预应力混凝土连续梁悬臂浇筑挂篮施工工法

陈钊

【摘 要】 随着我国经济的迅速增长，我国的道路交通事业也蓬勃发展，日益成熟，不断涌现一些大跨、高墩，或结构特殊、造型新颖的桥梁项目，而产业的发展趋势使桥梁在施工方面受到了许多新的挑战，从而促使施工工艺的形成，挂篮悬臂浇筑施工法就是其中之一，近几年在桥梁施工中得到了很广泛的运用。下面笔者就挂篮的结构特点及分类，施工法的特点及适用范围和具体悬臂施工法进行论述。

【关键词】 预应力混凝土；连续梁桥；悬臂浇筑；挂篮

一、 挂篮的结构特点及分类

如今挂篮的种类形式很多，其构造也各不相同，但通常由承重结构、锚固装置、走行系统、工作平台组成。挂篮的主要受力构件是承重结构，施工所用设备、新浇筑的部分都需要由它来承受，然后再由支点、锚固装置将所承之力传到以被完成施工的梁上。走行系统既可采用轨道，也可采用四氟乙烯滑板，电动卷扬机一般可以充当牵引动力，其包含牵引和尾索保护装置。被设置在挂篮尾部的后锚固，通常在挂篮浇筑混凝土倾覆时起到稳定性的作用，而其实现方法通常利用被埋在梁肋内的竖向预应力筋。当后锚固装置起到的作用不够时，还可以运用尾部压重一系列的设施。

挂篮的分类方式繁多：一是材料分类法，如万能杆件、贝类梁等，他们分为两种：制式杆件组拼、型钢加工制成；二是承重结构分类法：桁架式、斜拉式、钢板梁式、牵索式；受力分类法：斜拉式、垂直吊杆式、刚型模板；抗倾覆平衡分类法：压重式、锚固式、半压重半锚固式；走行分类法：一次到位、两次到位；移动分类法：滚动式、滑动式、组合式。

挂篮的主要用于支撑模板，承受新浇筑的混凝土重量，工作平台可为张拉、灌浆提供场地，还可用于调整标高。正因为挂篮具有这些功能，对其的要求也很高，需要有足够的强度、刚度、稳定性、移动灵活性、自重轻等。下图为常见的挂篮形式。（如图1）

二、 施工法的特点及适用范围

挂篮悬臂浇筑施工工法之所以能在桥梁施工中运用如此广泛，主要有以下几个特点：一是模板不需要进行支架施工，因此桥下不存在被交通或者障碍物的影响；二是可以很好的控制把握施工的质量，尤其是桥梁变形相关问题；三是施工时，其活动范围相对集中，免除了对周围环境的影响，也便于施工安全方面的管理；四是不易被外部周围环境影响，从而不会影响施工的进度；五是可以节约施工成本，如挂篮可以重复使用、模板支架、清楚障碍物等。[2]

由于挂篮悬臂浇筑施工工法不会受到外部周围环境的影响，如通航、洪水、流冰和深谷等，因此可以减少或者去除临时支承的设置，从而提高施工效率，减少成本，最后致使经济效益的提高。该施工工法适用于跨径大的预应力混凝土悬臂梁桥、T型刚构桥、连续刚构桥和连续梁桥等构桥结构。[3]

三、 具体悬臂施工法

为了进一步论述挂篮悬臂浇筑施工工法的优势与合理性，笔者将举一实例，并对其具体挂篮悬臂现场就地浇筑施工工法的实施进行论述说明。

（一） 工程概况

该工程的大桥为特大型重点桥梁，桥长达10935米。该桥被设定为双向六车道的单层桥，其桥式将做以下的设计和布置：4×30m简支梁+（51+3×80+51）m连续刚构+6.7m+（106+2×160+106）m连续刚构+3×30m简支梁。桥面的宽度设为：15.75m+1.0m宽中央分隔带+15.75m。全桥进行左右半桥分别进行施工。基础除0至2-1墩外均为φ2.0m挖孔桩，0至2-1墩桩径为1.5m。桥的上部采用连续刚构，桥墩采用双薄板墩，边墩为柱式墩，箱梁是单箱单室，底宽8.0m，顶宽15.75m，按三向预应力设计。[1]

（二） 梁部的结构和所用材料

大桥伤部结构为预应力连续刚构，其形式规格为51+3×80+51+106+2×160+106m，截面形式采用单箱单室，箱梁根部的梁高为8m，跨中是3.2m，高跨比分别为l∶20与1∶50，箱梁底宽8m，顶板宽15.75m，顶板厚度50cm，底板厚度：0号段处1.2m，至跨中0.28m。[1]

箱梁采用C50砼。其按三向预应力设计，纵向预应力采用OVMl5-27的锚具，钢绞线采用低松驰钢绞线Rb=1860MPa。锚下控制张拉力是5273.1kN，横向预应力采用OVMl5B-4的锚具，锚下控制张拉力是781.2kN，用250kN千斤顶单根张拉，竖向预应力为由32精轧螺纹粗钢筋，采用YGM型锚具，控制张拉力是543kN。[1]

（三） 挂篮悬臂浇筑施工方法

首先，将梁体分为节段，每2-5米为一个，挂篮是施工的机具，运用其从桥墩开始，进行对称伸臂并逐段浇筑预应力混凝土，该施工方法被称作挂篮悬臂浇筑施工工法。

在前文中，笔者稍有提及挂篮的功能，在这个工程中，挂篮的功能主要有以下几点：可以调整正确的位置对梁段模板进行支承；起到吊运材料、机具的作用；浇筑预应力混凝土和在挂篮上的张拉预应力筋。在施工的过程中，所有的工作都是在工作平台上进行的，如架设模板、安装钢筋和浇筑预应力混凝土、张拉等。待一个节段的全部施工工作完成后，行走系统起到移动挂篮的作用，导链牵引是其前进到下一节段的动力，其中包含前进牵引和尾索保护的装置。

在施工過程中，由于桥墩顶部0#块的圬工数量较大，因此采用悬臂现场就地浇筑法。为了将挂篮拼装，悬臂根部梁段和0#块会采取同时浇筑的方法，支承部分的施工荷载通常运用三角托架，桥墩较高或较低时都能被有效的利用到，如较低时，支架被安置在桥墩基础上或地基上，较高时，在桥墩中部进行预埋支承或设置悬吊式托架。

施工时的钢筋加工方面，预应力混凝土的运输和拌制都要经过详细周密的计划，并且尽量减少运输时间，以便施工。预应力混凝土的运输路线有两种：一是在桥下设置拌合站或者拌合船，然后直接进行吊装或者使用混凝土泵泵将其送到挂篮上；二是将拌合加工站设置在桥头，当悬臂施工合拢段时或路线不通时，可利用支架或者吊装设备将其进行水平运输。悬臂施工中，合拢段非常重要，它必须在当天最低温度时进行施工，并且要一次性快速完成，事后还得随时进行保养。

挂篮悬臂浇筑施工所需的工作时间为6-10天，当然还要考虑到混凝土数量和结构的复杂程度等问题，时间会有所增加或者缩短。施工期间，混凝土早期强度上升的快慢是施工工期快慢的关键点，而混凝土的保养问题是现场浇筑施工中都存在的问题。

挂篮悬臂浇筑法的实施过程中，尽可能的减少施工机具设备和大量的支架，因为当对于需要建造跨越深谷、流量较大的河道、交通量需求大立交桥时，这样的选择安排会使施工更加方便，减少成本，而不受桥梁跨度的限制，往往跨度越大，经济效益反而越高，这也正是大跨度连续桥基本采用该施工法的原因。由于施工时通过挂篮进行的，因此，需要在其外部设置保护措施，以免受到外界气候的干扰，同时，操作的重复对于工作效率的提高和质量的保证都有帮助，还能在施工过程中进行不断的调整，减少误差，提高施工精度。

综上所述：预应力混凝土连续梁悬臂浇筑挂篮施工工法在我国近几十年以来，发展最迅速的新型施工工艺，无论是公路还是铁路的桥梁建设中都能看到它的身影。施工过程中，减少施工机具和支架，可以方便建造需要跨越深谷、大流量的河流及交通需求量大的立交桥，跨度越大的桥梁，经济效益越高，因此它多用于大跨径的桥梁建设中。笔者认为，该施工方法应该不断被完善，推行，为我国的桥梁事业再做贡献。

参考文献

[1] 徐会超；桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术分析[J]；中国高新技术企业；2010年01期

[2] 李志明；范伟；挂篮在预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工中的应用[J]；工业建筑；2002年01期

[3] 李铮；挂篮悬臂浇筑连续箱梁施工工法的应用[J]；世界桥梁；2010年02期