探讨桥梁工程中悬臂现浇箱梁挂篮法施工技术

宋安庆

浙江交工国际工程有限公司 浙江 杭州 310000

随着国家经济的快速发展，建筑业的建设技术也在快速发展。作为一种重要的建设项目，现浇箱梁的施工质量对整个建筑工程甚至是建筑行业都有很大的影响，它既能够减小对施工现场环境所带来的不良后果，又能够减小桥梁出现病害的几率，从总体上来说，减小了对现场自然环境的影响，而最主要的是桥梁挂篮悬臂浇筑施工，它的质量的优劣将会对整个施工的进度和效果产生直接的影响。

1 悬臂现浇箱梁挂篮法施工技术概述

悬臂式浇注方法是利用在墩身两端各设有一个独立的工作平台，并配合部分断面，利用一个均衡的悬臂式将混凝土浇筑进去，并给予一定的推力。主要装备为一对用锚杆固定的活动挂篮，与墩身梁端组成为活动的一体，其余部件采用模支、钢筋捆扎、混凝土等方法固定。

1.1 工作原理

挂篮法是一项崭新的施工工艺，在一定程度上可以看作是挂篮法的一种。与其它建筑方式相比，其优势非常明显。首先，在施工过程中，我们可以按照工作量的大小，采取分段悬臂的方式，也就是，可以先对桥梁的悬臂进行施工，然后再把挂篮转移到下一段，然后再进行下一段的施工和建设。合理运用施工方法和技术，能够有效地提升施工的效率，加速施工的进度。从某种意义上来说，它更像是一种承载结构。然而，这一问题却极易被各建设单位所忽略。所以，在对挂篮的刚性程度、稳定程度和各项属性进行具体的设计时，一定要仔细地考量，才能保证建设工程的品质和施工结果的安全性。

1.2 特点

本技术应用于桥梁施工，具有以下三个特征：

(1)在建立变型系统时，推荐选择水力起动方式，以保证挂篮能够按照预先设定的程序运行，从而达到整体运行的目的；

(2)实际工作中，一般都会加强主承重部件的力学特性，根据所受负载的强度数值，选择钢材挂篮来代替负载或进行二次考虑，并从多个角度对其力学特性的衰减进行分析；

(3)从一定意义上讲，混凝土的强度和硬度对工程的效益有一定的影响，目前的做法是估算出挂篮的承载能力，然后根据挂篮的受力情况，对其进行强度的计算，并根据挂篮荷载的指数进行计算，同时对混凝土的材质进行检验，然后才能进行施工。

2 桥悬臂现浇箱梁挂篮法施工技术的实施要点分析

2.1 混凝土浇筑技术

在进行混凝土浇筑之前，一定要认真核对振捣棒的数目，并且要保证所有的工作人员都已经就位。在施工中，必须对砼的坍落度进行严格的控制，以确保振捣的质量。拆下内模后，应及时喷砼养护剂。待混凝土初凝后，将混凝土内部固定的管道拔除，此外还要对所使用的混凝土数量和浇筑时间进行严格的控制。

2.2 挂篮预压技术

在挂篮安装完毕后，对挂篮进行了稳定性、刚度和强度的试验，以消除其不弹性变形。为了防止主梁因前部偏移而引起主梁变形，需要测量主梁受力与位移的关系。并可依据工程的具体情况，对其进行适当的调整，达到减少工程造价的目的。在预压法中，采用张拉钢绞线的方式，采用预先埋设的地锚法将钢绞线固定，然后采用油压式千斤顶进行分步预压法，见图1。

图1 挂篮预压技术图

2.3 连续梁合拢技术

在实际施工中，由于某些原因，项目结构的真实状况可能会发生变化，因此，必须对其进行相应的调整，而要确保调整的精度，就必须对观测点的测定工作，对水准点和中线进行测量工作。根据不同施工阶段和步骤的具体扰度变化，将扰度曲线进行分段，然后确定每个阶段前缘施工所立模型，并通过计算得出理论值。

3 桥梁工程中悬臂现浇箱梁挂篮法施工技术应用

本课题所研究的工程是一条高速公路的一部分，该桥的主要构造形式是悬浇预应力混凝土可变高连续刚构箱梁，其中支点的梁为4.4m，两侧支点的梁高为12.6m，箱梁两侧的腹板在垂直方向上高度相等，而底部是横向的。在桥梁上部结构中，采用双薄壁墩法，采用钻孔成组桩基。在桥梁项目建设中，它是非常关键的一项施工工作，悬臂现浇箱梁挂篮法的施工质量将会对整个项目的施工质量和工期产生严重的影响。本文将对悬臂现浇箱梁挂篮法在施工中出现的问题进行全面、详细的分析，并找到有针对性的改善措施，从而提升整体箱梁工程的施工质量。

3.1 挂篮悬浇段施工

挂篮的设计是以挂篮的最大节段为基准，以挂篮的最大节段为基准，进行挂篮横断面的设置时，应充分考虑挂篮的节段和节段的设计需要。当桥的横向部分为单箱形时，则采用一个挂篮就可以实现全部的横向部分。对于采用多个箱形截面的箱形梁桥，在施工中采用多个挂篮，以增加挂篮的机动性。就挂篮而言，其设计荷载共有6大类：模板重量、挂篮自重、振动器重及振动力、最大节段混凝土重量、施工人群荷载、油泵重量和千斤顶，要根据项目的具体情况进行计算。为了确保挂篮的平稳性，既要兼顾挂篮的安全，又要兼顾挂篮的自重。

3.2 挂篮的制作安装

3.2.1 挂篮制作

要按照设计图纸规定的几何尺寸、精度、材质要求以及技术要求，对挂篮进行制作和加工，在这个过程中，不能随便改变挂篮的各个设计参数，在对挂篮的各个杆件进行加工之后，再进行挂篮试拼。挂篮的主要技术指标是：挂篮的重量为51.75t；挂篮主桁架最大变形小于20mm；挂篮底部蓝色最大变形不超过26mm；施工纵坡偏差为3.5%。

3.2.2 挂篮安装

（1）测量放样

将挂篮安装段位置处的杂质清除干净，然后用测量组在箱梁两边腹板顶面的位置将每组轨道（一对挂篮共两组轨道）的中心线放开；在此基础上，以中心线为基准，对钢轨上的单根型钢端部边缘及端部边缘进行放样，放样方式为“弹墨”。放线完成后，由技术人员检查确认后，继续进行下一步的施工。

（2）轨道铺设

采用M20灰浆或黄砂对人行道的铺装进行平整，平整层的高差应符合规定的±2mm。待砂浆达到强度后，可以重新进行放样线，而且可以进行行驶轨道的铺设。在轨道安装的时候，在前支点位置处的轨道垫梁必须加密，安装好的轨道必须平整、顺直，轨道顶面两侧高差≤5 mm。在对轨道钳的行走轮进行安装之后，对两组轨道的间距进行复查（设计两组轨道间距为6.20 m)，在检查无误之后，可以进行垂直精轧螺纹钢轨道上压梁的施工。精轧螺纹钢使用的是套筒连接，当轨道上压梁从每根精轧螺纹钢中穿过的时候，在轨道上压梁顶面使用100 kg/m螺母垫片进行固定，在固定结束之后，再对轨道间距（单组轨道两工钢间距为60 cm）进行检查。在桥面上设置前支架，并按桥面斜度调节前支架的高度。为了保证工作的安全性，将反向扣轮组合装好后再插入安全销，见图2[1]。

图2 挂篮安装施工图

（3）主桁架施工

主桁架为菱形结构，在现场安装的时候要注意插头和螺钉一定要上好，以免插头掉下来。将整体式主体构架置于导轨上，用两只吊钩将其牢牢地固定住，并对构架的平面和垂直进行调节。调节完毕，后桁架与前部支架用螺钉联结并紧固，而主桁架的后部锚杆和导轨反扣轮组则用锁钉联结并紧固。在每个主桁上都设置一个后锚压梁，每个主桁上都有4个带螺帽的钢筋（后锚）。安装完毕，检查后锚的垂直性，确定后锚的垂直性。将后锚与横梁连接，并将其与A3型钢梁焊接在一起。在进行平联的安装时，使用的是手拉葫芦来进行固定，在固定完毕之后，再用螺栓将平联上的角钢与14#角钢进行焊接，使用的是满焊，焊缝长度为8 mm以上。

（4）横梁安装

用塔吊将后下横梁吊起，并在0#块的部位用手动的吊车将其拉直，再用吊带（Φ32精轧螺纹钢）进行连接。使用塔吊将前上横梁吊到桁架顶端指定位置，之后再将吊杆吊带垫梁安装好，设立吊杆吊带（Φ32精轧螺纹钢），之后将前下横梁与吊带进行连接。按照箱梁的全宽布置底部和底部的蓝色纵向梁（在箱梁底部的距离是50 cm/节，在侧翼的距离是70-100 cm/节），每个纵向梁都要与底部的后横梁和前面的下横梁进行焊接，并且要有至少6 mm的焊缝。

（5）外滑梁、外导梁安装

外滑梁与箱梁外模板一同，在施工现场进行拼装，在拼装完毕之后，用塔吊吊到后下横梁和前下横梁之间（底兰纵梁安装时已将箱梁外模板安放位置留有空间），之后进行外滑梁和外导梁的安装，按照施工顺序，在后锚端承重吊架在前面，滚动吊架在后面，并用螺栓进行连接。

（6）安装挂篮底篮

按照挂篮底篮的平面大小，将底蓝色的模板组装到底蓝色的纵梁上，然后按照底篮的前、后两个横梁和悬架等对应的位置，在组装平台上进行定位，按照定位进行底篮模板的组装，底部模具要保证连接牢固，两个模板之间要用双层胶粘，在组装过程中要特别关注模板横向桥梁方向的定位，以免不能与侧面模具无缝连接。当底部模板完成后，将底部模板与纵向钢筋焊牢[2]。

（7）安装内滑梁

在尾部，前面是一个承载吊车，后面是一个辊式吊车，用一根（φ32精轧钢筋）将内滑梁与一根螺钉相连，然后用一根螺钉将其紧固。

（8）安装内模板

在施工现场，将内模板进行组装，使用塔吊将其直接吊起到箱梁的制定位置，然后与挂篮的底部进行组装，将其组装成一个整体。

3.3 挂篮行走及移位

在挂篮悬吊施工中，先张拉预压在梁体上的钢筋，再拆掉模板，在拆掉底模后，将外滑梁与主体框架的一侧牢固锚定，再采用倒链条进行侧向悬吊。在已浇注混凝土的部位，铺设与最长混凝土模具相同的导轨，并与原导轨焊接，使之成为一个整体。通过在挂篮运行时，将吊点与预留孔位进行拼接，使整体结构更加牢固、稳定。

3.4 钢筋绑扎施工技术要点

在钢筋的绑扎工作中，要按照设计图纸的要求，使用塑料波纹管，使用高强度、低松弛的预应力钢索。在实际工程中，若钢筋与管线的安装位置有抵触，则应进行相应的调整。

3.5 挂篮拆除

当梁体完成后，将底篮放倒地面，就可以将挂篮从安全区域中移除。

3.6 挠度控制

每日定时，认真观察每一期悬臂弯沉的变化情况，以8:00-9:00为最佳观测时刻。在每一期工程结束后，都要画出变形曲线，以便于对变形进行控制和校正[3]。

4 挂篮施工难点

在吊车架设过程中，吊车的选型技术是吊车架设过程中的重点和难点。挂篮的选用，既要保证挂篮满足实际工程的需要，又要与桥面承载力所规定的要求相适应。通过实验研究发现，三角式挂篮具有平衡能力强、节点数目偏少、不易发生形变、施工流程简单及工程体系相对完整等特点，因此在桥梁工程建设领域中表现出了良好的效率。在桥梁连续梁挂篮施工过程中，挂篮起到了非常关键的作用，其规格大小、类型均与其自身的价值能否得到充分的体现有关系，这就需要施工人员在工程建设早期对挂篮的组成有一定的认识，挂篮结构主要包括了主桁架、模板、悬吊、行走以及锚固等系统。技术人员也需要认真检查全桥承载结构的有关资料，给予承载体系更高的关注。在项目施工中，使用到的最大承重数是标准的承重参数，为了保证项目施工的品质和施工的平稳性，可以通过交叉的计算方式来对承重桁架进行规划[4]。

5 挂篮施工中需注意的问题

5.1 箱梁节段间施工缝处腹板裂缝

在实际施工中，若挂篮的整体刚性不够，则在混凝土浇筑时，挂篮会发生较大的变形，最后造成挂篮调整不畅的现象；此外，还会存在混凝土浇筑过程中出现错误的情况，从而造成后端混凝土裂缝的严重情况，针对这种情况，可以采取如下措施来解决：①增加挂篮的刚性，从而进一步减轻变形现象；②混凝土由前到后进行浇筑；③尽量使混凝土的初凝时间达到最长。

5.2 箱梁腹板斜裂缝

箱梁设计时，由于腹板设计过薄，竖向预应力张拉不充分，竖向预应力筋锚头腐蚀等原因，使箱梁腹板产生较大的倾斜裂缝，可以采取如下对策：（1）在进行竖向预应力张拉时，利用测力扳手进行张拉过程的控制，防止预应力的流失；（2）在封锚前，对锚头沟槽进行认真的清理，并恰当的涂上防锈涂料[5]。

5.3 箱梁跨中腹板竖向裂缝、跨中下挠

一般情况下，由于张拉预应力的过度损耗和纵筋的不充分，会引起腹板的竖向开裂；结果表明，预应力筋腐蚀、管线注浆不充分和锚固质量差是造成预应力损失的主要因素。针对这一问题，可采取如下措施：（1）为防止预应力的流失，应使其充分张拉；（2）在施工时采用低收缩混凝土，并且在浇筑时要严格控制混凝土的密度；（3）对断面尺寸进行严格的控制。

6 结语

总之，由于悬臂挂篮工艺简单，施工效率高，因此，它受到了桥梁施工行业的广泛欢迎，特别是在大跨度和规模大，施工难度高的相关工程中，它得到了越来越多的运用。随着国家基本建设的发展，这项技术也得到了进一步的发展。其中，挂篮技术作为其核心技术，其灵活性、安全性等方面都需要进一步提高，以更好、更快速的满足现代化桥梁施工的需要。