浅析大跨度连续刚构桥挂篮施工技术的应用

何志伟

摘要：在桥梁工程施工建设中，连续梁作为重要部分之一，具有变形小、承载力大等特点。在实际施工中，挂篮施工作为施工重点。本文就结合巴河特大桥案例，重点探究大跨度连续梁刚构桥挂篮施工技术，具体内容如下。

关键词：大跨度连续梁;刚构桥挂篮施工技术;应用

1、引言

近几年，随着科技快速发展，悬臂挂篮施工技术逐渐完善，有效处理大跨度连续刚构梁施工建设中各项问题。特别是在跨河、跨海等建筑施工中，不但能够有效处理由于地形、地势等因素引发的施工技术问题，也能防止由于桥梁施工导致的生态环境破坏问题，对树立“绿水青山就是金山银山”的理念和保证工程施工质量有着重要意义。

2、工程概况

巴河特大桥主梁为95m+180m+95m预应力混凝土结构连续刚构，主梁采用双幅单箱单室截面。主梁0号块施工完成后，在其上拼装主梁悬浇施工挂篮，开始悬臂段主梁施工。主梁悬臂段采用两幅三角斜拉式挂篮对称施工，每幅挂篮设计控制重量约115t。主梁挂篮施工顺序为：移动挂篮、绑扎钢筋、浇筑节段砼、张拉主梁预应力束（先张拉腹板、顶板纵向预应力束，再张拉竖向预应力束，最后张拉顶板横向预应力束）。如此反复进行完成悬臂对称浇筑，在完成边跨现浇段混凝土浇筑一个月后，施工合拢边跨，再安装中跨合拢段劲性骨架骨架，完成顶推后，进行连接。悬臂端一般采用水袋法配重，并在一天温度最低时完成中跨合拢段浇筑，施工过程中随着混凝土的浇筑对应对称放水。

箱梁为三向预应力结构，采用单箱单室截面，箱梁顶板宽12.1米，底板宽7.0米，外翼板悬臂2.55米，箱梁顶板设置成2%单向横坡。箱梁跨中及边跨支架现浇段梁高3.5米（箱梁高均以腹板外侧为准），墩顶0#梁段高为11.5米，从箱梁根部至中跨跨中，梁高以1.6次抛物线变化。箱梁腹板在墩顶范围内厚3.0m节段80cm变化到4m节段50cm;箱梁节段间腹板厚度变化采用4m长度渐变过渡。0#梁段横隔板内梁段底板厚度为250cm，腹板厚度为100cm。全桥共设24道横隔板，其中0#横隔板厚度为150cm.，另15、16号截面及21、22号截面设置加劲横隔板，增加箱梁整体受力性能。

3、大跨度连续梁刚构桥挂篮施工技术

3.1挂篮设计

结合设计图纸，本次工程中连续梁节段最大重量为1#梁段，节段体积：67.9m?，节段重量：179.9t。 60+100+60m连续梁各节段参数表见表1：

结合白龙江特大桥连续梁悬臂梁段施工要求及挂篮施工要求，综合考虑挂篮施工特点、用钢量、钢材种类、操作工艺等数据，采用三角形挂篮的方法进行连续梁悬臂梁段施工。在挂篮走行模式选择时，主要以滑行式为主，挂篮行走时稳定系数不得小于2.0[1]。一般情况下，挂篮由主桁承重系、底篮、悬吊系统、锚固系统等部分组成。挂篮总图见图1、图2、图3、图4 ：

3.2挂篮安装

在加工厂拼装件和散件运送到施工现场以后，需要在完成加工厂拼装件工作后才能拼装自加工厂拼装件及散件运抵现场后，待0#块张拉完成后即可进行拼装。

a、按设计位置布置挂篮主梁的下滑道，清理0#块桥面，两侧下滑道的顶面抄垫水平。

b、由于挂篮的主梁单件重量较重，无法组拼后安装，故挂篮的两组大梁在已浇筑的0#块上直接安装。为确保主梁拼装时的安全，采用Φ32高强精轧螺纹钢筋将主梁与0#块梁体临时锚固后，吊机才能松钩。

c、主跨侧挂篮主梁拼装时先将主梁及连接系、后锚梁安装完毕，铺设下滑道，纵移主梁及锚梁系统至设计位置。纵移时需保证抗倾安全系数不小于2，同时在挂篮后侧挂保险溜绳。

d、安装挂篮后锚吊带、后锚梁等，只有永久后锚固装置安装及主梁抄垫可靠并检查无误后，才能安装挂篮的其它结构。

e、按设计位置安装挂篮的中、前上横梁，由于箱梁顶面的标高有2%的横向坡度，故横梁抄垫时一定要抄密实。

f、组装后下横梁。后下横梁在安装前，将吊带的扁担梁与后下横梁一同组拼，后下横梁安装时先在梁内利用后短吊带将其固定牢靠，再将箱外的2根后长吊带安装就位。

g、前下横梁安装： 前下横梁的安装是一个难点，为确保施工的安全及可操作性，在挂篮前下横梁安装前，先将底模平台的挑梁安装就位，挑梁的一端安装于后短吊带上，另一端在前上横梁中间两个长吊带处用钢丝绳进行悬挂。挑梁懸挂之后，再与前上横梁的中间两长吊带连接起来。此时需要在挑梁上铺设脚手架及安全通道，两外侧的长吊带在底模纵梁铺设完成后再进行连接。

h、安装平台纵梁： 底模平台的纵梁与横梁之间采用螺栓连接，螺栓采用Φ22的普通螺栓。底模纵梁铺设完毕，铺设木模系统，同时将底模平台前端的安全通道搭设完毕，安全通道的外侧用钢管搭设1.2m高的安全栏杆，并铺设完整的脚手板及悬挂安全网。侧平台纵梁也可拼成整体后，通过卷扬机直接从地面起吊安装。

i、安装外侧模板： 挂篮的外侧模板利用0#梁段的外侧模板.外侧模可用中、前上横梁吊起前移到位。

j、挂篮安装完成后，用经纬仪对中，拨正挂篮中线位置，抄平挂篮，用吊带调整标高，经中线水平检查无误后，便可以进行A1#、B1#梁段混凝土施工。

k、挂篮安装时中线及标高控制

中线控制：在0#梁段上放置全站仪，将轴线打到模板上，与桥轴线和底板几何中心比较，确定挂篮位置，如有偏差，用倒勾在主梁上反拉直到与中线吻合。

标高控制：测量控制时，后视点标高为0#梁段标高，前吊点标高=设计标高+挂篮弹性变形+挂篮自重引起的对结构的下挠。

3.3、挂篮安装质量要求

挂篮拼装必须严格按照挂篮设计图及拼装顺序进行拼装。

吊杆使用前必须验收合格，安装时必须保证垂直。

滑道要求安装平直，在滑道的顶面涂一层黄油。

挂篮的安装要求保持水平、同高、稳定。

挂篮安装严格按照高空安全操作规程进行操作。

挂篮安装完成后，根据设计要求挂篮及其附属设备重量不得大于70t。

挂篮安装完成后，需经安质和技术部门检查验收后才能进行下一步施工。

3.4、挂篮预压

a、挂篮试压的目的：

为检验挂篮实际承载能力，确定施工最不利条件下挂篮的安全可靠性，使用前必须进行试压，并通过试压检查結构的安全性，并消除挂篮自身非弹性变形，测得挂篮弹性变形值，根据测得数据绘制荷载—变形关系曲线，为线形控制提供重要数据，并根据测得的数据，推算各阶段挂篮浇筑施工时的竖向位移。

主桁架属空间结构，受力较为复杂，特别是主桁节点板，上横梁及主桁锚固点处的受力复杂，变形及内力难以准确分析，为此试压试验主要测试主桁架的受力变形情况，同时通过挂篮主桁架的受力变形情况，对该挂篮的安全性进行综合评定。

b、试压方案：

为了使试压加载过程和实际施工工程受力状态相符合， 采用堆积砂袋进行仿真试压加载。在0#段上模拟混凝土荷载分级进行加载。

c、加载工艺

将挂篮的轨道、主桁架、底模架、走行体系、吊挂体系，模板体系，锚固体系，按施工状态全部组拼完毕。

检查各部位的几何尺寸是否符合图纸要求，各锚固点锚固的是否牢固。

对模板进行调整，使底模架处于水平状态，外侧模板处于立模状态。

采用砂袋作为加载荷载进行分级加载，加载按50%、80%、100%、120%进行加载。

d、加载荷载：单侧最大加载量为最重节段（1#段179.7t）设计荷载的1.2倍（即215.64t），按50%、80%、100%、120%进行加载，即89.85t、143.76 t、179.7 t、215.64t。

e、加载准备

各个项目所需主要仪器及设备如下：

f、测点布设：

整个挂篮的稳定性，分别对三角形主桁纵梁、前横梁和后锚梁的挠度值进行监测。

g、加载试验

挂篮加载前对挂篮进行全面的检查，并对挂篮的各观测点进行测量，合格后方可进行加载。

采用砂袋对挂篮进行加载，加载到设计荷载的50%时，停止加载，荷载持续至少30分钟。

分别测试主桁架位移，填入预定表格，待桁架稳定后方可进行下一级加载。

按以上步骤，分别将荷载增加到等效荷载的80%、100%、120%，稳定后即可进行有关项目的测试。

加载稳定后按100%、80%、50%、0进行卸载，并分别测试主桁架的挠度，填入预定表格。

对数据进行整理、分析，绘制出试压过程弹性—变化曲线图，得出挂篮的塑性变形及弹性变形，为连续梁悬灌施工线形控制提供可靠的数据。

h、要求及注意事项

严密组织试验测试，统一信号，统一行动，除指定的现场指挥人员外，其它人员不得直接指挥加载。

开始加载试验前，应对挂篮系统进行一次全面的安全质量检查，确保杆件连接的安全可靠。以后每做一级试验，均应对整个挂篮进行一次全面检查，才能进行下一级试验测试。整个加载过程中，必须有专人对挂篮进行观察，一有异常，应立即停止加载。

加载过程中应认真做好各项试验数据的记录，如发现异常情况，立即中止加载，分析出原因后并采取相应措施后，方能继续进行。

3.5混凝土浇筑

在大跨度连续刚构桥梁施工中，混凝土浇筑在技术上有着严格要求。首先，材料质量是保证工程整体质量的关键，所以，需要对施工材料质量进行检查。其次，采用悬臂挂篮技术进行大跨度桥梁的主体施工过程中，需要保证混凝土浇筑的均匀性，防止由于桥墩两侧荷载比较大而发生线形控制失效现象，或者由于浇筑中断而造成桥梁箱体结构缺失，因此，需要做好混凝土浇筑进度控制工作，并控制好混凝土搅拌和运输过程，既不能由于混凝土无法及时供应而发生施工中断现象，也不可由于等待浇筑施工偏差而出现混凝土离析[1]。最后，在混凝土浇筑时，需要根据科学要求进行处理，从施工远端按照从底板到腹板，再从顶板到翼板流程操作。

4、结束语

总而言之，因为大跨度桥梁工程数量增多，挂篮施工技术应用逐渐普遍，所以，加强对挂篮施工技术要点的分析，可以积累更多挂篮施工经验，改善大跨度桥梁工程施工质量，提高大跨度桥梁工程施工效率。并且，在未来发展中，通过对挂篮施工技术改革创新，更好缩短大跨度桥梁的施工期限，保证大跨度桥梁工程施工质量。

参考文献：

[1]付豪.连续梁刚构桥施工中的问题浅析[J].四川水泥，2017（07）：36.

[2]杨小珠.浅谈大跨度刚构桥施工技术控制策略[J].交通建设与管理，2020（01）：78-79.