多功能挂篮在波形钢腹板梁桥施工中的应用

摘要：针对波形钢腹板梁桥施工时，普通挂篮无法满足其结构特点的问题，文章结合广西都巴高速公路红水河特大桥的施工经验，介绍了一种适用于钢腹板吊装、翻转、精调、浇筑的多功能挂篮。该挂篮利用设置在箱梁顶板上的钢轨和运输台车，实现纵桥方向波形钢腹板运输；可在桥梁大、小桩号侧同时进行，施工时互不影响，施工效率较高；挂篮的顶板模板为可调节式的活动结构，节省模板安装时间，可为同类型工程提供参考。

关键词：挂篮；悬臂浇筑；波形钢腹板梁桥

中图分类号：U448.22   文献标识码：A

文章编号：1673-4874（2024）04-0164-02

0 引言

中小跨径波形钢腹板钢混组合梁桥一般是采用在桥梁0#块附近安装塔吊进行吊装安装，随着桥梁主跨跨径的增加，塔吊工作半径无法覆盖全部工作面，吊装能力要求更高，成本相应提高。

贺州至巴马高速公路（都安至巴马段）红水河特大桥为全线控制性工程之一，主桥为波形钢腹板连续刚构桥，跨径为（92+172+92）m，是广西第一座波形钢腹板PC组合箱梁桥，也是目前国内同类在建桥梁中主跨跨度最长的桥梁［1］。该桥为单箱单室波形钢腹板预应力混凝土连续刚构桥，内部设有水平横隔板，波形钢腹板相对较高，重量相对较大。

为解决波形钢腹板吊装难题，提高波形钢腹板安装效率、施工安全和安装质量，节约设备租金成本，该桥采用运输系统+挂篮系统代替塔吊进行波形钢腹板安装，专门设计了一种具备吊装、翻转、精调、浇筑等功能的挂篮。该多功挂篮包含了承重结构、吊装系统、运输系统等。

1 多功能挂篮在波形钢腹板梁桥建设中的特性

（1）利用设置在箱梁顶板上的钢轨和运输台车，实现纵桥方向波形钢腹板运输，吊装系统设置在挂篮上，用以吊装波形钢腹板。不需要额外采用大型的吊装设备，节省费用。

（2）塔吊不需要多工种配合，只做直立式运输，桥面设置通长轨道，每个挂篮上都有轻巧吊装设备，波形钢腹板运输安装可同时在桥梁的悬臂T构大、小桩号侧进行，施工时互不影响，施工效率较高。

（3）挂篮上的吊装系统通过系列操作完成波形钢腹板的安装，同时兼具小机具的吊装运输，如块段上的模板调整、钢筋吊装和振动棒、焊机、预应力张拉设备等，大大提高这类型桥梁吊臂施工的效率。

（4）挂篮的顶板模板为可调节式的活动结构，节省模板安装时间。在安装波形钢腹板时放下活动模架，留出足够的空间安装波形钢腹板，提高波形钢腹板的安装效率。波形钢腹板安装完成时将模板活动插销上紧到位，将模板拼装成整体，提高模板安装速度。

（5）消除诸如需要更大设备、悬臂两端无法同时施工、塔吊操作人员的视线受限、波形钢腹板安装时信号工与塔吊操作人员的配合不一致、吊装受到挂篮干扰等弊端。

（6）本工法的波形钢腹板安装施工工艺适用于吊装空间较小、波形钢腹板重量和尺寸较大的工程。

（7）带有轨道的运输小车与挂篮吊装系统，施工工艺简单、便捷、操作性强。

2 多功能挂篮在波形钢腹板梁桥建造中的工艺原理

2.1 波形钢腹板在桥面板上的运输原理

采用塔吊垂直输送波形钢腹板至墩顶0#块后，不通过塔吊吊运的方式转移波形钢腹板纵桥，而是通过架设在箱梁顶板上的钢轨和安装了电动马达的运输小车，实现在T型结构两侧同时输送安装波形钢腹板，消除高空吊运物品的安全隐患。从而做到了建设安全有保证、节约经费有保证、加快建设进度有落实。

2.2 波形钢腹板定位安装建造工艺原理

利用在挂篮上设置电动小车和电动葫芦组成吊装系统，可以在保证施工安全的前提下实现波形钢腹板在上下、左右、前后的空间移动及翻转，确保波形钢腹板的精准安装。

2.3 可调节式翼板模板施工技术原理

在靠近波形钢腹板侧的模板桁架上设置活动铰座和可调节撑杆，使该处模板可以自由活动。波形钢腹板安装时将活动模板放下，给波形钢腹板安装留出空间，安装完毕后将该处模板关闭，提高模板安拆速度。与波形钢腹板接触部分做成波折形，使面板与波形钢腹板贴合紧密，并在接触部分设置橡胶带，在混凝土浇筑时起到止浆作用，防止混凝土浆液污染波形钢腹板。

3 多功能挂篮在波形钢腹板梁桥的施工流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

多功能挂篮设计（菱形挂篮设计、吊装系统设计、运输系统设计）→挂篮的拼装→波形钢腹板运输→波形钢腹板吊装（测量定位、吊装挂绳锚固、竖直和水平移位、平面外翻转、平面内翻转、精调和临时固定）→波形钢腹板焊接。

3.2 操作要点

3.2.1 挂篮结构设计

这种多功能挂篮一般包括承重系统、吊装系统、运输系统三大部分。吊装系统设置在菱形挂篮架主桁架顶部，分为纵横向轨道、机动马达、电动葫芦［2］。桥面上布置了包括铁轨、小车等在内的运输系统。自带运输、吊装系统的菱形挂篮除了能满足箱梁的对称悬臂浇筑施工，同时也能不受场地限制完成波形钢腹板的运输吊装。

挂篮主要有主桁架、前上梁、前下梁、锚固系统、行走轨道、模板系统、波形钢腹板吊装系统等［3］。

翼缘板模板为活动式结构，可绕销轴上下旋转，待钢腹板安装完毕后，将翼缘板模板放置到位，上紧销轴，并密贴翼缘板与波形钢腹板。

运输小车的尺寸设计应结合波形钢腹板的尺寸，运输小车的电动马达功率应满足最大重量波形钢腹板的运输，同时应具有良好的制动能力。

挂篮结构除符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）的强度、刚度、稳定性要求和16.5.1条款，还应结合波形钢腹板尺寸确定挂篮高度设计，同时吊装能力应留有一定富余，以保证吊装波形钢腹板时吊装挂篮有足够的空间，且对安装波形钢腹板无干扰。

根据最大重量的波形钢腹板选择合适吨位的电动跑车和电动葫芦，为了施工方便，电动跑车和电动葫芦宜选用电动遥控进行控制，供电线路应进行合理规划，防止吊装系统工作时造成碰撞。

3.2.2 挂篮的拼装顺序

安装轨道→安装挂篮前支点→安装主桁架及后锚固系统→安装前上横梁→安装前吊杆及后吊杆→安装挂篮底模系统→安装内外滑梁及模板系统→安装波形钢腹板起吊系统→整体检查验收挂篮结构并进行预压。

3.2.3 波形钢腹板运输与吊装

（1）用塔吊将波形钢腹板从钢栈桥上吊放在0#块顶板的平车上，并用枕木做支垫，沿铁轨输送到挂篮吊点下方，等待吊装。

（2）利用全站仪、水准仪将波形钢腹板的位置及高程放样出来。

（3）将波形钢腹板运至电动葫芦正下方水平放置，事先设计好的吊孔内要穿上钢丝绳，吊孔设计要保证钢腹板在起吊过程中是平直的。

（4）利用挂篮起重系统的电动葫芦按竖向起吊、纵向移动、横向就位的顺序完成钢腹板的初步就位。将两台门吊的同侧电动葫芦钢丝绳下放，使波形钢腹板翻转至竖直面。

（5）下降前吊点，使波形钢腹板竖直面内旋转，并进行吊点转换，确保波形钢腹板移动精确安装。钢腹板最顶端螺栓穿孔初拧螺母，通过前、后门吊装的两个电动葫芦进行。根据放样的位置和高程调整钢腹板，将螺栓逐个穿入连接孔，先初拧。

（6）根据放样资料，对钢腹板下端进行垂直度检查，用磁力线锥进行横向偏位和垂直度的调整，以达到设计要求，并用扭力扳手将连接螺栓全部拧紧。做好临时固定，保证浇筑过程中钢腹板不出现位移。

3.2.4 波形钢腹板焊接

波形钢腹板安装合格后进行波形钢腹板贴角焊接，焊接过程符合《波形钢腹板组合梁桥技术标准》（CJJ/T272-2017）有关技术规范。

3.3 材料与设备

4 多功能挂篮的建模验算

根据设计图建立Midas Civil模型进行分析。以全桥最大荷载的节段1号块进行加载，静载系数取1.2，动载系数取1.4。计算出杆件受拉、受压应力约为130 MPa（见图1），挂篮变形＜19 mm（见后页图2），符合规范要求，满足施工条件。

空载行走工况时（见后页图3），受拉应力约为45 MPa、受压应力约为48 MPa，安全系数＞2，满足要求。

5 结语

红水河特大桥应用多功能挂篮共安装波形钢腹板294块，工期提前了23 d，塔吊的占用时间少，T构两侧可以同时安装波形钢腹板，挂篮上的吊装系统同时兼具块段上模板调整、钢筋吊装及振动棒、焊机、预应力张拉设备等小型机具的吊装运输，提高了该类型桥梁的悬臂施工的效率，取得了较好的社会效益和经济效益。

相关机构在回访检查时，未发现任何肉眼可见的裂缝，表明施工质量较好。该工艺在广西首座波形钢腹板梁桥的应用，对促进该类型桥梁在广西推广应用具有重要的意义，同时也是悬臂浇筑施工的创新应用，将成为今后连续梁（刚构）桥施工的新方向。

参考文献

［1］李志刚.利用菱形挂篮进行波形钢腹板吊装安装的施工技术［J］.西部交通科技，2021（4）：131-132，136.

［2］张 东.自带运输吊装系统挂篮在波形钢腹板PC箱梁桥中的应用［J］.施工技术，2017，46（24）：115-116，124.

［3］姚文磊.大跨径波形钢腹板连续箱梁桥施工关键技术研究［D］.重庆：重庆交通大学，2016.

作者简介：段博员（1990—），工程师，主要从事路桥工程施工管理工作。