桥梁挂篮悬臂施工及线性控制分析

严跃东 卢志军

摘 要：挂篮悬臂法作为一种新型施工工艺应用于桥梁修建过程中，该方法克服了不利地形的缺陷，还具有投资相对较少、施工方便、结构整体性好、后期养护少、维修简单等优势。为我国桥梁工程事业发展打开了广阔的前景。为此，本文在充分了解挂篮作业原理的基础上，主要对桥梁挂篮悬臂施工技术要点及线性控制进行了分析与探究。

关键词：桥梁工程；挂篮悬臂；线性控制

1 挂篮的作业原理

挂篮是指一个沿着轨道行走的活动脚手架，在箱梁梁段已张拉锚固的情况下悬挂挂篮，悬臂浇筑时在挂篮上进行箱梁梁段模板安装、钢筋绑扎、管道安装、混凝土浇筑、预应力张拉、压浆等工作。完成一个梁段施工程序后，挂篮可将锚具解除，并向下一梁段移动。因此挂篮不仅是空间施工设备，也是预应力筋没有张拉前梁段的承重结构，目前在大量施工项目中应用该设备。

挂篮施工是指较大跨径悬臂梁桥浇筑施工过程中，选取吊篮的方式，就地分段悬臂施工。其无需支架架设及大型吊机。与其他方式比较，挂篮施工的优点为结构轻、拼制简便，无压重等。

2 桥梁挂篮悬臂施工技术要点

1、制作挂篮

通常情况下，挂篮主要是在加工厂制作完成的，在加工制作中，应确保其结构、尺寸、材质等满足设计和质量标准要求。在制作完成后，还应对挂篮的构件等进行超声波焊缝检测，减少挂篮的非弹性变形。测取挂篮自身的弹性变形和非弹性弯形值，供悬灌梁段立模时参考。

2、现场安装

在安装之前，要先对用钢枕准确调整和安装滑道的位置，与此同时应采用锚固筋加以固定。之后要在滑道上安装前滑板与后钩板，以及主桁片与连接的杆件等。在安装完成之后，要开始进行底模板系统、侧模板系统的安装，最后再安装内模板。在實际安装完成以后，还应对锚固的可靠性进行严格的审查。

3、预压试验

在桥梁悬臂挂篮施工中，如果采用的为新挂篮，则需要对主桁架等构件进行单独的预压试验，从而确保其性能满足施工要求，避免非弹性变形的引发安全事故。除此之外，在挂篮安装完成后还要进行荷载试验，通常情况下，荷载应为最大节段重量的1.0-1.5倍。在荷载试验的过程中，应全面分析和记录挂篮的加载状况及变形状况等，确定合理的立模标高，保证箱梁线性。

4、挂篮行走及移位

在桥梁挂篮悬臂施工中必须先张拉、预压梁内的钢筋，再拆除模板。拆除底模后，外滑梁用锚杆在主构架侧面进行锚固，吊架时后托梁用倒链在侧面进行悬挂。将于最长混凝土块相同长度的轨道铺设在混凝土浇筑好的位置，并和原有轨道进行焊接，确保其轨道的整体性。在移动挂篮的过程中，将滑梁需要的吊点扣架及时在顶板预留孔位置进行安装，进而增加桥梁结构的稳定性及提高其强度。

5、混凝土的浇注

作為桥梁挂篮悬臂施工的重要内容，浇筑混凝土时，对其坍落度与入模温度有严格的要求，必须确保施工两边浇筑的均匀性，防止浇筑不均匀现象的出现。在施工过程中必须进行实时的现场记录，如对挂篮标高的变化情况进行记录，浇筑量的差值等。

6、挂篮的拆除

相关梁段施工完成后，要进行挂篮的拆除，一般要先将底篮放在地面上，将主桁架及挂篮的是上部构件相应对称的缩退至安全范围内再行拆除。

7、合拢段施工

在合拢段施工中，浇筑合拢段混凝土必须选择在低温时进行，并重视振捣或浇筑后的养护工作，避免裂缝在混凝土结构中出现。确保梁体与混凝土之间连接的质量，并对桥梁的整体强度与稳定性进行有效增强。只有在梁体合拢段混凝土与合拢段混凝土配重相等时，在具体浇筑施工中变位或偏差移动现象才能不出现，同时还要进行水箱的设置，将适量的水注入到水箱内进行有效调整。梁体施工前必须准确测量梁体顶面及各轴线，并根据施工需求对整个合拢阶段进行有效控制。必须对整个桥梁合拢段进行均衡施工，防止由于施工不当增加相对变形及剪力差对桥梁结构的作用，进而导致合拢精准度的下降及造成不良内部应用反应。

合拢段对于钢支撑及临时束的要求均要严格按照规范或设计要求进行。钢支撑的锁定时间要根据连续有效的测设结果来确定，选在温度变化及梁体相对变形均较小的区间，实现均衡、对称与同步的锁定。锁定后即可释放一侧的固结束，是梁的一段可沿支座进行自由伸缩。待钢支撑焊接完成以后，在1h内张拉完图纸设计中所要求的全部合拢临时束。合拢段的混凝土等级一般选择比梁体内部的混凝土要高出一个等级，为减短凝结时间常选择加入一定的早强剂，采用微涨类的混凝土，做出合理的混凝土配合比设计。

3 桥梁挂篮悬臂施工线性控制分析

1、线性控制相关参数的测定

桥梁挂篮悬臂施工质量的线性控制，其相关参数的测定主要是对测定挂篮变形值、混凝土容重、混凝土弹性模量及预应力损失等。首先，测定挂篮变形值。对挂篮变形值进行精确计算难度较大，必须利用试验进行测定，通常情况下测定试验为挂篮荷载试验，完成安装挂篮作业后，试验要选用反压加载的方式进行，并进行分级加载，对各级荷载下的变形值进行准确测定，进而得出荷载和扰度之间的关系曲线。其次，测定混凝土容重与弹性模量。通过试验测定混凝土容重及弹性模量，对混凝土在施工现场进行取样作业后，其测定机械设备主要是万能实验机，主要对在不同龄期混凝土的弹性模量E值进行测定，取7、14、28、60天作为龄期，最终得出随着时间的改变混凝土弹性模量也会随之改变。再次，测定预应力损失。预应力钢绞线的管道摩阻损失就是桥梁预应力损失的主要内容，钢绞线具体管道摩阻损失主要选用电阻应变仪器进行测定，进而对比其损失的设计值是否与具体损失值相符合，以此对施工导致的悬臂扰度进行准确计算。

2、计算施工预拱度

施工预拱度作为桥梁挂篮施工质量的重要依据，必须对其进行精确计算。但施工过程中很难对桥梁悬臂箱梁的预拱度进行有效控制，为提高其质量，必须加大控制力度，这种情况下必须严格遵循施工现场的具体施工状况，选用专业的数据、计算程度对其进行科学、有效地计算。

3、悬臂箱梁施工挠度控制

悬臂梁段立模标高的确定必须遵循设计标高和预拱度进行，依据立模标高的要求进行立模作业。在桥梁工程施工中，必须定期指派专人对其进行观测，对浇筑混凝土的每个阶段进行观测，及张拉预应力前后的具体情况进行观测，并对这几个时间段内悬臂扰度的变化进行观测。依据观测结果将扰度曲线整理出来，并得出的数据进行及时分析，进而增加其精准度，达到对桥面线性的良好控制。

（1）布置扰度测点。在桥梁挂篮悬臂线性扰度测量中主要选用的仪器为水准仪。预制箱梁时，在将3个高程测点在每个悬浇段与接缝距离10厘米的箱梁顶面进行布置。选用短钢筋进行测点制作，将其底部与钢筋笼一起进行焊接，磨圆顶部将混凝土顶面露出，距离设为1.5厘米到2.5厘米之间，并选用红漆将其标注出来。

（2）建立、复测控制网。将高程控制点通过水准仪与经纬仪向墩顶桥段顶面进行引导，并对其进行有效标记。将此点作为施工过程中的基准，以此测量出梁顶的高程。必须将2个以上的基准点布置在每个墩顶上，测量后必须对基准点进行准确校对。

4 结束语

综上所述，在桥梁建设中每个施工阶段都存在着必然的联系，如其中一个阶段出现问题，都会对工程的整体质量造成极大的损失。挂篮悬臂施工作为桥梁工程施工的重要组成部分，其施工技术水平的高低将直接影响到桥梁工程的整体质量，为防止任何安全事故出现在桥梁挂篮悬臂施工中，相关部门及施工企业必须根据施工现场的具体情况及当地自然条件、地质等条件，对其施工关键工序进行严格控制，只有这样才能确保公路工程的整体质量。

参考文献

[1]张可文.路桥与隧道工程施工新技术典型案例与分析[M].机械工业出版社，2011，5.

[2]钟汉华，余丹丹.道路与桥梁工程施工技术[M].中国水利水电出版社，2011，1.

[3]董钟庆，张健.浅谈桥梁施工中单侧悬臂挂篮法及施工要点[J].中国新技术新产品.2012（18）