连续梁桥挂篮悬臂施工法浅议

茅欢明

摘要：悬臂浇注法施工已经在国内得到了广泛的使用，文章首先对这一施工方法的优点进行了简单列举，然后对常见的形式进行了分类汇总，并提出了几点该工法的设计施工建议。

关键字：连续梁桥挂篮；悬臂浇注法施工；大跨径桥梁施工；挂篮设计

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）06-0166-02

悬臂浇注法施工从20世纪60年代由前西德首先使用以来，发展至今，已成为修建大中跨径桥梁的一种有效施工手段。由于悬臂施工的技术含量高，设备投入少，施工方便，而且现在的箱梁应力和弯矩分布更加合理，故越来越多地在大跨径桥梁中应用。

所谓悬臂浇筑施工法是把桥体沿桥梁轴线分成若干节段，从桥墩附近开始使用挂篮对称在两侧就地浇筑混凝土的施工方法。在桥梁工程上施工大跨度箱形梁之类的连续钢构桥墩时，先施工桥墩，由桥墩向两侧先施工一段箱形梁，等到它的强度达到设计值时，在这段悬臂梁上用挂篮向前伸出后再支模板，再浇筑一段梁，反复这样，直到由两侧施工的悬臂梁最后在中间相遇合龙，桥梁结构部分施工完成。因此，悬臂浇筑法是应用悬臂挂篮（活动脚手架）悬挂在已浇注梁段上，进行主梁悬臂浇筑的一种施工方法。悬贸浇筑法的主要设备是挂篮。挂篮在施工时是附属在桥体上的一个临时结构，除求受挂篮自身重量外，要考虑浇注一个节段混凝土的最大重量，因此不但要求挂篮自身轻，强度安全可靠，而且要求刚度大，变形小，保证混凝土浇筑施工质量。同时需要移动灵活，拆卸方便，操作安全等方面的要求。挂篮的一般构造由主析承重系统、模板系统、锚固与平衡重系统、悬吊及调高系统、走行系统和工作平台（作业台）几部分组成。

一、悬臂施工的优点

悬臂施工方法从发明到现在，只不过短短的40多年，之所以能够被广泛地应用，正是因为它具有许多独特的优点：

1．适用面广、经济性强。悬臂施工比较适用于大跨径桥梁，对于跨越河道、沟谷更加适用，而且受地形影响小。适用于多种桥梁类型，如梁式桥、刚架桥、拱桥、斜拉桥等。当桥梁跨度越大、桥跨越多，则越能体现挂篮施工的优越性，也就越经济。

2．效率高。悬臂浇筑可以减少施工机具设备，避免大量支架，吊装等程序，一次成型，简化了桥梁施工程序。由于施工的主要作业都是在挂篮中进行，实现机械化和循环重复作业，容易实现连接及中跨合拢，有利于高效率工作和保证施工质量。

3．线形好。节段浇筑采用长线法，长线法是在按梁底曲线制作的底模上分段浇筑砼的方法，能保证梁底线形。

4．误差小。悬臂浇筑机械化程度高，便于在施工中不断调整节段误差，提高施工精度。

二、挂篮的形式与构造

连续粱悬臂浇筑施工国内早期大多采用平行衍架式挂篮，随着建桥工程的发展，挂篮形式出现多样化，挂篮结构越来越轻型；受力越来越合理。目前按构造形式可分为衍架式、斜拉式、型钢式及混合式；按走行方式可分为滑动式和滚动式；按平衡方式又可分为全压重、半压重和自锚式。

（一）衍架式挂篮

衍架式挂篮型式又可分为平行弦衍架无平衡重挂篮（简称平弦无平衡重挂蓝）、菱形衍架式挂篮、弓弦式挂篮等。

1．平弦无平衡重挂篮的代表工程是三门峡黄河公路桥。此挂篮由于其自重大，只是在早期使用比较多。

2．菱形衍架式挂篮具有结构简单、受力合理和一次移动到位的特点，其结构简洁，受力明确、空间大，施工人员操作方便，普遍受到欢迎。代表工程是南京长江第二大桥北汉大桥，其主桥主跨为165m，是目前国内悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥中跨劲之首，挂篮重与节段混凝土重之比仅为0.31，自重较轻，由此而使挂篮加工、运输、拼装、移动、拆除等方面都比较省力。它是选用菱形衍架式挂篮作为悬臂浇筑的主要设备。由主衍架、前上横梁、前、后吊装置、底模架、内外侧模板和走行及钳固装置等组成。

3．弓弦朽架式挂篮因其主衍的外形似弓状故而得名，又称曲弦衍架式挂篮。其实弓弦朽架式挂篮是从平行衍架式挂篮演变而来，桁高随弯矩大小而变化，受力比较合理，减轻了挂蓝自重；还可在安装时施加预应力以消除非弹性变形，取消平衡重，所以一般重量较轻。在虎门大桥辅航道桥施工中，连续刚构为270m，梁高变化为5～14.8m，最大节段混凝土重为240.5t，而挂篮总重为88.7t，挂篮重与混凝土重之比为0.37，它比南京草场门桥的指标还低。而且草场门桥为滑动走行方式，该桥为滚动走行方式，整体模板通过精轧螺纹钢筋传力的标高调整系统，结构受力明确，自重小，结构刚度大，移动灵活抗风能力强，可用于多箱梁悬臂施工。主桁架采用万能杆件拼装成弓弦式，形似动物老鹰，亦称鹰式挂篮，它的缺点是杆件数量多，制作较麻烦。

（二）斜拉式挂篮

斜拉式挂篮又可分为三角斜拉式、斜拉自锚式和滑动斜拉式三种：

1．三角斜拉式，又称斜拉组合式挂篮。它是在平行衍架式挂篮的基础上，将受弯桁架改为三角形组合梁结构。由于设置斜拉杆的受拉作用，将大大降低了主梁的弯矩，从而使主梁能采用单构件实体型钢。由于挂篮结构较轻，除尾部锚固外，还需配置压重。其底模平台及侧模支架等的承重传力与平行桁架式挂篮基本相同。代表工程有湖北沙洋汉江桥和杭州钱塘江二桥等。沙洋汉江桥施工采用挂篮重56t，而配置平衡重需50t，挂篮重与最大梁段重之比为1.06。

2．斜拉自锚式挂篮没有采用常规的垂直吊杆传力，而是通过4根主斜杆将全部荷载传于已成梁段，挂篮主要有主导梁系、桁架走行系、模板系、动力锚固系等几部分组成。这种挂篮形式在株洲湘江公路大桥上首次使用，亦称TREB110-I型挂篮，采用斜拉闭合受力体系。

3．滑动斜拉式挂篮，除具有上述挂篮的优点外，挂篮重量更轻，而且不用托架就能灌注1号梁段，挂篮成型不存在接拼挂篮桁架问题，施工周期短；挂篮构造简单．变形小，是比较受欢迎的一种挂蓝型式。不足之处是挂篮水平力制动装置尚不够理想，有时发生小量变形；对4根斜拉带的受力缺乏检测手段。

三、改进挂篮设计施工的建议

鉴于国内挂篮使用的日益增多，设计及使用方面已积累了丰富的经验，现在有必要也完全有可能在总结现有挂篮优缺点的基础上，予以改进和优化。下面就此提出一些建议：

（一）挂篮施工应进一步考虑规范化

1．荷载系数、荷载组合、操作要求等重要指标做出量化的指标体系。

2．挂篮设备尽可能系列化和规格化，这样有利于上述指标体系的建立，有利于提高挂蓝的利用率，降低建桥成本，提高工程质量。

（二）做好测量工作

悬臂施工尚需对桥梁和挂篮的稳定性和可靠性进行计算，对挂篮的受力、变形、安全性进行验算。同时关注砼的收缩、徐变引起的变形和应力重新分布，温度变化对悬臂施工的应力影响等。

（三）加强施工安全措施

设计安全防护装置，使之成为整套设备的必要组成部分。个别桥已在挂篮上发生过事故，保证人员在高空操作时的安全至关重要；挂篮每次行走后必须及时锚固好；施工中注意及时检查锚固点。

四、结语

由于连续梁桥悬臂浇注施工法的种种优点，它在操作方便、缩短工期等方面具有很大优势，在大跨径连续梁桥施工中不失为一种很好的方法。实际操作时，由于悬臂浇筑施工各种挂篮各有持点，应该根据不同的桥挎、桥型，因地制宜地来选择使用；挂蓝的型式、构造和使用操作也在不断地发展和成熟，我国亦积累了丰富的设计和施工经验。但是还有不少问题需要进一步研究和解决，还有不少的内容需要进一步完善和提高。

参考文献

[1]陈克济．TREB110-工型挂蓝的设计与试验[J]．桥梁建设，1989，（1）．

[2]张继尧，王昌将．悬臂浇注预应力混凝土连续桥梁[M]．北京：人民交通出版社，2004，（1）．

[3]杨英波．预应力悬臂连续梁桥施工[J]．公路交通科技，2008，（12）．