菱形挂篮悬臂浇筑施工技术要点分析

曾佳乐

中交二航局四公司，安徽 芜湖 241000

1 工程背景

主桥上部采用双线主跨100m 预应力混凝土连续箱梁，箱梁断面为单箱单室横断面。箱梁顶宽0.35 ～0.6m，底宽6.4m，翼缘板宽2.9m，根部梁高7.2m，腹板厚0.6 ～10m，底板厚度0.4 ～86.4m，顶板厚度0.4m。箱梁0#块在托（支）架上施工，梁段总长14m，边、中合拢段长为2m；挂篮悬臂浇筑箱梁1#～2#块长2.5m，3#块长2.75m，4# ～6# 块 长3m，7# 块 长3.25m，8# ～11# 块 长3.5m，12#～13#块长4m。箱梁悬臂浇筑采用菱形挂篮进行施工。箱梁0#块梁段长14m，具备挂篮拼装起始长度的条件，箱梁1#～13#块采用挂篮对称悬浇。悬臂浇筑的箱梁中最重块段为4#块，重量为156.6t；12#块长4m，重量为132.2t。挂篮三维图如图1 所示。

图1 挂篮三维图

2 菱形挂篮荷载的计算

在实际开展菱形挂篮荷载计算工作的过程中，必须重视图纸的分析，并考虑挂篮自重及全部施工临时荷载重量，确保能够将其控制在规定标准以下；还要分析动力因素，保证工程的顺利进行，并根据挂篮受力特点，运用相关公式从底篮纵梁进行计算，有效控制其刚度与强度，保证后期工程的顺利开展。有关荷载系数的具体取值：第一，箱梁混凝土在实际施工的过程中，需要分析胀模以及动力的实际情况，并根据其超载系数1.051 优化选择；第二，在浇筑混凝土时，需要控制其动力系数取值为1.2；第三，施工机具以及人群荷载为1.5kPa（验算模板为2.5kPa），增大荷载系数取值为1.4；第四，施工振捣力侧向为4kPa，水平向为2kPa；第五，底篮以及底模自重依据23t 进行设计，增大荷载系数取值为1.2；第六，Vr=1/500，允许最大变形为20mm。根据挂篮受力特征，必须适当地对底篮进行加固与调整（前后下横梁、纵梁、外导梁），促使称重系统的质量得到提升，对顶板（内导梁、顶板托架、顶板承重梁）、锚固系统进行计算。例如，计算底篮纵梁，取2#和4#强度及刚度进行计算，前者长3.5m，后者长4m。首先，进行荷载和混凝土自重计算，2#块断面处是88.8kN/m，3#块是78.3kN/m；其次，人群荷载计算为1.89kN/m；再次，模板自重计算为0.81kN/m；从次，振捣荷载（取2kPa）计算为2.52kN/m，纵梁自重计算为0.432kN/m；最后，菱形挂篮荷载计算为31.04kN/m 和27.5kN/m。

3 菱形挂篮加载试验

在实际施工过程中必须注重每一环节的工作，同时需要分析菱形挂篮悬臂浇筑施工技术的要点，促进施工的顺利进行，并且在施工过程中根据以往施工经验，参考类似工程，不断优化施工设计。在进行加载工作前，需要分析场地情况，适当对其进行整理，促使挂篮两片主构架对应节点的稳定性得到全面提升，并运用高强度螺栓锚对其进行稳固。除此之外，挂蓝荷载需要合理地运用100t 穿心千斤顶，对直径32mm 的精轧钢进行顶拉，确保能够满足施工要求，保障后期施工的顺利进行。针对挂篮后的节点控制，需要运用4 条精轧钢和两道锚扁担进行锚固，降低外在因素对其的影响。通过计算与分析挂篮全部支点位置的荷载，需要控制在50 ～60t，并结合油表的差值方程，计算出其对应读数，从而开展后期的加载工作，落实好各个环节的施工要点，全面发挥菱形挂篮悬臂浇筑施工技术的作用。还要注重优化创新，发挥其效果的同时还需要不断深入研究，使其效果最大化。

首先，注重分级加载施工的运用，在进行加载时，分别按吊点和可承受的最大荷载进行优化，同时需要由30%升至50%、80%、100%进行加载，从而避免因为没有控制好每一环节施工，而导致大跨度桥梁施工效果不佳。其次，在进行加载时，挂篮前后节点板上应该设置监控点，实现逐级监测与监控。再次，在进行加载前，施工人员必须对加载过程中的稳定性以及变形情况进行实时观测，掌握此环节施工的实际情况，并及时优化存在的问题，从而控制好各个环节施工。最后，施工人员需要根据实际情况对挂篮受力情况进行模拟，适当地将17.1t 作为挂篮浇筑混凝土前的初始状态，然后根据挂篮加载的负载值及产生的数据进行计算优化，使其整体施工效果得到全面提升。

4 悬臂浇筑施工对策

4.1 组装挂篮及预压施工

大跨度桥梁施工需要涉及的环节相对较多，必须保证每一环节的施工质量，这样才能够提高桥梁的稳定性，避免受到某一环节因素影响而导致其无法正常使用。其中，需要事先在0 号块施工时预埋挂篮吊孔，0 号块施工完成后吊装挂篮，安装挂篮的构架结构。并根据实际情况组装挂篮的悬吊结构，同时需要在0 号模块下设置辅助支架，这样能够保证后期工作的顺利开展，提高组装挂篮的完成效率。

在完成组装挂篮这一环节工作，还需要对其进行预压，保证其具备牢固性与稳定性，并且根据实际情况消除非弹性变形的环节，还要对测定挂篮各级负载下的变形量进行优化，压力数量标准需要以悬臂施工的重量为主，保障后期施工的稳定性。除此之外，在底模和挂篮主要的受力部位设置观测点时，需要实时观测，并掌握整个施工情况。压重顺序和混凝土浇筑顺序必须保持一致，还要做好全面观察，一旦压重的总重量超过110%后，必须立即停止这一施工环节，同时需要将其放置2 ～5d 并随时做好期间的观察与记录工作。

4.2 浇筑挂篮悬臂施工

预压施工完成后，可以掌握挂篮的变形值和立模高程，从而优化混凝土浇筑的工作。在施工过程中，必须测量好两侧混凝土的浇筑数量，并且要根据实际情况，注重每一环节的操作。在混凝土浇筑施工过程中，必须记录挂篮高程的变化情况和混凝土浇筑的数量。混凝土浇筑工作完成后，还要进行张拉检测，根据张拉相关规范依据，保持两侧对称、同步缓慢张拉。

4.3 压浆施工

混凝土浇筑挂篮悬臂及张拉检测工作完成后，要分析当前工作开展的流程，并合理地使用C55 混凝土进行封锚工作，只有确保锚固强度满足施工各个环节要求之后，才能顺利进行管道压浆。在实际压浆工作过程中，必须控制水泥强度，尽可能使用强度在55MPa 以上的水泥浆，并且保持管道压浆的饱满程度。合理地运用智能压浆系统对每一环节材料进行对比与控制，注重对所用工具的检查，确保其符合施工要求。需要根据规范开展张力施工，保证对称、同步张拉，控制张拉力，辅助控制伸长量，为后期的灌浆工作提供帮助。

4.4 现浇段施工

由于北面的现浇段地形较为平坦，需要借助碗扣式脚手架及工字钢横抬梁等相关设备开展现浇段施工工作，此环节施工所涉及的内容较多，而且对施工工艺及技术的应用有一定的要求，因此为了能够全面提高此环节的施工质量，必须仔细观察图纸。边跨现浇段施工时，要控制好高程，保证箱梁合拢后的线形，控制好各个环节施工数据并优化施工效果，保证大跨度桥梁的施工正常进行，不受其他因素影响，为建筑企业的稳定发展奠定基础。

4.5 合拢段施工（退挂篮）

在大跨度桥梁合拢段开展施工的过程中，不仅需要注重预应力连锁箱梁施工技术，还需要分析各个阶段的施工要求，尤其是针对合垄断开展施工，必须认真落实好各个环节施工，完成对边跨现浇段和7 号段的张拉施工。在合拢段施工时，要事先明确施工要求并完善挂梁。作为合拢段的吊篮，将改制的挂篮残余部分当作边跨合拢段的配重，这样不仅能够发挥其作用，还可以全面发挥挂梁残余部分的作用，以此完成张拉工作。完成边跨合拢段施工后，需要对中跨合拢段进行施工操作，而且根据配重要求需要合理地运用袋装碎石，并在完成配送后，利用合理的工具对合拢段钢接杆进行焊接，这样有利于保证后期拆除工作的顺利进行，同时能够保证大跨度桥梁结构的稳固性。在捆绑过程中需要对合拢段所使用的钢筋进行检测，保证每一环节的施工质量，确保各环节施工效果。

5 结束语

综上所述，在实际运用菱形挂篮悬臂浇筑方法进行桥梁工程施工的过程中，必须加强施工人员对工程各个环节的重视程度，全面保障施工质量，适当地使用有限元软件，这样能够对挂篮施工过程中的强度、刚度及稳定性等力学指标进行应力，并运用公式进行反复检查，保证挂篮施工质量，满足施工方案要求。除此之外，在挂篮施工的过程中，还应该高度重视挂篮过程的有效控制，为大跨度桥梁施工提供有力帮助，解决传统施工技术存在的问题。