【摘 要】挂篮施工技术在相对于其他施工技术，具有结构轻、拼制简单方便、无压重等优点，在连续梁、连续钢构桥及预应力混凝土斜拉桥施工中得到广泛的应用。本文结合某桥梁工程实例，对悬灌梁边跨现浇段挂篮施工技术进行了详细的介绍，并对其施工效益进行了分析，为类似工程施工提供参考借鉴。
【关键词】悬灌梁；挂篮；施工技术
0 引言
随着我国国民经济的快速发展，我国的交通建设也在不断发展，桥梁工程作为重要的交通构筑物之一，其工程建设也越来越多。近年来，悬臂挂篮施工技术以其施工技术简单、施工工期短、施工成本低等优点，在桥梁工程中得到了广泛的应用。而边跨现浇段施工作为悬灌梁施工中的重要组成部分，研究其挂篮施工技术具有重要的理论意义和实际意义。基于此，笔者进行了相关介绍。
1 工程概况
某桥梁工程主桥下部为双薄壁空心墩，桥墩高度为105m；钻孔灌注桩基础，桩径2m，深50m。主桥上部为预应力混凝土连续刚构，跨径布置为(100+180+100)m，由两个190mT构组成对称结构，主桥总长380m。箱梁顶宽为12m，底宽为6.5m，箱梁为单箱单室断面。箱梁根部梁高为11m，跨中梁高为3.5m，腹板厚度分别为0.7m和0.5m，底板厚度由中部的0.35m按1.6次方抛物线变化至根部的1.3m。箱梁采用纵向、竖向双向预应力结构，纵向预应力采用大吨位群锚体系，竖向预应力采用精轧螺纹钢筋锚锚固体系。上部施工方式为悬臂施工法。边跨段浇筑总长度为10.76m，设计砼方量162.0m3，梁高3.5m，现浇段离地面高度为53m，边墩位于陡峭山崖上。
2 施工技术特点
(1)边跨承重结构采用自行设计刚桁架进行支撑承重，桁架系统可采用工厂化加工生产，现场拼装施工、成本低、施工速度快等特点。避免了传统支架法施工过程中需要高空作业拼装焊接和拆除的风险，从而节省了工期，降低了工程成本。
(2)边跨承重结构采用桁架和挂篮相结合的施工方法，极大地增强了边跨的承重能力，避免了传统边跨托架法施工过程中对边跨体积要求严格，承重能力不足导致的施工安全风险。
(3)桁架结合挂篮进行施工，减小了传统支架法和托架法施工过程中对地形地质条件、边跨墩身高度、边跨浇筑体积等外部施工环境条件要求高，施工的困难，平衡配重施工工艺复杂，并且对边跨墩身不产生因预埋件造成的墩身破坏，保证了墩身结构的外观质量。
3 施工工艺
3.1 挂篮结合桁架式导梁的构造
其构造和布置如图1所示，它由桁架导梁系统、挂篮系统、模板系统、平衡配重系统等组成。
3.2 施工工艺流程(见图2)
4 施工方法
4.1 桁架式导梁预制加工
(1)桁架式导梁是整个边跨现浇段系统承受荷载的主要结构，即需要满足施工方便的需求，也需要满足承受荷载的需求。在进行加工制作时考虑到安装的便捷性和节约工期时间的要求，将桁架式导梁在预制加工厂进行提前焊接加工，待预制件加工完成后在加工场地进行预拼装，对单片桁架进行受力预压，满足要求后方可运输至施工场地内。
(2)考虑到桁架承重受力的特点，桁架上下弦杆采用2根16Mn型槽钢双拼作为主承重结构，桁架腹杆采用2根14普通工字钢双拼作为主承重结构，将腹杆同上下弦杆进行焊接，焊接质量必须达到焊接规范要求。焊接过程中需确保上下弦杆的平整度，在焊接过程中进行洒水降温，预防因焊接过热导致上下弦杆发生扭曲变形现象产生。桁架加工构造见图3所示。
4.2 挂篮结合桁架式导梁系统的安装
(1)首先对整个悬吊系统受力分析可知，后横梁系统为整个受力系统最薄弱处，首先需对后横梁系统需进行加固处理，为保证梁体底板能够满足不利条件下施工荷载，在后横梁锚固处对底板进行加强，增设一道箱梁同标号砼的横梁。后横梁同吊带连接处采用自制锰钢板、销轴进行连接固定，锰钢板同销轴连接处采用套丝工艺进行加工。
(2)将挂篮移至轨道距离砼端面50cm处，拆除挂篮底模系统以便于安装受力主桁架，利用Mn型钢吊带通过已浇筑节段底板预留的后下横梁孔连接后下横梁，挂篮前上横梁直接悬吊挂篮前底横梁，调节挂篮前横梁和后横梁高程至便于安装主桁架。
(3)在已施工的引桥侧采用起重设备将桁架式导梁逐榀安装到墩顶和挂篮的前横梁及后横梁上并锁死固定。桁架式导梁同边墩预埋设钢板进行焊接固定。桁架安装完成后在桁架靠近墩身侧穿设1根长工字钢横梁将桁架连成整体，后期用于拆卸底模系统用。
(4)桁架式导梁安装完成后进行底模铺设，底模铺设同传统工艺相同，这里不再赘述。底模铺设完成后进行边跨现浇段侧模支立，侧模采用挂篮外模进行加工改造，支立方式同传统工艺相同。
4.3 挂篮结合桁架式导梁预压
挂篮结合桁架式导梁底模及侧模安装完成后，为保障施工过程中的安全性，需对整个系统进行预压，边跨预压重量应按连续梁边跨现浇段及边跨合龙段施工过程中最不利状况进行考虑，由于边跨箱梁现浇段边跨墩身部分荷载直接作用在墩顶部，对边跨箱梁现浇段边跨导梁系统不构成荷载作用，不进行考虑，箱梁导梁系统上仅作用其余块段的重量。边跨施工段采用钢材和砂袋(1.4t/袋)共同堆载，按照先底板，再腹板，最后堆载顶板和翼板的顺序进行。为了确保施工安全，加载按照40%→60%→80%→100%→120%逐级加载，T构另一端头利用水袋进行预压。沙袋分成每级堆码，堆码后沙袋重量同预压重量相同。边跨现浇段导梁预压时，钢材和砂袋堆码同T构中跨一端进行对称进行加载，加载过程中派专人指挥，避免出现荷载偏压的情况，严禁一端加载，一端空载情况发生。在加载的过程中，采用应力计对桁架应力情况进行观测并测量固定点桁架的变形情况，观测并记录相应应力值和变形量数值。
4.4 平衡配重的施工
边跨现浇段施工中由于梁体作为承重结构的一个支点，未合龙中跨之前，需保证整个悬灌梁的重量平衡，在悬灌梁的两侧采用水袋加载进行平衡配重。根据现边跨浇段重量、底模系统重量、边跨合龙段重量计算出成桥后所在节段所承受的荷载，所承受的荷载即需预加载的水的重量，根据需加载的水的重量定制加工水袋，水袋必须安装闸阀和流量计，在每个T墩的两端节段上安装定制水袋，采用水泵接入流量计向水袋中加水压载直至设计压载重量为止，浇筑砼过程中根据浇筑重量同步释放预加载的水的重量已保证整个悬灌梁的平衡，严禁悬灌梁在浇筑过程中两边不等重平衡。
4.5 桁架式导梁体系应力监测
(1)在对桁架式导梁进行施工过程前需对整个桁架体系受力工况进行软件模拟分析，通过采用Midascivil软件对桁架式导梁法施工过程中荷载进行模拟分析研究，桁架式导梁最大变形值为1.5cm，桁架式导梁系统最大内力为357.3kN。得出桁架式导梁支撑体系能够满足施工荷载要求。Midascivil软件模拟分析结果如图4、图5所示。
(2)由模拟施工荷载工况软件分析可知需监测的应力及变形位置，根据模拟施工荷载工况下的变形位置埋设相应的应力感应装置，在施工过程中根据浇筑混凝土体积通过计算得出混凝土浇筑重量，由专人进行施工过程中的桁架变形及应力监测，得出监控值。钢桁架变形监控值见表1。
5 质量要求
(1)建立健全质量保证体系，做好技术交底和各工序、工位之间操作工人的培训工作，每道工序安排专人负责，技术人员要跟班作业。完善质量管理体系，将责任落实到人头。
(2)桁架式导梁采用Mn钢材料槽钢，钢构件其它材料均采用Q235型普通钢材加工制作，钢板材料特性应符合《低合金高强度结构钢》(GB/T1591－2008)的规定，其制作应符合《钢结构施工规范》(JT/T784—2010)的规定。
(3)在桁架式导梁安装前必须仔细检查菱形挂篮位置，后锚系统，前后横梁悬吊系统等，保证桁架安装连接的可靠性和稳定性，桁架式导梁安装需满足施工规范和设计图纸要求。
6 效益分析
6.1 经济效益
与传统边跨支架法施工相比，采用挂篮结合桁架式导梁施工代替传统钢管立柱作为主要承重受力结构，对于高边墩而言大幅度的减少了钢材的使用数量和预埋件的数量，节约了建筑材料。挂篮结合桁架式导梁施工简单，同传统的支架法施工相比，大幅度地减少了人工成本。施工过程中，仅仅材料成本费用及人工安装费用节约了54.5万元。
6.2 工期效益
与传统的支架法施工相比，采用挂篮结合桁架式导梁施工法进行连续梁边跨施工，可以对钢构件进行预制加工，加工完成后安装极其简单，大幅度缩短了施工工期，在该大桥施工中，该项施工技术在连续梁边跨现浇段施工中缩短了工期10d。
6.3 质量效益
与传统的支架法施工相比，采用挂篮结合桁架式导梁法施工，无需预埋件，减小了对墩身结构的破坏，保证了墩身施工的质量。挂篮结合桁架式导梁法施工采用挂篮和墩身作为钢结构的受力支点，极大地提高了挂篮结合桁架式导梁系统的承重能力，减小了施工的复杂难度，保证了施工安全。
7 结语
综上所述，本悬灌梁边跨现浇段挂篮施工技术减少了钢材的使用数量和预埋件的数量，降低了工程的施工成本，同时还大幅度缩短了工程的施工工期，保证了工程的施工质量及施工安全，对同类工程的施工具有重要的参考价值。在挂篮施工过程中，施工人员要严格按照施工技术要求进行施工，同时还要加强对工程施工质量的控制，从而确保桥梁工程的质量和使用性能。
参考文献
[1]何煜民,王锋.连续梁桥边跨现浇段挂篮悬浇施工技术[J].西南公路.2016(02).
[2]邱念领.梁济运河特大桥悬灌梁施工技术研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报.2014(04).
论文作者:曾江
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/8
标签：桁架论文; 挂篮论文; 横梁论文; 荷载论文; 系统论文; 过程中论文; 施工技术论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;