三角桁架型挂篮在跨线桥梁悬臂施工中的应用探究

许先奖

【摘 要】参照兴城大桥主桥挂篮悬臂浇筑专项施工方案，对三角桁架型挂篮的结构设计和工程技术进行具体分析，主要从吊挂系统、模板平台系统、后锚固系统、主桁系统和走形系统等方面进行讲解，并阐述了挂篮结构的适用性和三角桁架型挂篮的施工方法。三角桁架型挂篮技术应用于跨线桥梁工程中收获了良好的效果。

【关键词】桥梁工程;挂篮;三角桁架型挂篮;连续梁桥;悬臂;施工技术

【中图分类号】U445.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）05-0139-02

0 前言

悬浇法被广泛用于桥梁结构中，它不需要搭设落地支架，不需要大型起重与运输设备的辅助，主要的实现设备是能够行走的挂篮。挂篮施工的优点有操作便利、施工效率高、结构轻便等。随着工程施工技术和设备的持续发展和革新，挂篮的结构形式逐渐丰富，与此同时，对工程质量、施工工艺的标准也逐渐提高，不同类型的工程具有不同的特点，挂篮设计应结合具体的工程项目进行针对性的设计。本文以兴城大桥主桥挂篮悬臂浇筑专项施工方案中的高架桥挂篮施工项目为例，对项目中使用的三角桁架型挂篮设计结构、施工方法、技术手段进行了分析与研究，并运用在实际的工程当中。

1 工程概况

广西田阳县敢壮大道西段市政道路的桥梁改扩建工程的起始处是南百高速公路的进城收费站，终点连接现状敢壮大道，道路从西南向东北修建。市政大道的起始桩点为K0+050，从南向北经过兴城大桥，最终到达现状敢壮大道，终点路桩号为K2+000，该路线总实际长度为1 950 m，其中道路长度为1 622.2 m，桥梁长度为327.8 m。K1+498.98兴城大桥坐落于田阳县兴城村的右江河岸上，利用兴城大桥原先桥身在其右侧建造一座16.5m宽的桥梁，桥梁横跨右江河。根据设计方案，桥梁的起点桩为K1+334.417，终点桩号是K1+662.234，桥梁全长327.82 m，桥面宽幅为16.5 m，桥型是2×25 m预应力砼现浇连续箱梁加上（50.32+2×85+50）m的预应力砼连续刚构，按设计方案预设需要建设桥梁6跨，并建造桥墩（台）7个，从桥梁的起点到终点，桥墩（台）编号按序设置为0#～6#。

2 三角桁架型挂篮的结构设计

2.1 三角桁架型挂篮的主要组成系统

该桥梁工程挂篮施工使用三角挂篮进行，挂篮使用3片主桁架作为首要的受力构件，各挂篮重量约90 t，其模板长度约5 m，可以支持各节段浇筑长度的更改。挂篮构架由主桁梁系统、后锚固系统、走行系统、前后上下横梁、外导梁、吊挂系统、底模、内外侧模、内滑梁和外滑梁组成。具体结构如下。

（1）三角主桁架设置为3根桁梁，2根I56b组合型钢桁架片使用型钢联结片连成整体成为主桁梁，主桁梁上钢立杆与斜拉杆设立成1个三角形稳定体系。三主桁梁设于箱腹板中心部位，腹板中心距为5.415 m，纵向长度为11.52 m。

（2）后锚固系统，为抵消混凝土浇筑时的后拉力，主桁梁尾部90 cm范围内对组合主桁梁进行锚固，每道主桁梁设计与已浇箱梁采用4根φ32 mm从两侧对主桁架进行锚固;0号块后锚精轧螺纹钢预埋于0号块中，预埋深度为80 cm;为消除浇筑混凝土时的后拉力，主桁梁的尾部90 cm的范围内需要对主横梁实行锚固，每一根主桁梁设计和已经浇箱梁使用4根φ32 mm精轧螺纹钢由两侧对主桁梁架实行锚固;0号块后锚精轧螺纹钢提前埋在0号块中，预埋深度为80 cm。

（3）完整的挂篮行走系统是由轨道垫梁、内滑梁、外滑梁和外导梁组成行走系统、主锚杆和连接器及蹬筋锚固分配梁等构成。

（4）前后上下横梁系统中的前上横梁是通过2根I45a“工”字钢拼装构成，后上横梁使用双拼36a槽钢组装形成，由前后横梁利用2根40a槽钢拼装形成，前后横梁中心距为5.4 m，横梁长度为17.5 m。前后横梁上设置有底模平台和内外侧模的吊挂点。

（5）吊挂系统的每一节箱梁的混凝土和底模平台的重量是使用吊点帽和精轧钢吊使底模与成品混凝土夹紧不漏浆，而且承担混凝土浇筑时的部分竖向荷载。箱梁截面底宽度为11.25 m的范围内设置有6根930MPaJL-φ32 mm精轧螺纹锚杆，在施工当中利用2个32 t千斤顶对每一根锚杆施约50 kN的预紧力挂，最终让底模和成品混凝土合紧不漏浆，并且承当混凝土浇筑时的部分竖向荷载。

（6）模板系统主要由底模系统、外模系统、内顶模系统组成。底模系统由前下横梁（2I40a）、后下横梁（2I45a）、27根纵梁（I45）和底板纵梁组成。在腹板部位纵梁间距加密到20 cm，非腹板位置间距设置为90 cm，梁底钢模板使用4.5 m×11.25 m的组合钢模板。下横梁和纵梁间使用活络的销轴连接，保障其灵活性;梁底钢模板和纵梁连接可以使用点焊固定;下横梁要与悬吊系统相连接，把施工荷载传给已经浇筑完成的梁段，同时应当保证移动挂篮时模板和主梁之间同步移动。完整的外模系统是由外模滑梁、外模承重梁和外模支架构成。外模滑梁使用双拼32a槽钢焊接形成，外模板使用的是0#块模板系统，模板長度为5.0 m，与已经浇筑完成的节段搭接25 cm。内模架是由10#槽钢焊接形成，设置为高低边，符合箱梁腹板宽度变化的需求。滑移梁主要功能是在挂篮前移时带着外模其他构件共同前移。

2.2 三角桁架型挂篮结构在实际使用的规范标准

国家针对三角桁架型挂篮结构在实际使用的规范标准，出台过各种各样的相关政策，挂篮和悬浇梁段混凝土之间的质量比例应≤0.5，挂篮应当将最大变形尺度控制在≤20 mm。本文参考的实际工程案例中，主梁的悬浇节段恒荷载量为2 434～2 894 kN，三角桁架型挂篮重力荷载约1 040 kN，生产的标准应满足1 040/2 894=0.36<0.5且1 040/2 434=0.42<0.5的要求。依据挂篮的结构和实际的荷载水平，通过MIDAS/Civil开展建模计算，在主桁和各横梁及纵梁等构建的受力和变形符合要求的情况下，该工程当中挂篮结构的整体形变为17.2～20 mm，在相关规定要求的范围内。在项目中使用的三角桁架挂篮的自身总量和受力变形情况可以达到施工项目的规范要求，同时使用该方法施工保障了工地下方横跨路线的正常运行和使用安全。

3 三角桁架型挂篮施工方法

3.1 挂篮的生产和检测验收

（1）挂篮事关施工安全和施工质量，因此必须对施工挂篮进行严格检测。对挂篮的材料、构建数量、组装尺寸等部分进行严格检查，确保受力构件达到要求且内部无损伤。

（2）主桁架安装的位置和尺寸大小一定要符合规范设计图的要求，符合规定要求的精度，各部分构件拼接组合正确。

（3）按设计图的规划和评定标准，保证焊缝焊接水准，焊缝表面应当平滑密实，焊缝的宽度应当均匀，尺寸达到要求，焊缝不能有咬边、弧坑、焊瘤、气孔、裂纹等情况出现。

（4）滑道应当光滑平坦，摩擦力和阻力要小，安装拆卸便利，可反复使用。

（5）底模纵梁、下横梁、吊杆和后锚系统的生产和组装一定要符合设计标准，每个组合点的设置都应当正确，尽可能地降低结构由安装带来的应力。挂篮的所使用的模板应当符合刚度与平整度的标准。

（6）挂篮的支撑平台必须具备符合需求的强度和足够大的平面尺寸，达到梁段的现场作业要求。挂篮应当在工厂内试组完成后，再解体送到施工现场，最后用吊车吊到0号块面组装完成。

3.2 挂篮的安装方法和注意事项

在0号块建成后，等待混凝土强度有设计强度的80%后，可对外模进行松动、拆除，但是支架和底模在主挂合拢后可以拆除。

在对挂篮进行拼装时，每一个主墩两侧的挂篮都应当同时进行拼装，同一个挂篮横向两侧的构件应该要分别进行安装，防止相互干扰产生不良问题。挂篮的安装程序如下：①清扫梁段顶面;②用1∶2的水泥砂浆给铺枕部位找平;③于找平层上放出轨道放样定位线;④铺设方钢轨道;⑤安装组合导梁的C40b组合型钢（根部锚固）。⑥安装前后上横梁;⑦安装组合导梁的双拼C40b槽钢立杆;⑧安装立杆间横联（14组合槽钢）;⑨安装组合导梁的C36a槽钢斜拉杆;⑩安装吊带;？輥？輯？訛安装前后下横梁、下纵梁等底模系统;？輥？輰？訛调整立模标高→固定模板。

挂篮每端的精轧钢吊杆在调整标高后都需要上一個配套螺母进行加固，预防螺母滑脱。箱梁竖向预应力是钢绞线，挂篮完成后可以使用预先埋设的精轧螺纹钢进行锚固。

4 结语

总而言之，保障悬臂施工的质量和安全性是前提，因为要保证下部道路的正常通行，所以选择使用装配式三角桁架型挂篮进行施工，收获了良好的效果，并通过挂篮其结构和工程的实际荷载量，利用相关软件进行计算证实了该挂篮结构符合此工程悬臂施工的要求。本文通过实际案例，对三角桁架型挂篮开展跨线桥梁悬臂施工的工艺进行了概括和总结，实际施工作业证明三角桁架型挂篮施工是一种安全可靠、质量可控、性价比高且高效快速的工程施工方法，其在跨线桥梁悬臂施工工程当中拥有极高的实际价值，可以广泛推广和运用。

参 考 文 献

[1]赵兵伟.三角桁架型挂篮在跨线桥梁悬臂施工中的应用[J].华东公路，2016（1）.

[2]冯丽霞.桥梁悬臂挂篮施工技术应用探讨[J].华东公路，2018（4）.

[3]刘帅.桥梁施工中挂篮悬臂浇筑技术的应用[J].华东公路，2018（1）.