多桁架组合施工挂篮在宽幅矮塔斜拉桥中的应用

蒋建荣，王榴斌

（中交三航局第三工程有限公司，江苏 南京 210011）

挂篮是桥梁悬臂施工中的主要设备。对于梁体宽度达30～40 m，通常是在桥梁左幅与右幅分别设立彼此独立的挂篮，对其分别进行施工，因而难以确保同步的线性控制。本文结合实际项目运用，采用一种多桁架式超宽型桥梁施工用挂篮，可实现桥梁施工过程中全幅宽同时同步进行施工。

1 工程概况

丹阳BT二期工程齐梁路南延工程起于现状齐梁路与122省道交叉处，跨越沪宁城际铁路、京杭铁路、京杭运河，终于312国道。项目路线全长6.988 km，设置主线桥梁3座。其中跨越京杭运河主桥桥型为（70+120+70）m双塔双索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，桥梁总体采用塔梁固结、墩梁分离的形式，主梁采用双箱梁加横梁组合体系。

京杭运河主桥箱梁为单箱三室截面，边腹板采用斜腹板，桥梁顶面宽度达到43 m，两箱梁通过横梁及桥面板连接，箱梁顶面设1.5%横坡，通过箱梁腹板高度调节（见图1）。标准梁段跨间横梁沿顺桥向每隔6 m设置一道，厚度为0.3 m，各横梁均设置人孔以方便施工。箱梁0号块梁段长度为14 m，全桥悬浇段共17×2=34对，1~15号块梁段长度为3 m，16号、17号块梁段长度为3.5 m，合龙段长度为2.0 m。

2 工程特点和难点

1）该工程跨越京杭运河（三级航道），航道繁忙，航道海事等要求高，尤其是净空高度，对挂篮的最低点（特别是移动过程中）有强制性要求。

2） 桥梁宽度很大，达到43 m，由于设计是左右幅整体化，挂篮的整体宽度必须超过43 m。

3）两幅桥梁中间为顶板结合小横梁，净宽达到17 m，且0.3 m宽小横梁的间距为6 m，偶数节段有小横梁，奇数节段没有小横梁，挂篮很难在中间设置主桁架，没有支撑点。

图1 主梁结构示意图Fig.1 Structure diagram of themain girder

4）由于是整体化桥面，挂篮设计时，受力很复杂，属于空间体系结构，计算时必须建立空间模型。

5）由于小横梁的存在，箱室内没法设置整体性钢模和内滑梁，必须每个节段调整内模，且只能选用木模。

6）该桥梁为矮塔斜拉桥，施工时需要特别注意塔柱施工、斜拉索的挂索张拉等与挂篮施工的施工顺序与相互影响，几者必须相互衔接，紧密结合。

3 挂篮设计

3.1 设计原则

图2 挂篮总体布置示意图Fig.2 General layout of the hanging basket

首先从结构安全上确保主体结构（包括每个构配件）满足强度、刚度和稳定性验算要求；从构件适用性考虑，利用既有材料，满足工程实际需要；从经济角度考虑，确保总体构思，细化每个构造部位，细化每个构配件。

3.2 基本思路

先从总体进行考虑，确定采用三角挂篮进行主梁悬浇段施工，每个箱室端设置3片三角主桁架，全桥共24片三角主桁架，同时考虑每片主桁架的受力不一，需选择刚度对应的主桁架，确保刚度均匀。三角挂篮由主桁架，前上横梁，前、后下横梁，前、后吊杆，后锚梁及后锚杆，底模板系统，侧模板系统，行走系统等构成。一端挂篮由6片主桁架和5片横联组成，见图2。

从细节上分析和考虑，主要分析底模系统、滑梁系统和主桁架联结等方面。由于小横梁的存在，两箱室中间17 m范围要充分考虑小横梁的底模和侧模的支立，同时从安全角度出发，将底模系统设置成整体钢平台，使挂篮形成封闭状态。

由于小横梁的存在，使得箱室分割成很多封闭结构，无法使用箱室内定型钢模板结合内滑梁系统，箱室内只能使用组合木模板，滑梁系统转移至底模下方，结合整体钢平台底模设置。

主桁架的联结主要考虑中间宽度的联结，前端的构件设计时按静定结构（大部分按照简支梁结构，安全系数相对较大）计算而确定，主桁架按空间体系结构计算，见图3。

图3 挂篮计算模型Fig.3 Calculation model of hanging basket

经过总体和细部的结合，平面和空间的结合，挂篮最终定型为多桁架式超宽型桥梁施工用挂篮。

4 挂篮拼装、预压及前移

4.1 挂篮结构

主桁架在距离前一个已浇筑好的梁体前端50 cm处设置钢支撑，钢支撑一方面起抄平主梁作用，另一方面方便挂篮行走。主梁上方设置前上横梁（后锚梁），挂篮前端设置22根吊杆，挂篮后方设置15根吊杆，吊杆采用φ32 mm精扎螺纹钢。主桁架后方设置2道后锚梁用于锚固主梁。

左右幅挂篮中间采用桁架联结，加大前后上横梁的截面，利用中间大型钢平台，左右幅形成整体，解决左右幅合幅施工，而且解决了中间部分支撑点的问题。

4.2 挂篮拼装

挂篮安装时按照以下顺序进行：

1）0号块张拉完，清理桥面。

2）在0号梁段上安装主桁架钢支座，用于抄平主梁，方便挂篮行走。

3）主桁架安装应自0号块向前方拼装，两组主桁架拼装结束后，安装主桁架后用钢丝绳手拉葫芦固定，同时连接横联。

4）安装挂篮上、下横梁，并通过吊杆将下横梁分别锚固在上横梁和桥面上。

5）安装前后吊杆，并将吊杆上方锚固好。

6） 安装前、后下横梁，铺设25号工字钢纵梁，并使纵梁与前、后下横梁连接好。

7）安装底模板以及侧模板，并将侧模板锚固好。

8）挂篮预压，并根据预压数据进行挂篮底模标高的调整，之后便可进行钢筋工程、预应力工程和模板工程的施工。

左右幅挂篮中间设置成整体钢平台，长度为18 m，一方面给箱梁内侧提供良好的施工平台，且为封闭施工区域，使得施工更安全，对航道通行有了更好的保证；另一方面，给有小横梁的施工节段提供现成的底模，以及内侧斜腹板的外模提供支撑位置。

4.3 挂篮预压

预压观测点的设置：挂篮变形测点共设12个测点。挂篮前上横梁在两组主梁中心位置各设置1个观测点，用于测量主梁挠度。每套挂篮在底模板上设置6个观测点，前后各3个点，其中2个点的横向位置位于箱梁腹板中心处，另外1个点的横向位置位于底模板的横向中心线上，挂篮前端在两侧翼缘板模板上各设2个测点。

加载方式：挂篮加载试验拟按连续梁最重梁段的钢筋混凝土荷载的1.2倍加载。加载利用砂袋堆载来实现，重量分布情况基本和梁体重量分布一致，见图4。砂袋的堆码须保证整齐平整有序，减小空隙及堆码高度。

图4 挂篮预压Fig.4 Preloading of hanging basket

加载程序：底板→腹板→翼缘板；卸载程序为：翼缘板→腹板→底板，卸载顺序和加载顺序相反。

记录及资料整理：加载从0%逐级加载（30%→70%→100%→120%）至梁体重量的120%，每个等级荷载时应对挂篮的所有观测点进行测量，并记录观测数据，测量频率为每24 h一次，当24 h沉降量＜1 mm时，即可卸载。

4.4 挂篮行走

挂篮行走程序为：

1）悬臂梁节段预应力束张拉完成后，先用千斤顶将其后横梁吊杆全部放松然后继续用千斤顶将侧模板、中心内模顶板吊杆全部放松、拆除，再用倒链葫芦将前下横梁、侧模板、前上横梁之间拉紧。依靠拉链葫芦受力将前吊杆全部放松，在模板自重作用下底模板及侧模板和混凝土分离，使挂篮整体下落约30 cm左右，有横隔梁时整体下落1 m，然后将千斤顶置放在主纵梁最前端主纵梁的下方。

2） 采用千斤顶将主纵梁（后锚梁）吊杆全部放松。

3） 采用千斤顶将主纵梁缓慢顶起30 cm左右，在原钢支座位置放置滚轮。

4）收回千斤顶顶程，使主纵梁缓慢平稳落在滚筒上。

5）先安装好行走滚轮然后撤掉除后上横梁最外侧2根吊杆以外的吊杆，将侧模滑道后端固定在梁体预留孔位处的吊框处，前端固定在前上横梁上，拆除后锚压梁和底板上的吊杆，使走行梁吊杆受力。

6）人工将倒链葫芦两端分别挂在主纵梁和梁体事先埋置好预埋件上，然后同时同步拉紧2组主纵梁位置处的倒链葫芦，牵引挂篮，使挂篮整体缓慢前移，前移速度控制在0.1 m/min之内。

7） 根据梁体块段长度，确定挂篮的前移距离，事先在梁体的相应位置处做好标记，当挂篮移至该标记位置时，立即停止挂篮前移。整个牵引前移过程应确保挂篮前后同步进行，左右对称牵引。

8）主梁到位后再次用千斤顶将挂篮主纵梁顶起，在挂篮主纵梁顶起的同时，将挂篮主纵梁顶到一定高度时，将滚轮抽出，收回千斤顶顶程，使挂篮主纵梁落在钢支座上，之后安装主梁后锚横梁并锚定。

9）锚固前后横梁，拉紧吊杆将前后上横梁和主梁连成整体。

5 结语

多桁架式超宽型桥梁施工用挂篮，由主桁系统、模板系统以及悬吊行走系统构成，总体宽度不小于桥梁梁体的宽度，且其宽度方向上的中线与桥梁梁体宽度中线重合。其技术特点为：

1）能够适应复杂的梁体设计要求，适应复杂的受力情况。

2）可实现桥梁施工过程中左右幅合幅同时进行施工，从而提高对桥梁的线性控制；并可使得挂篮根据桥梁应力变化而改善挂篮结构，从而提高挂篮的结构稳定性。

本工程采用的多桁架式超宽型施工用挂篮技术在施工过程中是成功的。在复杂的设计要求和受力条件下，采用该挂篮技术有明显的经济效益和社会效益。