连体挂篮在大跨径连续刚构桥梁中的运用

王殿梁

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012）

1 工程概况

成自泸赤高速公路（成都—自贡—泸州—赤水），为成都至遵义的高速公路在四川境内的一段，起于成都市，半途通过眉山市、内江市、自贡市、泸州市，止于泸州市合江县，是川黔重要的连接枢纽。此公路是川黔高速路网的一个重要组成部分，贯穿成都及川南经济区。

赤水河特大桥全长426 m，上部为装配式预应力混凝土简支箱梁+连续刚构的构造，跨径组合为：2×20 m+（95+180+95）m。主桥上部为现浇高度渐变的单箱单室混凝土箱梁；底板渐变段是以抛物线形式变化，共划分25个梁段：0号块梁高11.5 m，梁长12 m；合拢段梁高3.5 m，梁长2 m；1～9号段悬臂施工长度为3 m，10～23号段长度为4 m。0号梁段使用支架现浇，其他梁段均采用挂篮悬浇法施工。

图1 成都-自贡-泸州-赤水高速公路赤水河特大桥

2 挂篮构造、工作原理及技术指标

a）赤水河特大桥采用了菱形挂篮，其主体结构为菱形支架，前悬臂长，工作空间大，便于施工员操作；结构较为简洁，自身静荷载较小，受力也比较明确；拆装便捷，施工作业难度较小，施工周期明显缩短，并且可重复利用。其示意图如图2所示。

图2 菱形挂篮示意图

b）工作原理。本套挂篮是用菱形主桁架为主受力构件，连同走行系统、吊挂系统、锚固系统、底模模板、施工操作平台等组合而成，模板体系与主桁架系统可以同时移动。当模板系统随着主桁架移动就位后便可进行搭建钢筋，浇筑混凝土等施工工序。待梁段箱梁施工结束后，再进行下一段梁体施工，循环往复。

图3 赤水河特大桥挂篮施工现场

c）挂篮主要技术指标。

（a）适用的最大梁段重250 t；

（b）适用的最大梁段长5 m；

（c）挂篮结构杆件安全系数为2；

（d）挂篮最大变形18 mm。

3 挂篮的拼装及滑移

桥墩施工完成后，首先要在主墩墩顶搭设支架及模板，浇筑施工0号段箱梁，待施工完成后，组装连体挂篮施工1号梁段，而后将连体挂篮分解，形成两个独立的菱形挂篮，对称浇筑剩余的梁段。

全新的挂篮必须经过试压后才能进行施工。此举一是为了检验挂篮的质量，二来是消除其本身非弹性变行。试压就近进行，选定于桥墩附近场地进行加压法试压。方案为：首先严格按照挂篮设计图纸拼装挂篮菱形主桁架，选取两组菱形主桁架对称安装置于水平场地地面（详见图4），将前后支点固定，两组桁架的前上横梁前缘使用φ32精轧螺纹钢筋联系起来，利用千斤顶在前上横梁处施加荷载。

实验选用一台YC200型千斤顶，分别按照50%P、80%P、100%P、120%P（P 为等效集中荷载）进行加载，每次加载持荷时间不得低于30 min，监测前上横梁、前后支点处的挠度值，每次加载监测完毕，需卸载，千斤顶回油，然后再进行下一等级的加载。

图4 菱形挂篮主桁架试压

挂篮拼装前需对销座、吊带和销子等重要受力部件进行探伤检验和加载试验。

悬臂浇筑法要求需在墩两侧同时搭建模板及浇筑混凝土，而0号块的设计长度为12 m，无法满足同时搭建两个单独的菱形挂篮。因此1号梁段的施工，需要将两个单独的菱形挂篮连接成为一个整体，使得整体安装长度小于0号段的梁长。如图5所示。

图5 连体挂篮示意图

浇筑完成0号梁段后，将支架及模板拆除，然后进行现场拼装。安装顺序：拼装准备（地面找平等）→走行轨道铺设→安装前滑板及后钩板→拼装主桁架→安装前上横梁及前吊带→搭建底模系统→联结底模架与吊带→安装后吊带→安装后横梁及后锚固系统→安装模板系统滑梁→安装外侧模。

图6 赤水河特大桥挂篮施工现场

需要注意的是同一墩顶两侧的挂篮安装应当同步，单侧挂篮的安装具体步骤如下。

3.1 主构件安装

a）轨道 将每只挂篮桁架下滑道区域调平，符合设计高程；放线找出挂篮走行轴线，安装走行轨道（精确设置间距，确保主桁的安装间距），利用箱梁顶板预埋钢将走行轨道压紧[1]。示意图如图7。

图7 轨道系统示意图

b）安装前滑板、后钩板，如图8、图9所示。

图8 前滑板、后钩板立面示意

图9 前滑板、后钩板断面示意

c）安装挂篮主构架及后锚固系统，安装横向连接系，如图10所示。

图10 挂篮主构架横断面示意

d）安装前上横梁，如图11所示。

图11 前上横梁示意

3.2 底模平台的安装搭建

a）预制拼装底模系统，底模系统包括：底模，前、后下横梁，纵梁，吊带框梁[1]，如图12所示。

图12 底模系统示意

b）底模系统利用塔吊整体吊装就位（1号梁段梁底），临时锚固。安装前、后吊挂，吊装定位底模,检查主构件与底模平台连系是否稳定[1]。

c）挂篮布设测点，进行预压。

3.3 安装模板系统

a）安装内滑梁前、后吊带。

b）拼装内滑梁、内模及支架，做临时连接处理。将预先拼装好的内模系统，用吊带将其与内滑梁连系在一起。

c）将外滑梁与前吊点进行连接；箱梁顶需预留孔位，后临时吊点通过预留孔固定于梁面上，外模系统通过滑梁从前一个梁段滑至后一个梁段的设计位置。最后安装后吊点并拆除临时吊点，安装滑锚。

3.4 挂篮静载试验

a）对照设计文件仔细检测挂篮结构，用水箱按照单节最重梁的1.25倍作为压重设备。静载试验分4个阶段：分别加载30%P、60%P，、100%P及125%P，各级荷载持荷时间不少于20 min，并对挂篮的变形做好相应的记录。

b）卸荷。

3.5 梁段浇筑

a）绑扎搭建钢筋系统，安装预应力管道，穿钢束。

b）检查挂篮结构，灌注混凝土并养护。

c）脱模，待弹性模量超过90%后张拉预应力，1号梁段施工完成。

3.6 连体挂篮分解循环步骤

图13 连体挂篮分解循环步骤图

3.7 循环施工

a）加长滑道，长度满足下一梁段施工。

b）解除挂篮后锚固。

c）挂篮前移：将底模平台临时吊装于外侧模支架上，支架下落至滑梁上，然后主桁架、内外滑梁连同底模外模同时前移至设计位置。

d）此后0号块上的两只菱形挂篮不再产生联系，各自施工以后节段。

e）按以上方式循环往复。

4 结论

伴随经济的持续发展，我国公路、铁路工程建设取得了巨大的进步，我国桥梁技术能力日臻成熟。近年来，国内的高速公路和高速铁路中对大跨度桥梁的应用越来越多，其中不乏很多世界级的工程项目。这其中受各种条件限制而采用悬臂浇筑法占到了八成，菱形挂篮已成为悬臂浇筑施工中使用最频繁的设备之一。

菱形挂篮的优点主要有：

a）自重较轻，预制、运输、施工、拆移各个环节十分便捷，该挂篮的应用，可节省较大的资金成本。

b）此挂篮结构简洁，受力明确，并且经使用后的挂篮再次使用时无需进行加载实验。

c）此挂篮内、外模的纵向走行十分方便，加固亦可采用该滑梁。

d）挂篮由于设计成菱形，吊点悬空位于下一段梁面以上，给施工人员提供的操作空间特别大，有利于施工。

e）施工期间不会影响桥下水陆交通，适应性强，拆卸移动十分方便可加快施工进度，缩短工期。

f）施工中便于观察测量各个节段的误差，可对施工误差及时进行调整以保证施工的精度。

本文介绍的连体挂篮组拼、解体技术，将会继续在祖国更多的大跨径桥梁上得到更加广泛的应用。