大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术

李超

摘要：预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁具有很强的优势，被广泛应用于大跨度桥梁建筑中。大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁的施工程序较为复杂，目前所使用的施工方法主要是挂篮悬臂浇筑法，这种施工方法的施工环节和施工技术都有不同程度的难度，上部结构的主梁各个环节的节段工序主要有：立模、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉以及挂篮前移等。本文着重对大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术进行分析阐述。

关键词：大跨度;预应力;混凝土桥梁;悬臂节段箱梁

Abstract： Prestressed concrete bridge cantilever segment box girder has a strong advantage， and it is widely used in large-span bridge construction. The construction procedure is relatively complicated. The construction method currently used is mainly the hanging basket cantilever pouring method and the construction steps and construction techniques of this method have different degrees of difficulty. The main steps of each link of the main beam include vertical formwork， steel bar lashing， concrete pouring， prestressed tension and forward movement of the hanging basket. This article focuses on the analysis and description of the construction technology of the box girder hanging basket of the cantilever segment of the long-span prestressed concrete bridge.

Key words： large span;prestress;concrete bridge;cantilever segment box girder

0  引言

悬臂施工方法又被称为分段施工法，主要就是以桥墩为中心向两岸悬臂接长的施工方法，目前预应力混凝土桥梁采用的悬臂施工法是从钢桥悬臂拼接发展而来的，这种施工方法最早应用于预应力T方形钢钩桥中，悬臂施工方法在施工中如遇深水、通航、高墩等因素时不需要搭设支架，整体的施工工序也较为简单，施工中所需要的设备较少，具有降低工程造价的优势。

1  挂篮设计

1.1 挂篮的概念

在大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁施工中，挂篮技术的应用比较广泛。挂篮是一个可以沿梁顶滑动或滚动的承重构架，挂篮锚固悬挂于已经施工的桥梁上，为下一段的节段施工提供空中平台，当所在的节段施工完成后，挂篮就可以继续向前移动并固定，进而继续下一节段的施工，如此的循环施工最终直至悬臂灌注工作完成。挂篮施工也叫施工挂篮，桥梁施工中常用的施工工艺中主要有三角式挂篮、菱形挂篮、斜拉式挂篮以及桁架式挂篮等。挂篮主要由承重结构、吊挂系统、走行系统以及模板系统等组成，各个结构自成体系，相互独立而又互相联系，共同发挥作用。

1.2 构造功能

①承重结构是主要的受力构件，在整个挂篮施工中占有重要的地位。②吊挂系统可以将底模架、张拉工作平台的自重以及上面的荷重传递到承重结构[1]。③行走结构起液压驱动和导链驱动的作用。④模板系统由内模板系统、外模板系统组成，外模板系统是由底模和侧模板组成的，底模由模板、底横梁以及底纵梁组成，在实际的施工過程中，利用底横梁的前后吊带悬挂于挂篮主桁的外吊梁以及前吊点上，随着主桁前移。内模系统由内侧模和顶模组成，模架是由型钢焊接而成的，内侧模板是由部分木模组成的，可以充分适应梁高的变化。⑤工作平台，主要由张拉平台和人行通道操作平台组成，张拉操作平台悬挂于主桁的上面，提供移动挂篮、张拉预应力束以及立模的工作面，按照具体的施工设计图纸来加工纵横梁、桁架以及平衡系统等[2]。

1.3 挂篮设计的原则

挂篮在设计的过程中需要把握以下几方面的原则：①要减轻挂篮的自重。②要尽量缩短挂篮的施工周期。③在施工过程中要保证悬浣混凝土的质量以及施工安全。④要尽量改善挂篮的施工条件和作业环境。挂篮在施工时是附属于桥体上的一个临时结构，施工过程中除了需要承受自身的质量外，还需要考虑浇筑每一个节段时的混凝土质量[3]。所以在设计的过程中不但要尽可能的让挂篮自身质量轻、变形小，而且还要保证充分的灵活性，方便操作过程中的安全以及后期的拆卸工作。

1.4 挂篮设计指标

挂篮的具体设计指标见表1。

1.5 挂篮的类型

在大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁建设中，常用的挂篮技术主要有三角形挂篮、菱形挂篮以及弓形挂篮这三种[4]。三种挂篮技术各有特点，其中三角形挂篮的结构比较简单，相对比较稳定;菱形挂篮的核心部位是拉压装置，所承受的结构为菱形，结构相对来说较为简单;弓形的挂篮承载结构为弓形，主要由万能件、连接件以及主纵梁组成，弓形挂篮技术的万能连杆的使用可以很大程度降低挂篮技术应用的成本，当工程结束后，相关的挂篮设备构件拆除后可以继续投入使用。

1.6 挂篮的注意事项

挂篮是整个桥梁施工的基础，后期所有的施工都需要借助挂篮来完成，所以在实际的施工过程中，一定要将挂篮工作重视起来。其中需要重点注意的主要有以下几方面：①在施工中，要对桥梁的线性以及内部所承受的压力进行控制，确保抛高值的精确度。②在日常的施工中，需要及时对挂篮的运行状态进行检查，确保施工安全。③对于出现变形的位置，及时进行维修，对于需要更换的设备及时进行更换，消除一切可能存在的安全隐患。

2  挂篮制作及安装技术

2.1 主桁系

主桁系位于桥面竖向预应力筋的位置，是挂篮主要的受力构件，在悬浇施工中主要的作用是承受底模系所产生的竖向拉力。主桁系由5个杆件铰接而成的，外形呈菱形或者三角形，各个杆件都是由钢板焊接而成的，两片主桁通过前横梁和主桁横连构成整体。其中主桁片通过活动滑座坐到滑轨上，在灌注的过程中用竖向预应力筋和锚板将主平杆固定于桥面上，从而平衡前部底模所带来的竖向拉力。

2.2 底模系

底模系位于悬浇梁的底部，是挂篮主要的受力构件，主要的作用就是承受箱悬浇施工所产生的荷载力。底模系是由前后托梁以及各个纵梁、工作梁所组成的。底模系的前吊带悬挂于前横梁上，后托梁是由两个底锚固定在已成梁段上的，另外还有两根吊杆是悬吊于外滑梁上的，剩余的两根吊杆悬吊于主桁所选悬出的平杆上，主要起通行作用，方便施工人员的行走。

2.3 外模系

外模系的功能是承受腹板混凝土所产生的荷载力，外侧模主要是由翼模板和方模板通过螺栓固定而成的，主要的优势就是可以随着梁高的变化而变化。外模系主要依靠滑梁进行承吊，侧模的设置上有对拉筋孔，方便连接两片侧模和内模，主要的功能是抵抗腹板混凝土的侧压力，同时又保证侧模和已成梁段可以紧密结合在一起。内模系的功能是承受顶板混凝土所产生的荷载力，内模系主要是通过两根内滑梁悬吊于前横梁和已成梁段上，分为两块，可以随腹板的厚度变化而进行调节[5]。

2.4 前吊系

前吊系的作用是承受底模前部产生的拉力，吊带分为单吊带和双吊带两种，通过销子进行连接，上面部分的承吊位于前横梁之上，下面部分接在前托梁之上，底模高度的调整主要是依靠千斤顶进行提升，从而实现变换孔距。微调一般都是通过千斤顶进行调整的，对于高距离的调整通常都是通过吊带上的销孔实现的。

2.5 底锚系

底锚系位于底模后托梁和已成梁段的底板上，主要的功能是承受来自底模系产生的后部拉力。底锚杆的固定主要依靠预留孔和后托梁锚，一般情况下，中锚主要起保险和密封底模和已成梁段的作用。

2.6 走行系

走行系的桥面部分主要由活动滑座、滑轨、千斤顶顶座以及反扣装置等组成，在走行的过程中，活动滑座坐在滑轨上，后部是由反扣轮挂在滑轨上进行工作的，将千斤顶顶座固定于滑轨上，然后通过千斤顶的顶推作用推动整个挂篮沿着滑轨向前推进。

走行系的前面以下部分主要分為4根滑梁和滑梁后吊轮，其中后吊轮是悬挂于已成梁段和滑梁之上的，当挂篮行走时，内模、外模以及主桁可以实现同步前行的目的，滑梁的行进主要是依靠后吊轮的推动力。

2.7 施工平台

挂篮的施工平台主要分为前施工平台、底施工平台以及侧模工作平台这三个。其中前施工平台的作用主要是为了方便施工人员进行底模高度的张拉以及调整。底模平台的作用是进行底锚拆装以及箱梁底部的混凝土表面处理。侧模工作平台的作用是拆卸清理侧面混凝土以及滑梁的吊轮。

3  挂篮现场施工技术分析

3.1 挂篮静载试验

挂篮静载试验的目的是为了模拟梁段的荷载力，从而有效检测挂篮的应力情况以及变形情况。在实际的施工过程中，要对挂篮进行全面的检查，在检查的过程中一方面要确保数据的准确性，另一方面要及时对所获取的信息数据进行处理和记录、在试验工作中经常使用的仪器是应变仪和水平仪，其中应变仪主要用来测量应力，水平仪用来测量变形和位移。

3.2 现场拼接

拼接工作是挂篮工作的基础，在现场拼接的过程中，要对挂篮设备进行统一的检查，避免达不到标准而出现安全事故。在现场要及时对吊装设备的重量进行控制，保证其达到施工要求。轨道和支点的安装要注意完整性和安全性，纵主梁安装中，要利用锚控制整个设备的稳定性，前上梁的安装中可以先分步完成，先将整个前上梁拆卸，然后再进行现场的组装。如果施工现场允许，挂篮的底部可以采用整体拼装的方式进行，整个组装工作完成后，要及时检查是否符合设计的要求，确保螺栓、销子以及锚杆等连接的牢固性[6]。除此之外最后要做的就是挂篮进行预压载，检测挂篮是否会出现变形情况，从而有效保证后期施工的安全。

4  总结

通过以上的分析阐述可以得出：要保证挂篮项目施工的安全性，就必须从挂篮的制作和安装以及质量等方面进行，认真对待拼接工作，最终确保整个工程的顺利进行和完成。

参考文献：

[1]杨新宁.挂篮悬臂施工技术在大跨径预应力混凝土连续梁桥中的应用[J].四川水泥，2018，263（07）：118.

[2]贾凡翼.桥梁工程中悬臂现浇箱梁挂篮法施工技术探讨[J].科学技术创新，2018（11）：95-96.

[3]柯浩斌.桥梁工程中悬臂现浇箱梁菱形挂篮的施工技术[J].城市道桥与防洪，2017（7）：137-139.