桥梁悬臂浇筑挂篮施工工艺研究

钟登科

（中交（广州）建设有限公司，广东 广州 511458）

目前，在大型桥梁工程的建设中，基本都会采用悬臂浇筑技术进行施工。该技术不需要专门设置支架、使用吊机等，也不受地形条件、水位情况等因素的影响，具有较好的施工效果，能够有效提升桥梁的施工效率，保障桥梁的施工质量，因此其被广泛应用于桥梁工程的建设。

1 工程概况

环湖路工程项目呈圆状，全线长约3.5km，道路设计宽度为45m，设计车速为50km/h，采用双向6车道。该项目中桥梁工程含桩基198根，承台44个，墩柱90根，挂篮悬浇箱梁1联，支架现浇箱梁1联，预制小箱梁212榀。其中，桂畔海大桥主桥单幅桥箱梁施工采用2对挂篮对称进行，悬浇节段共28个，长度为3m、3.5m两种，最大节段重124.87t。

2 悬臂浇筑挂篮施工概述

采用悬臂浇筑挂篮施工技术进行桥梁工程的建设时，需要分别在桥墩两侧搭设有效的作业平台，然后利用该平台进行悬臂平衡作业，以及分次进行混凝土的浇筑，从而保证梁体的施工质量。悬臂浇筑挂篮施工技术核心装置为可移动挂篮，挂篮能够在悬臂两端自由灵活移动，通过挂篮可以完成大部分的梁体施工作业。结合桥梁的设计方案、工期规划等，可以将挂篮与悬臂浇筑同时作业，其模板标高为。其中，H1为待浇段底板前端点挂篮底板高；H0为该点设计标高；fi为施工节段以后各段对该点挠度的影响值；flm为施工节段纵向预应力束张拉后对该点的影响值；fm为挂篮弹性变形对该点的影响值；为混凝土收缩、温度、结构体系转换及活载等影响产生的挠度计算值。

3 悬臂浇筑挂篮施工工艺

悬臂浇筑挂篮施工技术最大的优点是省去了支架搭设的操作，避免桥下产生障碍物，也有效防止了交通堵塞现象的发生。具体施工工艺流程如图1所示。

该项目桂畔海大桥主桥单幅桥箱梁建设时，有效利用了悬臂浇筑挂篮技术，同时采用2对挂篮对称进行作业。下文深入介绍该技术的施工方法。

图1 悬臂浇筑挂篮施工工艺流程框图

3.1 挂篮设计与安装

（1）挂篮结构。挂篮根据最大节段的相关要求进行设计，自重59.15t。为确保施工的质量符合设计要求，应保证挂篮的刚度等性能满足最大节段的施工需求，防止混凝土浇筑后在接缝处产生较大的裂缝，同时还可以有效避免箱梁在纵横向上产生由变形造成的“错台”。挂篮应当具有满足灵活移动、适当调整以及混凝土浇筑需求等的功能，主要结构有承重主纵梁、底篮、锚固系统、行走系统、平台系统、模板系统等。①主纵梁。该部分是最主要的承重构件，由厚度为16mm的Q235钢板制作而成，每个挂篮共设计设置3根主纵梁，相邻纵梁的间距为5.65m，并于前、后横梁进行有效连接。前上横梁使用2[56b型钢拼装焊接，并作为前吊带的支点，同时后上横梁选取2[50b型钢拼装焊接。主纵梁结构示意图具体如图2所示。②底篮。底篮是由前后下横梁、底模分配梁共同构成的。前下横梁通过2[45b的型钢进行有效的组焊，并在其上悬挂8根厚度为34mm的Q235B钢板吊带；后下横梁通过2[45b的型钢进行组焊，并悬挂在已浇筑好的梁段上；底模分配梁则是将HN300×150mm的型钢与下横梁进行有效焊接。底模分配梁之间的距离控制在0.3～0.7m，但是在腹板底板处适当加密。③锚固系统。挂蓝锚固系统通过φ32mm的精轧螺纹钢紧密锚固在已完成浇筑的梁段上。单片主纵梁通过4根φ32mm精轧螺纹钢锚固在其后端，后锚点则利用预留孔预埋在已浇筑的梁段上。除此之外，所有锚杆都应分别通过2台30t的千斤顶进行有效固定，避免在浇筑过程中发生变形。④行走系统。主纵梁行走轨道梁是由2根HN300×150的型钢组焊而成，并在已完成浇筑的梁段上每隔0.5m埋设锚杆，锚固行走系统。主纵梁前支点直接固定于行走梁上起支撑作用，后支点则倒挂其上。在已完成浇筑的梁段上每隔0.5m设垫梁，垫梁与梁段、行走轨道梁之间都利用钢板垫紧密连接，从而尽可能地降低行走过程中存在的阻力。

图2 主纵梁结构示意图（单位：mm）

（2）挂篮安装。挂蓝需要由有能力的生产厂家加工成型，并通过试拼在验收合格后方能运送至施工场所。挂篮安装的具体流程：测量放线及桥面清理平整→挂篮行走系统部分安装→挂篮主纵梁安装→挂篮锚固系统及上横梁安装→挂篮悬吊系统安装→挂篮下横梁系统安装→挂篮底模系统安装→挂篮侧模支架及模板系统安装→挂篮内支架及模板系统安装→挂篮张拉平台及安全脚手架安装。后锚式挂篮安装也应当严格按照施工流程有序进行。①轨道安装固定：测量放线调平后通过起重设备将轨道准确安装，并利用精轧螺纹钢将轨道有效固定。②承重系统安装：承重系统主要由3片主纵梁、上横梁、后锚梁等构成，利用相应的起重设备逐步实施安装。③底篮安装：由于后下横梁距离0#端部仍存在一定距离，不能将底篮一次吊装到位，在吊装前需要在后下横梁上安设2根缆风绳，然后进行安装，最后逐根吊装底纵梁。④侧模安装：安装前先将吊杆有效固定在滑梁上，在锚筋预留孔或者吊点处下放缆绳，然后与吊杆进行连接，锚杆穿入预留孔实施锚固，从而降低挂篮安装时的风险。

（3）挂篮荷载试验。悬浇作业开始前，为确保挂篮的安装质量符合施工需求，应对挂篮进行严格的荷载试验，以此消除挂篮加荷载后产生的非弹性变形，同时确定其弹性变形值，便于在立模时进行适当的预留。在进行荷载试验时，2套挂篮应对称同时进行，根据实际悬浇施工状态进行模拟，试验中的最大荷载为设计荷载的1.2倍（124.87×1.2=150t）。

（4）挂篮前移。完成张拉压浆作业后，待水泥浆有效终凝后便能进行前移。①接长并锚固挂篮轨道，使用镀锌铁皮保护轨道表面，同时涂刷一定量的润滑油。拆除主桁架的后锚杆，后支座进行支撑，然后逐渐放松底模前吊带，使底模缓慢移动到距梁体100mm左右位置。②对走行系统进行严格的安全检查，包括挂篮两轨道是否与桥轴线保持平行、轨道锚固效果以及支垫的状态。③安装底模、吊杆、内外滑梁吊杆以及挂篮主桁架后锚固装置，确保装置的受力在设计范围内，确保施工的顺利进行。

（5）挂篮拆除。该工程中，当完成合拢段的施工或不继续使用挂篮后，应及时将挂篮就地拆除。可利用桥面预留的下放索孔洞，通过钢绞线吊住挂篮借助穿心式千斤顶，将挂篮缓慢放至地面；还可以利用钢丝绳滑车组将其逐渐放下，拆除后通过专门的车辆有序运输到指定位置。

3.2 混凝土施工

混凝土是在搅拌站站集中拌合，然后通过混凝土运输罐车运送至施工现场进行浇筑。浇筑作业应对称进行，从待浇筑作业梁段的前段逐渐向已完成浇筑段的方向施工，左右对称同时作业。对每个梁段进行混凝土浇筑前，应对新旧混凝土的结合面进行彻底的凿毛处理。无论在何种情况下，相邻梁段的混凝土浇筑龄期不能大于20d，并且在浇筑施工时应当安排专人检测挂篮的变形情况，并及时采取相应的防范措施保证施工的质量。

3.3 预应力施工

预应力管道及钢绞线根据钢筋与模板进行同步作业，每隔0.5m用钢筋进行定位，并将定位筋与构造筋有效连接以形成稳定的整体。

4 结语

综上可知，悬臂浇筑挂篮施工技术在桥梁工程的建设中发挥了重要的作用，但是该技术在使用时根据桥梁工程的不同存在一定的变化。因此在实际应用时，还应当结合桥梁工程的设计要求、周围环境等选择相适应的挂篮形式，从而最大限度地发挥悬臂浇筑挂篮施工技术的优势，全面提升桥梁建设的质量。