摘要：挂篮目前基本上都被运用在悬臂现浇箱梁施工中，随着挂篮结构形式的多样化及简单化，且挂篮结构技术越来越来成熟，挂篮施工技术已被推广在拱桥施工中，采用挂篮施工现浇代替预制拱桥施工。因此有必要对挂篮结构形式进行分析和总结，为以后同类型拱桥挂篮施工提供宝贵经验。
关键词：拱桥、挂篮、悬臂施工
1 工程概况
新密地大桥位于老密地大桥下游约26米处，桥跨布置为27.5m+22.55m+净跨182m+22.55m+27.5m，全桥长296m。主桥为分幅式结构的钢筋混凝土箱形拱桥，上部结构由主拱圈、垫梁、拱上立柱(部分含横系梁)、横墙、盖梁、简支小箱梁共6部分组成。
大桥主拱圈为净跨 182m 钢筋砼等高截面悬链线箱形拱，净失跨比 1/6 ，拱轴系数 m=1.988 。主拱圈采用左右幅分离式的结构，其中心间距离 15m 。每幅拱箱为单箱双室结构，高3.5m ，宽9.6m 。每幅拱箱分31个节段施工，其中两岸各设一个拱脚搭架现浇段，拱顶设一个吊架浇筑合拢段，其余 28 个均为挂篮悬臂浇筑段，悬浇节段最大长度7.19m(拱轴线长度) ，最大重量 230.78t(3#节段) 。拱顶合拢段长度为2m。
2 主拱圈施工原理
拱圈除拱脚起步段因挂篮安装需要采用搭架现浇施工外，其余节段皆采用挂篮悬臂浇筑成型，合拢段在劲性骨架安装完成后采用吊架法施工。其中1～3号段扣挂锚固于交界墩盖梁上，并通过锚固于两岸引桥墩承台上的后锚索来平衡交界墩盖梁顶的不平衡水平分力，4～9号段扣挂锚固于扣塔中部的锚箱上，并通过锚固于两岸主锚碇上的后锚索来平衡扣塔中部的不平衡水平分力，10～15号段扣挂锚固于扣塔顶的锚箱上，并通过锚固于两岸主锚碇上的后锚索来平衡扣塔顶的不平衡水平分力。
图(2) 施工中图片
3 挂篮构造
悬浇挂篮是主拱圈节段悬浇施工的主要承重结构。拟采用两付后支点侧三角桁架结构形式的挂篮，从拱脚对称的向拱顶浇筑。挂篮由承重系统、行走系统、支反力系统、模板系统等构成。
承重系统由底篮、三角形侧桁架、挂钩及挂钩横联、吊锚杆和斜拉杆构成；底篮由两片三角形侧桁架、前部承重横梁、后反力横梁、中部吊杆横梁、前后中纵梁和后平台横梁、斜撑构成。行走系统主要由滑船、滑槽、千斤顶、反力座及反力轮等构成。支反力系统主要由挂钩铰座、轨道剪力键及滑船限位钢销、后横梁上的可调节支承垫块、止退钢销等构成。
3.1 侧桁架构造
侧桁架采用三角形结构，用宽翼缘H型钢构成上、下弦杆和前后大拉杆(腹杆)，小腹杆采用窄翼缘H型钢，各杆件之间采用高强螺栓连接。挂钩固结于侧桁架的顶端，上下弦杆、斜杆所受力都传至挂钩，挂钩由厚钢板焊接成箱形截面，挂钩部分由于弯矩和剪力都非常大，采用增大截面尺寸，并在转角处设置内倒角以解决局部应力需求。
3.2 底篮构造
底篮主要由前部横梁、中横梁、后横梁、前后中纵梁、前小纵梁及后小横梁、斜腹杆等组成。前部横梁及前中纵梁由窄翼缘H型钢构成；中横梁为中翼缘H型钢；后中纵梁采用钢板加工成H型截面；前部小纵梁为窄翼缘H型钢；后部斜腹杆、小后横梁为双槽钢组合截面；后横梁是由厚钢板焊接成的箱形截面，并根据局部受力需要在与中纵梁交叉部位2.4m范围内进行腹板加厚，箱内根据受力和稳定需要设置横隔板。
3.3 挂钩及挂钩横梁
挂钩是用厚钢板加工成的矩形构件，它与侧桁架相连，支承在铺设于拱箱顶面滑道的滑船上，承担新浇混凝土的重量和挂篮自身的重量。挂篮移动时，挂钩沿轨道行走到指定位置，并通过钢销限位。
挂钩横梁为厚钢板焊接成箱形截面，在浇筑砼阶段与挂钩进行连接，以改善挂钩受力和减少变形，在横梁中部设置两道锚杆与拱箱顶板连接，减少横梁中部上挠度，从而减少挂钩下挠。
3.4 吊锚杆和斜拉杆
在挂钩横梁与拱箱顶板间设置45号钢锚杆。
吊杆对称设置在中横梁与中纵梁交叉点两侧的中横梁上，上端与拱箱底板连接，以减少中横梁受力和变形，从而减少底模板变形，保证相邻段底板接缝的平顺、美观。
斜拉杆对称设置在前横梁与前中纵梁交叉点两侧的前横梁上，每侧两根，上端与拱箱顶板连接，下端采用钢销与前横梁连接，以改善挂篮整体受力和减少前端变形，使前端最大挠度满足要求。
3.5 支反力系统
支反力系统主要由挂钩铰座、轨道剪力键及滑船限位钢销、后横梁上的可调节支承垫块、止退钢销等构成。
3.6 行走系统
行走系统主要由滑船、滑槽、千斤顶、反力座及反力轮等构成。滑船用于支承挂钩铰座，行走时带动挂钩移动。滑槽是用钢板加工成的倒π形构件，它固定在已浇拱肋上，通过滑船支撑着挂钩。千斤顶用于顶升滑船和挂钩行走，反力座通过钢销固定于滑道上，并作为千斤顶反力支撑点。反力轮是由钢套管、钢板和轴承组成的，附着在后横梁上。
3.7 模板系统
模板系统由底模、外侧模、内模及端模组成。内模和端模工地自行设计加工，可用组合钢模板或木模板，以便于内模从横隔板预留人洞拆除。外侧模和底模采用组合钢模板；两侧腹板外模之间及与腹板内模间利用M27对拉螺杆固定；模板内腔可采用脚手架管做支撑杆，以增强模板的整体性。
4 挂篮加工与质量验收
4.1 材料选用
本挂篮施工节段较长、重量大，且各段水平倾角不一致，重力对底篮的作用不仅有沿拱轴法向的分力，还有切向分力，使挂篮受力更复杂，特别是挂钩部位，受力更集中。所选用钢材的主要力学性能指标，材料屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击试验和冷弯试验应满足规范要求，并应有使用材料的出厂证明和材质证明及力学指标，在满足钢材规范要求后，才能用于结构工程。
4.2 高强螺栓的施工及验收
(1) 高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧，初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，初拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记，然后按上述施工扭矩值进行终拧，终拧后的高强度螺栓应用另一种颜色在螺母上涂上标记。
(2) 高强度螺栓施工质量应有下列原始检查验收记录：高强度螺栓连接副复验数据、抗滑移系数试验数据、初拧扭矩、终拧扭矩、扭矩扳手检查数据和施工质量检查验收记录等。
4.3 焊缝的质量要求
按现行规范的有关要求执行。对接焊缝要达到一级焊缝要求，其余焊缝要达到二级焊缝要求。
4.4 构件加工及运输
钢结构加工由具有加工资质的大厂进行，并在工厂进行预拼，合格后才能运输到施工现场。钢结构的运输采用汽车运输，在装车和运输过成中，要防止因振动太大使已经焊接成型的杆件及连接板发生变形。
5 挂篮安装与拆除
5.1 挂篮的安装
挂篮安装前，应进行预拼，合格后利用两组运输天线进行挂篮安装。挂篮直接在拱脚第1段上进行安装。先安装行走滑道并定位好滑船，每侧设置三节滑道交替前移，每块滑道底板伸入拱背预留槽内防止滑道下滑。滑道安装完成后，再安装三角形主承重桁架。两片主承重桁安装完成后，再利用天索吊点配合安装后横梁，上升止退钢销防止下滑，并安装后支承垫块。安装后横梁时，两侧三角形主承重桁架前、后端应用倒链滑车临时吊挂于拱箱预埋环上，防止纵向倾覆。然后安装中横梁及吊杆，安装前操作平台，安装后中纵梁，安装前中纵梁及前部大小横梁，安装后平台其它连接杆件，再安装挂钩横联。最后安装模板及斜拉杆并拆除临时稳定用倒链滑车。
5.2 挂篮的拆除
挂蓝拆除可按安装相反的顺序进行，拆除前用四付倒链滑车临时吊挂三角形主承重桁架前后点，防止倾覆。
6 结束语
在该工程施工过程中，经过参建各方人员密切联系、相互配合、精细计算，严格履行相关手续，以高度的责任心对待每一工序，定期开展挂篮系统、锚锭系统、塔架系统及悬浇节段等测量与监控，加大对检测数据的采集、分析力度，使主拱圈成桥以后的外观、线形及应力满足设计及规范要求，确保工程施工质量。
参考文献：
[1] 《桥梁悬臂施工与设计》（人民交通出版社）；
[2] 《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000；
[3] 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ 82-91。
论文作者:陈启武
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：挂篮论文; 横梁论文; 桁架论文; 拱圈论文; 系统论文; 滑道论文; 角形论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;