中铁大桥局上海工程公司 上海市 201803
摘要：挂篮悬臂浇筑施工使用少量施工机具设备，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交桥，而且施工不受跨度限制，跨度越大，其经济效益越高，所以大跨度连续梁桥常采用挂篮悬臂施工。本文将围绕悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用进行探讨。
关键词：悬臂挂篮技术；桥梁；施工应用
1导言
随着城市化进程的加快和科技和经济的发展使得一些基础设施被大量的兴建，桥梁的施工就是其中一种。在一些贫苦、艰险地区经常会跨越深谷、河流，在交通发达地区和城市区域经常要跨越既有道路。作为桥梁施工中应用最为广泛的技术，悬臂挂篮技术保证了建筑整体的结构稳定性，此外它还是空中作业的平台，总之这项技术在整个施工过程中发挥着巨大的作用，本文就针对于这项技术在桥梁施工中的具体应用进行如下的表述。
2悬臂挂篮技术
2.1概述
悬臂挂篮技术主要被广泛应用在大跨度连续梁桥的施工过程中，采用这种技术就是在悬臂浇筑的过程中利用挂篮作为施工建设的主要设备。经过施工技术的不断发展和完善，在实际的桥梁建设过程中，挂篮的形式是多种多样的，包括：自锚式、压重式和斜拉式，其中，我国桥梁建设中应用最为广泛的是自锚式。而自锚式中，又以自锚平衡式运用的最多，这种形式具体可以细分为桁架挂篮、菱形挂篮、三角形挂篮、上导梁挂篮、下导梁挂篮、斜拉式挂篮，斜拉式具有变形程度小、重量轻以及结构简单等优点，主要用于斜拉桥梁施工。，采用组合式的形式是经过长时间的具体实践后总结出来的一种更加完善的结构。
2.2施工原理
采用悬臂式挂篮应用于具体的桥梁浇筑施工过程中在结构上更加轻巧、操作上更加方便，同时也省去了利用机械化设备的成本支出。采用这种施工形式实现了分段式的施工作业，在完成一段梁段的浇筑工作时，需要进行预应力的锚固以及挂篮的向前移动，然后即可以继续下一段的浇筑，采用这种施工形式，节省了大量的施工时间，也使施工的过程变得更加简单和方便操作。同时，由于采用这种形式需要在施工过程中将挂篮悬挂在悬臂上，这使悬臂既成为了操作的平台，又是整个装置的承重结构，因此在进行挂篮的设计时要充分考虑到稳定性、强度和移动性等因素，在保证挂篮自身重量处于一个较轻范围的同时，还要保证这种施工形式的安全和合理，挂篮自重一般控制在施工最大节段重量的0.3-0.5之间。
3桥梁施工中悬臂挂篮的施工工艺
悬臂挂篮技术在桥梁施工中，相对比较简单，已有较多的成功案例；但对其中的重点工艺进行分析与总结是必要的，此项工作有利于规范挂篮技术在桥梁施工中的应用，现分析如下。
3.1挂篮的制作与吊装
悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用，首要技术工艺为制作挂篮并吊装。制作挂篮应该按照相关技术规范的规定进行，挂篮在制作的过程中，需要严格遵循图纸的要求，维护挂篮的结构安全，防范其在吊装时的潜在坠落风险。确定挂篮稳固后，再进行挂篮吊装。首先，在挂篮吊装前，需要排查桥梁施工现场，全面熟悉悬臂挂篮的吊装环境，还要检查设备、工艺流程等，以免影响悬臂挂篮的吊装质量；然后根据挂篮的吊装流程，一边检测吊装的安全性，一边在吊装时采取必要的安全防护措施，防止挂篮及其部件掉落，以此提升挂篮吊装现场的安全施工水平；最后检验吊装后挂篮的安全性，确认稳定可靠后方可投入施工。挂篮的制作与吊装是整个悬臂挂篮技术的重要环节，是悬臂挂篮施工质量的保障，有利于提升桥梁工程的施工水平。
3.2挂篮预压试验
挂篮预压试验主要针对桥梁悬臂挂篮技术中引用的新挂篮而进行，一般在拼装前采用两件对拼，通过钢绞线张拉加载进行主桁架等构件的测试，以防止因挂篮对非弹性变性造成安全事故的发生，使施工人员的安全以及桥梁施工的质量得以保证。而在进行构件预压试验的同时，施工中也需做好荷载试验工作。其目的在于将悬臂挂篮承载度进行测量，通常情况下，相比最大节段的重量，悬臂挂篮的荷载应为其二倍左右。为使立模标高得以确定以及箱梁线性的保证，在进行荷载试验时需将挂篮试验中所发生的变形情况做好记录。
3.3挂篮中的混凝土浇筑
在采用悬臂挂篮技术施工的桥梁中，悬臂挂篮在桥梁施工中可以承担很大的荷载，不论是在材料、设备的运输上，还是在移动性能方面，都具有明显的灵活优势，混凝土浇筑在悬臂挂篮中完成，主要得益于稳定的结构。浇筑前期，需要在悬臂上检查结构的预埋件，如钢筋、锚固连接件等，确定准备齐全、位置准确且固定可靠后，方可进入浇筑阶段，混凝土的浇筑环节较为复杂，需要严格控制悬臂挂篮中的混凝土浇筑，尤其是浇筑的细节，每次浇筑位置、方量，两端对称、左右对称等控制，由此才能保障混凝土的浇筑质量，确保悬臂挂篮的安全性能。混凝土浇筑容易受到外界环境的干扰，施工中需要根据桥梁工程现场附近的环境因素适度调整工程进度，以此来保障混凝土浇筑的基础效益，防止浇筑后出现质量缺陷。
4桥梁施工中悬臂挂篮技术的应用案例
现以宁波市轨道交通1号线二期工程跨穿山高速连续钢构桥梁施工为例，分析悬臂挂篮技术的实际应用，具体的设计思路与应用如下。
4.1案例简介
该连续刚构梁为（40+60+40）m跨度，主跨跨越穿山高速，与高速公路交角58度，净高7.3～8.1m。属于重点施工部位，箱梁位于缓和曲线+直线上。箱梁为等宽梁，梁顶宽为9.2m，梁底宽为4.5～3.8m，顶面平坡。
主梁横断面采用单箱单室截面，中墩支点处梁高3.5m，边墩支点处及跨中处梁高2.0m，桥梁外侧悬臂长2.0m，悬臂端部厚度0.20m，悬臂根部厚度0.5m。顶板厚度为0.27m；腹板采用等斜率斜腹板，厚度为0.40～0.60m；底板厚度为0.30～0.50m。主梁最大悬臂长度29.0m，0#节段长10m，1～6#节段均为4.0m；最重悬臂节段约重80t，挂篮重量按40t控制设计。
4.2悬臂挂篮的设计思路
该桥悬臂挂篮技术的设计思路：需要考虑分段长度因素，同时还应满足载荷设计的需求。该桥的悬臂挂篮设计还应考虑桥梁的箱梁部分及整个桥面的宽度，因为该桥梁工程的横截面为箱体结构，可以直接采用一个挂篮，相比多箱结构的悬臂挂篮较为简单。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分析该桥悬臂挂篮的载荷设计，如：（1）模板载荷，以0.8-1.0kPa为基础，后期可以根据模板的实际尺寸进行调节；（2）振动载荷，根据振动器的具体情况，设计挂篮模架，载荷设计值应高于振动器载荷的4倍；（3）悬臂挂篮上承载的施工人员的载荷，估算为2kPa；（4）最大梁段的载荷应符合自重载荷的要求。（5）灌注混凝土及空载行走时抗倾覆系数：K≥2.0。
该桥梁工程悬臂挂篮技术的设计思路为：
（1）菱形挂篮主桁结构承受悬臂浇筑施工过程中的全部荷载，其结构采用槽钢和钢板组合而成，各桁节点均为钢节点。两片菱形构架之间设横向连接系，保证施工及行走稳定性，其连接方式为铰接。
（2）后锚固系统是通过主桁架平衡施工过程中全部倾覆弯矩，由后勾板、垫梁Ⅰ和后锚分配梁通过φ32精轧螺纹钢筋和主桁组合并锚固于已浇筑的箱梁节段上。后锚固钢筋工作前要进行预拉，预拉15t确保无异常后方可用于锚固。
（3）吊挂系统是利用吊带通过框梁将底模平台、侧模、内模悬吊于待施工节段的装置，分为底模平台吊挂系统、外侧模和内顶模吊挂系统。
（4）挂篮行走要求两片主桁必须同步，走行速度不大于10m/h，在接近梁段1.0m处应减速。挂篮行走应选择无风或微风时进行。两只挂篮行走应对称、同步进行。
4.3悬臂挂篮技术的应用
该桥悬臂挂篮技术的应用依照规范的工艺进行，其中比较重点的技术环节是挂篮的加固和各环节的检查落实情况。该桥梁工程的悬臂挂篮技术的加固要点分析：（1）横系梁加固，此部分加固主要是避免竖向的裂缝，可以适当粘贴角钢强化结构的稳固性；（2）弦杆加固，弦杆是应该重点保护的位置，较容易出现裂缝，严重破坏悬臂挂篮的结构稳定，此处偏重于加强弦杆的抗剪强度，利用U型钢箍加固。
（1）挂篮运行状况下的检查
①挂篮前移前，应确认预应力已张拉压浆完毕；
②走道梁安装位置应严格按施工图办理，其间连接牢靠，并与竖向筋锚固，锚点间距不得大于1.2m，走道梁连接处必须锚固，接头处要平齐无台阶；
③上下游走道梁采用细砂铺垫抄平，上下游侧走道梁顶面标高高差≤3mm；
④挂篮移动前，应具体检查以下内容：a、底平台、外模是否与砼面间有5cm 以上的间隙；b、外模固定是否牢靠，支承、悬吊系统是否稳定，受力是否均匀；c、后锚固点、后吊带等障碍物是否均已拆除确保挂篮走行无障碍；
⑤挂篮移动过程中，两前支点不同步应小于 3cm，主梁与底平台不同步应小于5cm；
⑥挂篮移动过程中，应密切注意前方是否有障碍物，并注意观察挂篮各部分的变形、模板支撑等情况；
⑦挂篮前移速度≤0.5m/min，速度均匀，移动挂篮作业应连续不间断；
⑧为保证挂篮前移同步，可在走道梁上明示走行刻度；
⑨挂篮走行过程中，应用拉杆或钢筋等将前后支点临时连接，以确保走行刚度；挂篮前移时，其前端伸臂上严禁站人和堆放机具材料；悬浇施工时，应尽量减少挂篮上的施工荷载；
⑩挂篮前移以及在砼灌注时，除后锚装置外，尚应有其他可靠的保险措施，以保证挂篮纵向整体倾覆稳定性。前移就位后，应尽快安装各锚固装置，为便于内滑梁前移，施工前一节段时，应注意预留相关孔（尽量利用后锚预留孔），当风力大于5 级时，不应进行移动挂篮作业。
（2）挂篮灌注状况下的检查
①挂篮前移到位后，将后锚梁锚固好，用千斤顶将前支点顶起，用钢垫块将前支点与走道梁之间抄垫牢固，使前支点处于良好的受力状态；后支点应利用后锚固装置，使其与走道梁之间脱空不受上拔力，各吊带限位座底下必须用钢垫板抄垫并楔紧。
②混凝土灌注前，应对新老砼交接处进行重点检查，尽量密贴，以免漏浆或出现错台；
③混凝土浇注前，除对挂篮、模板、预应力管道（预应力筋）、钢筋、预埋件、节段间接缝作检查签证外，还应由各相关部门对混凝土原材料、配合比、机械设备、砼工厂及输送泵等进行全面检查并汇签，以保证浇注顺利；
④混凝土浇注过程中，应重点检查挂篮前支点、后锚点、各吊带锚固点的受力情况；派专人检查模板，并对挂篮沉降进行观测，以便发现与设计不符时利用各紧缩装置及时进行调整；
⑤对于挂篮上的Φ32 精轧螺纹钢筋吊杆，除采用双螺帽锚固外，还应对螺杆进行绝缘处理，避免电弧灼伤；同时，锚固点或吊带处应做红油漆标记，便于检查；
5桥梁施工中悬臂挂篮技术的质量控制
该桥梁施工中悬臂挂篮技术的影响比较大，工程施工时需要严格控制悬臂挂篮的施工质量，为整个桥梁工程提供可靠的技术支持。故应规范并严格执行悬臂挂篮施工中的质量控制措施，如：全面考察施工现场，按照技术方案中的内容预测可能出现的技术问题，提前控制预防，以免悬臂挂篮施工过程中出现质量缺陷；监督悬臂挂篮施工的现场质量，排除潜在的质量隐患，协调关系并完善施工现场；严谨、科学的验收是悬臂挂篮技术在该桥梁的施工中取得良好应用的保证，因而必须实行安全验收的环节，各环节验收责任落实到人，并执行复核检查制度。确认合格后才能进行下一阶段的桥梁施工，实现悬臂挂篮技术的应有价值。
6结束语
悬臂挂篮施工技术的进步和完善，施工机械化程度的提高，加上电子计算机辅助进行桥梁结构内力分析计算及施工控制，使悬臂挂篮施工法成为现代大跨径桥梁建造的主要施工方法，这也推动了桥梁进一步向高强、轻型、大跨方向发展。
参考文献：
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[2]赵健邦，石福龙.桥梁施工中悬臂挂篮技术分析[J].中华民居（下旬刊），2014，04：201
论文作者:王庆国
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/18
标签：挂篮论文; 悬臂论文; 桥梁论文; 锚固论文; 技术论文; 载荷论文; 混凝土论文; 《基层建设》2016年1期论文;