T 形刚构桥边跨直线段及合龙段的挂篮吊架施工技术

杨志斌

（中交三航局第三工程有限公司， 江苏 南京 210000）

1 挂篮吊架的设计与数值分析

该大桥的箱梁为单箱双室的模式，箱梁顶的宽度为13m、底部宽度为9m，翼缘板的宽度为2m，底板和腹板的厚度分别在30～110.5 cm 和40～80 cm，根部梁的高度为7.3m，边跨16#段属于大桥的合龙段，长度为2m，直线段17#的长度为4.64m，悬浇段顶板厚度30 cm，大桥的边跨直线段及合龙段的梁高都是2.8m，挂篮采用的属于菱形挂篮，具有2 片主桁架。

通过对该大桥的各项结构参数进行分析，在对施工环境进行考虑之后，确定使用悬臂施工挂篮的方式完成吊架的设计。在这次的大桥施工中，主要是利用了用挂篮主桁、底板系统，后锚及悬吊系统，然后在进行底膜以及外模的安装，继而组成完整的挂篮吊架。

1.1 挂篮吊架的数值模拟分析

对该大桥的挂篮吊架的主要构件进行了数值模拟分析，在分析的过程中采用的是空间建模的方式来完成，在建模过程中所用的建模软件为Midas Civil 来完成空间分析。在进行验算的过程中，必须要考虑到挂篮吊架的各项荷载，例如吊架质量、施工荷载等，并且还需要考虑到在进行浇筑过程中可能会产生的偏载，这些都会严重的直接影响到验算的结果。在进行分析之时，根据施工过程中的实际荷载，进而得到挂篮吊架所需的连接件的实际应力以及变形，进而完成对挂篮吊架构件的强度、刚度以及稳定性完成验算。在进行数值模拟分析的过程中，对传力进行一定的假定，具体的假定如下：直线段的长1.5 m 梁段的荷载全部让盖梁承担，挂篮吊架不会承担这部分的荷载，而是只承担合龙段、直线段箱梁以及施工所产生的荷载，在进行挂篮吊架的结构计算模型的建立中，所建立的模型必须包括挂篮吊架的所有承重系统，这是所建的计算模型最为重要的部分。

1.2 计算结果分析

1.2.1 挂篮吊架计算基本参数

通过计算可知梁段混凝土质量、支架容重、施工人员以及机具荷载、振捣荷载、模板容重以及动力系数分别为26.5 kN/m3、2 kN/m2、3 kN/m2、2kN/m2、2kN/m2、1.4。

1.2.2 结构验算

挂篮吊架的底蓝系统所用的规格是19 根36#工字钢底纵梁，在验算之时，假设它所需要承担的施工荷载是属于均匀分布的，这样就可以根据每一根纵梁所需要分担的面积进行计算出每一根纵梁的线荷载。底蓝系统中的翼板自重以及上面所具有的模板质量需要由边上的4 根纵梁完成荷载的承担，而边腹板自重及上面所具有的模板质量需要由与它对应的6 根纵梁完成荷载的承担，而中腹板自重及上面所具有的模板质量需要由下方的3 根纵梁完成荷载的承担，通过这样的分配原则完成对底蓝系统的荷载分配。

将荷载分配完成之后，通过进行精密的计算之后，所得出的计算结果可得到以下结论：

挂篮吊架的各部分构件以及主桁架，它们的强度、刚度以及稳定性都能够达到设计的有关要求。而且吊杆的性能也能够满足要求，这就表明，通过上述的方式设计出来的挂篮吊架能够满足大桥的边跨直线段及合龙段的具体施工。

2 方案优化

在进行施工的过程中，可以对施工做出进一步的简化，这样做的目的是为了在保证施工质量的基础上进一步减少施工成本，减少施工所需的时间，更进一步的提高施工质量，同时也能够有效的降低施工过程中所要面临的风险。根据该大桥的施工现场的具体情况，经过综合分析之后得出，可以对合龙段的16#节段先进行浇筑，然后在对边跨直线段17#节段进行浇筑。

经过多次的验证，表示这次的简化可以达到优化的目的，所以根据多方的商讨之后，最终同意按照优化的方案完成大桥的施工。在进行施工的过程中，在原来的基础上对大桥的梁体中进行钢束的增加，当16#节段浇筑的混凝土的强度满足所需的条件之后，立即进行张拉，进而将16#节段提前完成锁定，这样就可以满足挂篮向17#节段前行的条件。

同时，在优化这部分的过程中，对吊架也进行了一定的优化，以满足优化后的施工，具体的优化结果通过多次的验算，经过对吊架进行优化之后，吊架的强度得到提高，完全满足施工要求。

优化后的方式十分适合大桥的施工，它与之前的设计方案进行比较，对16#节段先进行浇筑，然后在对边跨直线段17#节段进行浇筑所具有的优点主要有以下几点：

（1）对16#节段先进行浇筑，然后在对边跨直线段17#节段进行浇筑，这样的方式使得大桥不存在意义上的合龙段，这就使得在进行浇筑的过程中，可以使得在发生气温变化之时，不会出现合龙段的梁体开裂现象。

（2）在进行16#节段的施工过程中，不需要对吊装进行改装，按照之前设计的挂篮吊架就可以完成这部分的施工，也没有必要进行劲性骨架的安装，也没有必要对临时钢束进行锁定，这样就可以有效的简化施工，减少了施工所需的时间。而且，在进行优化之后，由于16#节段的顶板、底板合龙钢束的固定端都全部在17#节段之中，这就使得在进行17#节段的浇筑之前，所有的合龙钢束需要完成穿束、定位以及固定，如果先进行17#节段的浇筑，然后在进行16#节段的浇筑，这就导致在进行16#节段的施工之时，16#节段的顶板、底板已经具有20 束钢绞线，这就使得16#节段的施工十分的不便。

（3）在对17#节段进行施工之时，可以让挂篮行走到已经完成浇筑的16#节段，挂篮的纵梁长度完全满足对17#节段的施工，所以在进行吊架改装的过程中，根本不需要进行延长挂篮的纵梁长度，而是按照优化后的方案，直接对挂篮的主菱形架进行延长，在挂篮的盖梁上进行立柱的安装，进而实现对吊架与盖梁的连接，这样的操作办法与延长挂篮的纵梁长度进行比较，操作过程显得十分的方便，可以有效的减少施工时间。

3 挂篮吊装施工

根据上述的各项数据分析可知，将将挂篮改装为吊架对大桥进行施工的方法完全可行，根据大桥的现场施工环境，可以对挂篮吊装的施工进行一定的总结，总结的结果如下所示。

（1）按照施工的正常顺序一直完成到15#节段的施工，在完成对15#节段张拉过程中，可以着手进行对挂篮改装为吊架所需要的有关构件的制作。在完成正常阶段的施工之时，需要注意对16#节段增加的钢束预埋管道进行增加。

（2）将加工制作完成的有关构件安装完成，然后对挂篮的主桁架进行延长，一直延长到1#、3#的盖梁处，然后在此处进行支墩的安装，进行与主桁架的连接工作，使得盖梁和主桁架形成一个整体。之后将下支撑在横梁盖梁上，这样就可以完成对挂篮改装为吊架的有关工作。

（3）完成堆载预压，在进行施工的过程中采用分级预压的方式完成，在进行24 小时的高程观测之后，开始进行卸载，卸载的过程中同样采用分级卸载的方式完成。

（4）完成支座的安装，在进行安装的过程中需要严格注意支座的型号，这样才可以对安装的位置进行确定。

4 总结

挂篮吊架的施工方法十分适合在地形复杂的施工环境中使用，可以有效的减少施工所需要的时间以及成本投入，具有十分优秀的性能。不过，这种方式也具有一定的局限性，那就是挂篮改装吊架需要根据桥梁的实际情况进行专门的设计。