丰乐河大桥挂篮悬臂施工工艺研究

李 清

(贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550022)

1 丰乐河大桥工程概述

丰乐河大桥工程由德江岸、务川岸构成，且分属不同的乡镇所管辖，大桥斜跨丰乐河，场区附件的地势十分陡峭，在河流的长期侵蚀下，形成了一个狭窄且长度较大的峡谷，尤其是地表，更是受到了严重的溶蚀，故地势具有非常大的起伏。在设计时，设计人员采用了整幅设计的方式，并且主跨结构对称。

2 挂篮悬臂施工方法及工艺

2.1 主要工作内容和工艺流程分析

(1)主要工作内容

丰乐河大桥工程挂篮悬臂施工由以下施工内容构成：①拼装和预压挂篮;②测量放样；③安装钢筋和竖向预应力；④安装横向预应力和纵向预应力管道；⑤安装模板；⑥浇筑和养护混凝土；⑦张拉和穿索纵向预应力；⑧挂篮锚固与行走；⑨横向和竖向预应力张拉压浆；其他工作内容。

(2)挂篮施工工艺流程

挂篮悬臂施工工艺流程如下所述：测量放样→底模、外模和堵模安装及调整→扎底板及腹板钢筋→布设预应力管道及竖向精轧螺纹钢筋→安装内模→绑扎顶板钢筋及顶板预应力管道束→测量复查模板等→报验→混凝土灌注→拆侧模、内模→穿索张拉→压浆→落底模→挂篮纵移就位→进行下次循环直到合拢。

2.2 挂篮构造

丰乐河大桥所采用的挂篮形式为菱形挂篮，挂篮系统的组成部分相对较多，分别是主桁系统、走行系统、锚固系统、底篮系统、吊挂系统、平台及防护系统和模板系统。

(1)主桁系统。在上述系统中，主桁系统属于一种受力构件，结构为菱形结构，其组成部分较多，通过连接的方式形成，包括销轴、前上衡量、连接桁架等等，销轴是主要的连接构件，为系统的拆装和运输创造了有力的条件。称重桁架的前端还架设一个由型钢焊接而成的前上横梁。主桁架作为主要的承重构件，通过横向联结方式的使用，将两个榀菱形主桁架联结到一起，从而形成了一种高承重性能的主桁架。两个榀菱形主桁架之间的距离为6.2 m，高度为3.5 m，前后节点之间的距离为4.5 m，主桁架的长度为10.3 m。为保证主桁架的应用质量，在制作时，还采取了槽钢焊接的结构，然后利用销轴实现节点和箱体间的连接。此外，还在榀菱形主桁架的竖杆上设置了横向联结，通过这种措施的应用，使主桁架的横向稳定性大大增强。

(2)走行系统。走行系统由以下几个构件组成，分别是前支座、滚轮架、轨道、牵引设备、垫梁、后支座扥等。在挂篮走行阶段，滑行是前支座的轨道运行方式，在到达规定位置后，前支座会与后支座相连接，然后在轨道上行走。在挂篮走行时，施工单位使用了多个千斤顶，保证地模平台和外侧模的移动与前后支座相同。

在走行阶段，为了实现对倾翻力有效抵抗，施工单位设计了一种有效的传力途径，这个途径是主桁架后节点→后支座→轨道→垫枕→竖向预应力粗钢筋。

(3)锚固系统。两个主桁架的后节点是锚固系统所在的位置，由于主桁架的数量为两个，因此，所采用锚固系统也为两组，且每组锚固系统，由若干个构建组成，通过这些构件的使用，对混凝土浇筑施工阶段所产生的倾覆力矩进行抵消，以降低施工难度，提高施工的安全。该系统的传力途径如下所述：

主桁架后节点→后锚上扁担梁→后锚杆→预埋精轧螺纹钢筋→已浇混凝土。

(4)底篮系统。在挂篮施工过程中，梁段的混凝土重量较大，且放置方式为垂直放置，通过钢筋进行捆绑，避免其发生移动，因而底模平台所承受的重力较大。在实际设计阶段，需要使用底模板、前后横梁和纵梁组成一个完整的平台，为混凝土浇筑施工的进行，奠定坚实的基础。为提升平台的结构强度，采用了大块钢模板作为了底模板的制作材料，同时，纵梁和衡量皆采用了型钢进行组焊，以保证平台的质量。

(5)悬吊系统。对底模平台、外模和内模进行悬吊，是悬吊系统的主要功能。同时，该系统还可具有传送功能，可以在悬吊模型后，将其传送到制定的位置。该系统由底模平台、吊杆、垫梁、千斤顶等构件组成，吊点的总数量为10个，并采用精轧螺纹钢筋和钢板作为吊带，以提升吊带的强度。此外，垫梁、千斤顶和扁担梁所处的位置是前上横梁，通过组合的方式，形成了一个调节装置，其目的在于赋予其调节功能，促使悬吊平台在悬吊底模平台时更加稳定。

(6)模板系统。通过横梁的使用，在上前横梁和已浇块段上吊挂内外模板，其中，外部模块的制作方式为大块钢模拼装，而内模板由一个整体钢模板构成，其行走方式为轨道行走。

(7)防护系统。防护系统由上下通道、操作平台组成，其作用为保证施工人员的施工安全。

2.3 挂篮拼装与抗风措施

(1)挂篮拼装

在模块施工结束，且与施工要求相符后，接下来需要对行走轨道位置进行找平，并完成轨道的铺设，在施工时，施工人员使用了M20级的水泥砂浆。

挂篮拼装施工需要在箱梁块完成预应力张拉施工后进行，同时，在拼装过程中，必须遵循施工图纸的要求，不得出现违规操作。

在挂篮拼装施工阶段，首先施工人员需要完成主桁和锚固系统、上横梁和悬挂系统的安装，之后安装底栏结构，而模板系统需要最后安装。

(2)抗风稳定措施

为达成抗风的目的，需要采取有效的抗风措施。

①主桁抗风措施。通过锚固方式的使用，提高箱梁和挂篮连接的稳定性，其技术方法为，将锚固扁担梁设置在前支腿附近的主梁中，然后使其连接箱梁竖挂向预应力筋。

②底篮及侧模抗风。底篮和侧模板与其他构件相比，更容易在风力因素的影响下而损坏，因此，需要采取有效的抗风措施，使挂篮的稳定性得到保证。建议，施工单位将两道十字抗风拉杆设置到底篮前横梁上，并且挂篮需要与已浇块段的箱体相锚固。

2.4 挂篮加载试验

(1)试验目的。通过试验的方式了解挂篮结构在各种情况下的变形和内力，判断其实际工作状态是否可以满足设计要求。主要包括以下几点内容：

第一，对挂篮非弹性变形进行控制；

第二，通过试验的方式，测定挂篮前端在荷载作用影响下出现的位置变化；

第三，测量在最大荷载作用力下，挂篮主桁各杆件、前吊带及后锚产生的应力。

(2)试验方法。本次试验所采取的方法为反力架方法，通过千斤顶的使用，逐渐增加荷载作用力。试验荷载的取值标准为，箱梁段最大块段的1.2倍。试验步骤如下所述：首先将预埋反力架埋设到两个腹板之中，在反力架四周设置网片钢筋。与此同时，安装反力架系统。然后将底模板设置到挂篮的底篮上，并在此基础上，完成横向枕木、钢板和工字钢的铺设。最后对箱梁浇筑时的加载情况进行模拟，同时进行观测点的布置，不断增加预压力，并通过观察的方式，获取试验结果。

3 结 论

综上所述，挂篮悬臂施工工艺作为道桥工程施工技术的重要组成部分，将其应用于道桥工程施工中可以取得良好的应用效果，因此，建议施工单位在工程施工中，重视这项工艺的使用，并结合工程设计要求和实际情况，对施工工艺加以创新和优化，以此来保证施工的质量。