悬臂连续箱梁桥挂篮快速施工成套技术

摘 要：基于某悬臂连续箱梁桥挂篮施工实践，介绍挂篮快速施工成套技术，通过采用预判式挂篮设备设计选型，挂篮后挂采用轴承式后挂代替钢板式后挂，吊带采用螺旋千斤顶配合起落扁担梁进行微调等技术，且专门配置C60高强混凝土来缩短张拉龄期，从而加快挂篮施工周期，为类似项目赶工提供了重要的参考。

关键词：悬臂连续箱梁桥；挂篮快速施工；预判式挂篮设备设计；轴承式后挂；挂篮吊带微调；高强混凝土

1 概述

1.1 前言。预应力混凝土连续梁桥一般是采用悬臂浇筑法施工，主要设备是一对能行走的挂篮，挂篮在已经张拉锚固并與墩身连成整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施加预应力都在其上进行。完成一段施工后，挂篮对称向前各移动至下一节段，进行下一节段梁体施工，循序前行，直至悬臂梁段浇筑完成。悬臂浇筑法自1953年问世以来，其操作工艺已经相当成熟，国内一般挂篮施工节段工期在12天左右（混凝土养护7天张拉），有时可以控制到10天左右（混凝土养护5天张拉），这是在经过严格控制且不出意外的情况下才能做到的理想节段周期。

很多项目在进行挂篮施工时，采取的对待方式是被动的，按部就班的方式，有时连挂篮的设计也采取抄袭旧的设计结构，完全不考虑是否能符合待施工梁体结构形式，等到安装时或者施工过程中才发现篮架位置、尺寸有误，遇到问题后才进行修改，白白浪费工期；有时是施工过程中没有计划性，导致材料采购不及时，经常出现工人等材料的情况；有时是对质量安全控制不严，施工过程中经常出现混凝土试块不合格，要花时间进行结构实体检测，或者由于安全管理不到位，发生安全事故，就得花时间进行整改。以上所讲，是目前挂篮施工过程中发生工期拖延的普遍原因。悬臂连续箱梁桥挂篮快速施工成套技术就是以快速为目的，从挂篮设计时就提前介入，采取预判式选型设计，在施工过程中严格控制各工序安全质量，把握衔接时点，将工序搭接时间控制到最短，以此提高工效，缩短节段周期。

1.2 工程实例。以位于广州市白云区的金沙洲大桥扩宽工程为例，该工程属于桥梁拓宽项目，在既有的旧金沙洲大桥进行桥面拓宽，主桥为主跨径（93+138+93）米变截面预应力混凝土连续箱梁桥，桥梁全宽12.5米。主桥采用挂篮悬浇施工工艺进行施工，共分17个节段（不包括合龙段），单个节段长为3m～4.5m，0号块长12m，合龙段长2m。该工程按施工计划挂篮单个节段周期必须控制在9天以内。

2 工艺原理

悬臂连续箱梁桥挂篮快速施工成套技术是从挂篮设计阶段开始介入，改变以往挂篮设计时只考虑挂篮自重、承载力、长宽尺寸能满足图纸结构施工。采用预判式挂篮设备设计是能结合作业班组意见，除了满足自重、承载力、长宽尺寸要求外，还要预判操作过程中其它阻碍因素，包括两套挂篮在0号块上安装时尾部是否会顶在一起、中跨合龙时两套挂篮前端是否会顶在一起、卸篮是否能在较短时间内完成等。以此设计的挂篮基本能杜绝施工过程中因为尺寸不合引起的修正时间。除了杜绝尺寸不合理的现象外，还提前考虑操作的精准度及便捷性，以达到工效上的提升，就如本技术挂篮主桁架后挂采用轴承式后挂，大大提高了移篮的工效；吊带也采用了千斤顶标高微调技术，调模时也能快速精准调整到位。

3 主要操作要点

3.1 挂篮的设计选型。目前国内经常采用的是三角挂篮及菱形挂篮两种。两者主要区别在于主桁结构的不同，各有优缺点。菱形挂篮具有结构高、作业空间大等特点，施工中有利于腹板钢筋及腹板预应力吊装安装，在雨水比较多的地区施工中，有利于防雨设施的搭设；缺点为挂篮前横梁位置高，吊带伸长值比较大，对施工段高程预抬值较难掌控，也容易影响挂篮的整体稳定性。而三角挂篮有效的解决了吊带伸长值过高和稳定性等问题，同时也失去了作业空间大及防雨设施的方便搭设等优点。鉴于挂篮施工中高程控制的关键性以及施工过程中的安全性要求，为减少不利因素对快速施工造成影响，经过综合比较，选择三角挂篮作为施工设备，并针对三角挂篮的缺点进行相应的改造，首先使用高前支点，较一般三角挂篮加高60cm，以加大作业空间，其次是设置可伸缩式遮雨棚，移篮时缩起，结构施工时可伸开，能起到防雨防晒作用。

3.2 挂篮主桁架后挂结构。一般挂篮主桁架后挂采用的是钢板式后挂，移篮时后挂钢板与轨道直接接触，靠涂抹黄油降低摩擦力，移篮时速度较慢，且两个后挂有时摩擦力不一样时容易偏篮，或者直接卡死无法继续往前移篮。本项目采用轴承式后挂代替钢板式后挂，可以极大的降低摩擦力，能确保两个后挂走行速度一致，防止偏篮或卡篮，能缩短移篮时间。

3.3 挂篮调模方式。一般挂篮采用精轧螺纹钢作为挂篮吊绳、手拉葫芦进行吊点标高调整，费时、费力，时间较长，而且安全性低。本项目采用钢吊带固定底模板，钢吊带上打限位孔，先采用大型吊装设备对模板进行粗调，每根吊带再使用2台32吨螺旋千斤顶配合起落扁担梁进行微调，保证施工进度要求，减少了返工，避免了在施工过程中反复调整模板，加快施工进度。

3.4 混凝土配合比控制。金沙洲大桥扩宽工程主桥悬臂箱梁结构采用的是C60高强混凝土，设计要求混凝土须达到设计强度的85%且龄期不小于5天时允许张拉，同时要求做好混凝土配合比设计，使5天强度及5天弹性模量达到85%以上。

要满足设计要求，配制好混凝土的配合比是关键。

①采用低水胶比，②采用高效减水剂，③采用合适的水泥品种，④对砂、石控制，⑤适当掺入活性矿物材料。

通过以上的研制，专门配制了本工程C60高强混凝土配合比，施工配合比（水泥：水：混合料：砂：石）=1：0.34：0.28：1.43：2.29，水胶比为0.26，塌落度控制在160-200mm。经过试验，其5天抗压强度试验值为55.2MPa，5天的弹性模量平均值为32.44Gpa，分别达到了C60混凝土标准值的92%及90.12%，可以满足设计规范要求。

3.5 卸篮方式。在完成挂篮所有施工任务后，进入卸篮阶段，卸完篮才能全面进入桥面系施工，因此，卸篮的速度直接影响到总工期。一般卸篮是先将底篮卸下，分侧卸放侧篮，最后分块拆除桥面主桁架。本工程为加快卸篮速度，采用底篮及侧模整体卸放至驳船上的方法，卸篮时先松开侧篮吊带，将侧篮放至底篮前后下横梁上，底篮前后每根下横梁有四个吊带，分为外侧吊带及里侧吊带，对吊带进行受力体系转换，先松开拆除里侧钢吊带，更换精轧螺纹钢吊带，再松开拆除外侧钢吊带，此时整个底篮及侧篮靠精轧螺纹钢吊带吊住，然后汽车吊上桥面，两台汽车吊同时作业，每台负责前后底横梁外侧吊点，同时起吊受力后将精轧螺纹钢吊带切断，然后由汽车吊下放至水面驳船上，完成卸篮工作。整个卸篮半天可以完成，在通航水域上利用本方法也可减少封航时间。

4 结语

完成卸篮后，经过统计，挂篮施工单个节段工期成功控制在9天以内。

实践证明，悬臂连续箱梁桥挂篮施工时采用快速施工成套技术是可大大加快施工工期的，对类似工程赶工具有借鉴意义。

作者简介：吴炯晖（1982- ），男，工程师，研究方向：土木行业施工技术管理。