线。

2、人员站在箱内后锚点下方千斤顶，派人走到后下横梁操作平台上，取掉后锚点吊杆。

3、向下调挂篮的锚杆及吊杆，使挂篮底模、侧模、内模脱离混凝土面（观察模板是否低于加劲梁底部；

4、将滑车的提杆及滑车移到已浇好的梁端处安装；

5、行走钢轨向前移动，并将钢轨有效锚固；

6、卸掉主桁后锚点上的锚杆，挂篮后锚体系转换到后锚小车；

7、检查挂篮无行走障礙后，采用纵移千斤顶匀速、向前慢移挂篮；

8、行走时到一定行程后，及时停车转换锚点后，再恢复前移；

9、挂篮行走到位后，提升底篮至已浇梁段底板，调整底模位置，锚固后锚点，提升侧模，调整平面位置及标高后锚固。

10、提升（拼装）内模，调整平面位置及标高后锚固。

4.4挂篮施工要点

1、在挂篮主桁架、吊带、底篮纵梁等重要部位安装传感器，对各工况下挂篮受力、变形情况进行监控，并根据监控数据优化施工方法，避免挂篮局部受力过大。

2、挂篮就位后，必须保证所有吊杆受力均匀，混凝土浇筑前，安排专人对每根吊杆及螺栓逐一检查，合格后方才浇筑混凝土。

3、在轨道上每隔10cm作标记，挂篮行走过程中随时检查4片主桁架中支点行程是否一致，挂篮在行走时严格按前后对称、同步进行，避免箱梁偏载，全过程观察挂篮行走情况，发现问题，及时停车检查处理。

4、施工过程中作好吊杆的保护工作，一量发现搭火、扭曲变形要及时进行更换。

5、遇6级及以上大风、下雨、大雾天气，应停止挂篮行走作业，并采取措施保证挂篮安全。

结束语

郧十高速公路汉江公路大桥主桥箱梁施工过程中，采用改制的超宽挂篮施工，该挂篮结构合理，受力明确，有效控制了挂篮变形，箱梁线形顺畅，满足工程需要，为今后类似超宽箱梁施工提供参考。

参考文献

[1]胡永 超宽桥面挂篮设计与施工