桥梁施工中悬臂挂篮技术的分析

朱洪军

【摘 要】在桥梁施工中，尤其是大跨度桥梁建设过程中，悬臂挂篮技术常被用于跨河、山谷等施工环节，技术优势十分显著。基于此，本文就桥梁施工中悬臂挂篮技术展开分析，首先，介绍了悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用流程，包括挂篮制作与安装、预压与荷载试验、钢筋混凝土施工等施工环节；进一步以工程实例为依据，对挂篮设计进行了细致分析，并提出了技术应用过程中，相应的质量控制措施。

【关键词】桥梁施工；悬臂挂篮；荷载试验

桥梁结构的主要作用，就是跨越障碍物，是基础工程建设与交通运输中的重要组成部分。悬臂挂篮技术的应用，在很大程度上降低了大跨度桥梁建设过程中，跨越施工的难度，极具应用价值。因此，深入探究桥梁施工中悬臂挂篮技术，有利于提升相关桥梁建设施工水平与质量，对推动现代桥梁建设的发展，能够起到重要作用。

1.桥梁施工中悬臂挂篮技术的应用流程

1.1 挂篮制作与安装

悬臂挂篮技术中，挂篮的制作与安装质量，会直接影响后期悬臂挂篮的施工效果。在实际施工过程中，首先应以桥梁设计参数、主梁分段情况等为依据，进行挂篮设计；设计时，要严格遵循灵活性、稳定性、高强度等设计原则，以满足工程施工对悬臂挂篮的要求。

关于悬臂挂篮的安装，主要的施工环节包括：波纹管运输与检查、接头接线、锚垫板固定、波纹管定位与焊接、防裂等。在安装之前，应事先确保主梁的混凝土强度、弹性模量、龄期等符合设计标准，以保证安装质量。另外，还需针对整个安装过程进行有效的安全防护，包括做好挂篮的安全监测工作、增设安全防护设施等，避免出现高空坠物等不良现象。

1.2 预压与荷载试验

在进行预压施工之前，需要对受力拉杆进行有效处理，处理标准即确保前横梁受力均匀。实际施工时，两边挂篮的施工进度应保持一致，确定10t为一个等级，分别加载到100t；在加载过程中，要对挂篮的变化现象进行细致观察，确保能够及时发现明显的变化现象，着重注意主桁架等构件是否发生非弹性变形。

而荷载试验的主要目的，是明确悬臂挂篮的承载力度。由于悬臂挂篮技术应用时，需要将主梁分成多段，进行对称浇筑，这导致各段的重量存在一定差异，而挂篮设计一般都以最大梁段为参考，挂篮的承重力应大于最大梁段重量，约为最大梁段重量的100%～150%，充分满足悬臂挂篮技术应用的工作性与经济性要求。

1.3 钢筋混凝土施工

钢筋混凝土施工主要包括两个环节，其一是一般梁段的施工，其二是合拢段施工部分，其中，一般梁段的混凝土浇筑施工，应从浇筑方案设计上着手，充分发挥设计工作的主观能动性，对施工场地的温度状况、天气变化、环境因素等进行重点考虑，从而科学设计浇筑次数、厚度、连续性以及振捣、养护等细节。

在合拢段施工过程中，需要严格遵循“先边跨、后中跨”的合拢原则，并科学进行压重与卸重等施工环节，避免出现混凝土开裂等现象。需要注意的是，在实际施工过程中，压重与边跨、卸重与中跨应同步等量进行。在跨合拢段混凝土浇筑时，应同步等量对两个中跨端进行加载压重，加载重量应为边跨合拢段重量的1/2；而在进行中跨合拢时，浇筑中跨合拢段混凝土，与两个中跨端的压重应同步卸除。合拢施工环节必须有效避免混凝土开裂问题，可从混凝土制备上着手，采用较高强度等级的微膨胀混凝土，确保新旧混凝土的高度结合。另外，合拢段施工，需要确保施工时间段内，温度较低其变化程度较小，以午夜前后为宜，有效避免由于温度变化而引起的混凝土开裂现象。

2.桥梁施工中悬臂挂篮技术的应用实例

2.1 工程概况

以南方某省份的高速公路网中的一项桥梁工程為例，该桥梁是其中一条高速路的主线桥梁，桥跨布置为（62+110+62）m，全长共234m，设计时速为120km/h，汽车荷载等级为公路-Ⅰ级。在桥梁施工方案中，主桥的上部结构是预应力混凝土连续箱梁，箱梁为单箱单室截面，底宽7.5m，顶宽13.25m，以C50混凝土对其进行浇筑。关于预应力混凝土设计，参照三向预应力设计标准，均采用1860MPa的高强度低松弛钢绞线，确保锚下张拉控制应力达到0.75fpk。

2.2 悬臂挂篮设计

针对上述工程项目，悬臂挂篮的设计要充分满足该项目混凝土悬臂浇筑工艺要求，以最大梁段重量为参考。该项目在设计过程中，综合分析悬臂挂篮操作工艺、项目本身施工特点与挂篮造价之后，最终采用了轻型的菱形挂篮，该挂篮由菱形桁架、无平衡重行走系统、吊挂系统、底模平台以及锚固系统构成，设计荷载为165t。

悬臂挂篮设计中，混凝土自重G=26.5kN/m3；最大梁段重量为156.8kN；选用的Q235钢材的许用正应力σ与许用弯曲应力σw均为215MPa；在混凝土浇筑过程中，倾倒所产生的荷载与振捣所产生的荷载均为2MPa；施工人员与施工设备所形成的荷载约为2.5MPa。

2.2.1上横梁设计。

在实际设计过程中，要充分考虑相关设计参数，以保证悬臂挂篮应用的工作性与安全性。在进行上横梁设计过程中，由于其本身为悬臂挂篮的主要受力构件，在设计时应确保其强度、刚度以及稳定性能够满足施工要求。其中，前上横梁受到各挂篮各部分的荷载如下：底篮前横梁外侧吊杆的荷载为25.6kN；外导梁前段吊杆的载荷为85.07kN；外侧承托梁前端吊杆的荷载为50.97kN；底篮前横梁腹板外侧与内侧吊杆的荷载分别为174kN、328kN；内导梁前端吊杆的荷载为120kN。由此结合材料力学计算软件，能够进一步计算前上横梁剪力图，其中支座反力Ra为701.18kN；而前上横梁的弯矩图中，最大弯矩Mmax为358.1kN·m，Wx=Mmax/σw=1665.6cm3。

2.2.2主桁架设计。

进一步设计悬臂挂篮主桁架。在此次工程当中，主桁架由两片菱形桁架构成，前端位置应设置前上横梁、前下横梁以及吊带，以形成悬臂吊架；在此基础上安装模板即可形成操作平台与承重结构，便于后续钢筋安装与混凝土浇筑等作业的顺利进行。由此可见，主桁架是悬臂挂篮的主受力系统，所以在设计过程中，应利用结构力学对各个梁段浇筑时，会受的各种杆件的荷载情况进行整合计算，以保证悬臂挂篮的主受力构件承载能力达到设计标准，最终确保悬臂挂篮的承载能力达到最大梁段重量的100%-150%。

2.3 悬臂挂篮技术应用的质量控制策略

在实际施工过程中，要采用科学的质量控制措施，才能有效保证技术应用价值得以充分发挥，首先，在实际施工前，有必要对桥梁所处施工环境与未来的使用要求等进行全面的了解，如此才能保证悬臂挂篮设计的科学性、合理性与可行性；其次，以施工方案为基础进行悬臂挂篮的设计、制作、安装、试验等环节，应明确挂篮本身作为施工平台与主要承重结构，对工程建设的质量与安全的影响作用，确保挂篮制备与安装的科学性与有效性。

3.结束语

综上所述，桥梁施工中悬臂挂篮技术的分析，有利于提升桥梁建设工程的社会价值。通过相关分析，能够明确悬臂挂篮技术的应用特点，充分发挥其设备简单、操作便利等优势，将其应用于更多的桥梁工程当中，有效提高桥梁的质量与耐久性，同时降低工程建设成本。因此，要重视完善悬臂挂篮技术，并将其广泛应用于各类桥梁工程当中，推动现代桥梁建设的转型升级。

参考文献：

[1]向文奂.研究桥梁工程挂篮施工技术[J].交通世界，2017（07）：114-115.

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