中铁九局集团第七工程有限公司 沈阳
摘要：挂篮是悬臂施工中的主要设备，常用于跨铁路既有线、公路、江河的连续梁施工。按结构形式可分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式4种。本文以菱形挂篮为对象，阐述其在跨河的连续梁施工中的应用。
关键词：挂篮；施工周期；成本
1 前言
辽阳宏伟大桥工程全长802.59m，全线无平曲线，由主桥、引桥、引道三部分组成。桥梁主桥为4跨大跨径变截面连续箱梁桥，单箱双室结构，长度380m，跨径布置为(70+120+120+70)m；两侧引桥采用连续箱梁形式，西引桥长80m，跨径布置为2×40＝80m；东引桥长120m，跨径布置为3×40＝120m。桥位处现状主河道宽度约320m，桥中心线与河道夹角为90°。由于主桥处在主河道位置中，所以主桥采用挂篮悬臂浇注法施工。主桥为70m+120m+120m+70m双幅单箱双室变截面预应力混凝土连续箱形梁桥，共有6个零号块，1#～16#悬浇节段各12个，中跨合拢段4个，边跨现浇段4个。主桥悬浇梁的3#墩～5#主墩均在水中。
目前，常用的挂篮有菱形挂篮、三角形挂篮、贝雷桁架挂篮、牵索挂篮等多种形式，由于菱形挂篮刚度大，变形小，结构简单，杆件受力明确，所以，宏伟大桥主桥采用菱形挂篮进行施工。
2 挂篮结构说明
菱形架是挂篮的主体,也是挂篮的主要受力结构；吊杆是结构的传力部分,它的作用是将底模平台自重及其上部荷载传递到菱形架和已浇筑梁段的底板上；锚固系统是一个平衡体系,它的作用是平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩以确保挂篮施工安全；底模平台是施工人员的工作面,它提供的操作场地可以使施工人员完成其支模、钢筋绑扎、混凝土浇筑养护、预应力筋张拉等工作；外模板采用组合钢模板,它可随梁的变化而自由调整。内模系统由由木模板和钢模组合而成，挂篮整体可在已经张拉锚固并通过临时支座与墩身连成整体的梁体上移动，每节段绑扎钢筋、支设模板、浇筑混凝土、张拉预应力等工艺均在挂篮上进行，完成本节段施工后，同一T构两侧挂篮对称向前各移动一节段，按上述步骤进行下一节段悬浇施工，如此循环。
3 挂篮安装
（1）清理弹线：清理0#段及1#段梁顶面，根据挂篮尺寸、桁架中心间距，以箱梁中腹板的中心线为基准，将轨道中心线弹在梁面上；
（2）找平、安装支座。
（3）安装菱形架：先将菱形架在地面拼装成为整体，用吊车将菱形架吊上梁面吊至桁架预定的立放位置，并锚固。
（4）安装横向连接系：将挂篮上、下连接系拼装为整体，分别吊至主桁架上，与三个菱形架连接为整体。
（5）后锚固定：将扁担梁放置在桁架后锚节点上，用Φ32精扎螺纹钢穿过扁担梁与预埋在梁内的螺纹钢连接，将主桁架后端锚固在轨道梁上。
（6）安装前上横梁：将提升千斤顶、精扎螺纹钢和前上横梁组拼成整体，吊至桁架前端连接固定。
（7）安装后吊杆：安装底锚垫梁，将后吊杆穿过垫梁和箱梁底板，安装好。
（8）安装底模系统：在地面组装底模平台，用两台吊车配合将底模系统提升到位并穿入吊杆。
（9）安装外侧模：将外模架与模板组装成整体，穿入纵移滑梁，提升至箱梁翼缘板下，穿入精轧螺纹吊杆，再将侧模与底模连接。
（10）调整立模标高：根据梁段设计尺寸、挂篮变形值和线形控制提供的数据，调整模板至立模标高，固定。
4 悬浇梁施工
挂篮经过试验，并征得监理工程师的同意后进行悬臂梁的施工。悬臂梁施工按以下顺序进行：
a、外侧模及底模就位后并校对位置后，绑扎底板钢筋及钢筋定位架。
b、绑扎腹板钢筋及安装预应力束管道。
c、支设内模，设内模支撑及搭设顶板支架并铺设顶板模板。
d、绑扎顶板钢筋、穿预应力波纹管、支设封头端模。同时，安装预留孔的预埋件。
e、标高计算应结合现场监控数据。
经自检及监理工程师检查合格后，方可浇注该梁段混凝土，悬臂段浇筑混凝土时要对称、平衡施工，设计不平衡偏差不得大于设计允许数值，梁段浇筑自悬臂端向后分层浇筑振捣。使用插入式振捣器时，振捣时不得碰损预应力波纹管及钢筋骨架。
4.1挂篮的前移
a、前移步骤：
（1）、安装走行轨道，在轨道表面涂润滑油。拆下底模后锚杆、松解外侧模后锚杆，并确认模板已经和混凝土脱离，外模板落在底模走行纵梁上；拆除主桁架的后锚杆让走行配重梁的走行轮与走行导向梁接触，放松底模前吊杆，使底模离开梁体100mm左右。
（2）、进行走行前的安全检查，重点检查部位为挂篮三个轨道是否相对水平和与桥轴线平行，轨道锚固和支垫情况，挂篮前后支座，挂篮上是否有人员在作业。
（3）、每片菱形架各用一个20t的千斤顶，带动挂篮底模、侧模及内模系统同步前移，滑行时对接缝进行处理，进行修补和处理时挂篮不能移动。
（4）、到位后及时安装底模后锚杆，与已浇筑梁段的底板混凝土锚固，安装外侧模导向梁吊杆和挂篮主桁架后锚固装置，并与已浇筑梁段顶板混凝土锚固，将临时受力状态变为永久受力状态，确保施工安全。
挂篮施工工艺流程见图2：
4.2合拢段施工方法
合拢顺序为先边跨后中跨。边跨悬浇的最后的16#节段纵向预应力钢束张拉完毕后，挂篮前移，使得挂篮前端支撑在现浇段上，形成吊架，中跨合拢段施工采用挂篮作为吊架，在16#段施工结束后，其中一侧的挂篮后退，另一侧的挂篮前移。
边跨合拢时，在合拢段设有劲性骨架，并张拉临时合拢束，合拢段混凝土达到设计强度后，张拉合拢预应力钢束，张拉完毕后，应拆除悬臂施工中设置的墩顶临时支座，完成体系转换，其中临时张拉的合拢束应在最后放松后重新张拉至设计吨位。中跨合拢工序与边跨合拢一致。
5挂篮防护及拆除
5.1底模及上横梁的防护
挂篮结构根据前面所述，在底模平台上增加防护平台防止杂物落入河中，污染河水，同时也为施工人员提供作业空间。挂篮底模外露部位底部设置型钢骨架，底模前横梁边界外扩2米，底模后横梁外扩1.5米，底模下部用槽钢[100间隔1.5米等间距布置，槽钢与底模横梁之间均用螺栓连接，方便拆卸，槽钢上铺设铁板，为了防止施工中钢筋、混凝土、石子或其他杂物掉落到桥下。底模四周设置1.7米高的50×50×2.5mm方钢管的围栏，且在围栏外侧用1mm厚铁板围护，高度为1.7米。
如下图所示：
在前上横梁底部焊接50×50×2.5方钢管，间距为1.5m，长度为2.5m，两侧各外延950mm，四周设置高为1.2米的护栏，保护作业人员，护栏材料为50×50×2.5方钢管，顺着前上横梁方向布置，与底部方钢管焊接，在立杆上布置两道横杆，第一道横杆距横梁底尺寸为400mm，第二道横杆距第一道横杆600mm。然后在前上横梁底部的方钢管上铺设木胶板，以方便作业人员进行上部作业。
5.2挂篮拆除
由于3#墩～5#墩均处在河中，挂篮拼装时所在位置为1#段，在临时筑岛上进行，因此，挂篮在完成16#节段及中跨合拢段的施工后向后移，移到临时筑岛的位置后再拆除。
在进行14#、15#、16#节段的施工时，预留2.5m×1m的孔，为了方便合拢后箱梁内部的材料及物品顺利取出。内模系统的滑梁及模板等部件在第10个节段施工结束后，拆除并落到箱梁内底板上，待合拢段施工完成后，与合拢段劲性骨架等构件从14#段、15#段的顶板预留孔取出。
挂篮拆除顺序为：底模及侧模系统→前上横梁→后走行配重梁→走行导向梁
后吊连接梁→菱形架→前支座
6 总结
辽阳宏伟大桥工程主桥施工所用的挂篮的锚固和走行不依赖于腹板处的竖向预应力钢筋位置。其结构是在菱形架下的前端设置前支座，在支座下部安装前走行轮，前走行轮在钢轨上行走。将后走行轮安装在后配重梁的下端，将走行导向梁通过精轧螺纹钢筋穿过顶板预埋孔锚固在箱梁顶板的混凝土上，后配重梁与菱形架用高强度螺栓连接，后走行轮在走行导向梁下滑动，连同挂篮整体向前移动，走行导向梁既起到了引导方向的作用，又起到了原结构中反扣轮的作用。
这种结构不需要使用钢枕和轨道扁担梁，节省了大量的钢材，减少了挂篮整体的制作周期，同时，不用安装各种附属的零部件，省去了大量走行前准备的时间。每次走行结束后，锚固导向梁的精轧螺纹可从预埋孔中抽出，能循环使用，节省了大量的锚固筋。该挂篮的应用为宏伟大桥的竣工节省了工期，节省了大量的成本，同时又保护了太子河的环境。
论文作者:王帅
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/27
标签：挂篮论文; 锚固论文; 菱形论文; 桁架论文; 横梁论文; 预应力论文; 混凝土论文; 《基层建设》2016年5期论文;