大跨度连续刚构桥梁挂篮施工技术

摘要：玉井1号、2号大桥都是临渭高速公路内连续刚构桥梁，最长的跨度为120m，施工都是采用刚度比较大、变形性比较小、结构比较轻巧且适用范围大等特点的菱形挂篮技艺。文章讲述了大跨度连续梁悬臂浇筑挂篮的设计与施工。

关键词：大跨度连续刚构桥梁；悬臂浇筑；挂篮施工技术；桥梁工程；挂篮设计 文献标识码：A

中图分类号：U448 文章编号：1009-2374（2017）11-0183-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.093

1 概述

自20世纪挂篮悬臂浇筑的筑桥方法在施工领域开始使用到现在，它的优越性随着时代的发展不断突显，已成为修筑大型、中型跨径桥梁的一种必不可少的作业手段。目前国内最成熟的悬臂施工设备是挂篮。挂篮是可以沿着特定轨道行走的，可以活动的一种整体模架，将锚固在施工完成的悬臂梁段上，悬挑施工下一个部分，依次进行作业，直至所有节段实行完成。因为挂篮悬臂浇筑所有工序都在高空施行，而且需要承受施工过程中的荷载，所以挂篮需要满足以下要求：（1）必须保证强度安全可靠；（2）锚固、行走、拆装等的容易施行；（3）自重轻等各项可以方便施工作业的重要作用同样不容忽视。

2 工程概况

玉井1号、2号大桥主桥上部结构均为65+120+65m三跨悬臂现浇连续梁桥，包括0号块长13m，桥顶面宽度12m，箱梁采用单箱单室截面设计，箱梁高度及底板厚度从0号块到跨中合拢段采用2次抛物线设计。主桥上部刚构采用三向预应力同时作用设计，施工采用的技术是挂篮悬浇施工。

3 挂篮设计

3.1 挂篮设计原则

3.1.1 减轻自重。在满足设计承载等相关要求的前提下，应尽可能减轻施工挂篮自身重量，同时利用箱梁的竖向预应力筋锚固平衡倾覆力矩对减轻挂篮自重也卓有成效。

3.1.2 缩短施工周期。全断面对称一次性浇筑施工可以很好的减少施工时间，提高效益。

3.1.3 保证质量及施工安全。为确保箱梁浇筑的外观质量比较好使用钢模模板是很有必要的，与此同时，钢模模板的强度应满足高空超重施工安全的最低

限度。

3.1.4 改善施工环境。箱梁顶面空间有限，应超前规划，充分利用好空间，保持施工作业空间尽量宽敞，方便放置施工机具及施工人员行走。

3.2 挂篮的组成

挂篮的组成如表1所示：

4 挂篮施工

4.1 挂篮安装与预压

4.1.1 本项目的挂篮是在工厂加工完成后，将其装载到工作场地对主桁架进行组装，然后把它吊转至相应的墩位。具体安装步骤如下：（1）由0号块顶板上放出箱梁中线以及篮主桁内边缘线，并确定前钢支点位置，同时运用高等级砂浆找平钢支点；（2）采用塔吊将分组拼好的半菱形桁架（考虑塔吊的起重重量及安全）安装就位，用精轧螺纹钢将主桁架锚固于梁体上；（3）安装前上横梁采用高强螺栓固定于主桁架，前后下横梁通过精轧螺纹钢悬吊于上横梁及梁顶面；（4）依次安装各吊杆、导梁、底平台和模板。

4.1.2 安装好挂篮后开始加载预压实验，来检查挂篮的强度等性能是否符合要求，并减少弹性变化。预压试验有很多方式，我项目根据施工实际情况采取加载法。加载重量按桥梁最重1#节段梁体混凝土重量的1.2倍进行，所加重量的等级可以分为20%、50%、80%、100%、120%这五个等级。通过加载预压测量计算得出所需的相关数据。

4.2 节段施工

4.2.1 挂篮活动到预设的位置后，放出中间线，确定标准高度。然后按先施工底模、后施工内模的步骤依次进行。立模所采用标高由第三方线性监控单位提供。

4.2.2 钢筋采取集中加工，运输至吊装至施工现场，再通过人工绑扎，其中应注意波纹管孔道及预埋件位置准确。全桥纵向、横向、竖向预应力管道均采用不同管径的金属波纹管成孔，为保证混凝土浇筑过程中管道位置准确，管道定位钢筋必须按设计进行布置并焊接牢固，弧线段及弯起点适当进行加密。

4.2.3 “对称、同步进行”是混凝土浇筑正常进行必须坚持的基本原则，依次为底部模板，腹部模板，顶部模板。

4.2.4 对于挂篮施工连续箱梁，预应力施工的质量最为重要，因为其直接影响工程结构的安全性和可靠性。本项目连续刚构桥采用纵、横、竖三向预应力体系。穿束：小于20m的预应力束采用人工穿束，大于20m的预应力采用卷扬机整体穿束，横向、竖向预应力均为提前穿束。预应力张拉：运用张拉力与伸长量进行双控，使实际值与理论值之间的差值在±6%的范围内变动。孔道压浆：预应力施工完成后，应在24h内，采用真空辅助压浆法，及时进行孔道注浆。

4.2.5 每一节梁体预应力张拉、压浆等工序完成后，进行前移至下一节施工，挂篮前移工作步骤为：首先将挂篮轨道前移到位锚固并校核；然后将侧面，底面的模板取下来，并将内部模板与箱梁水泥进行分离；再次将主梁后锚杆稍松开，挂篮采用钩轮及钩板挂住轨道受力；最后将挂篮其余后锚均松开，采用液压油杆将主梁逐步顶推到位，主梁带动侧模、底模及内模整体前移，随着主梁的前移，每次对称行走行程30cm进行检查调整，以保证主梁的稳定，前移到位后将主梁后锚杆全部锚紧。

4.3 边直段施工

由于桥梁所在位置，受山区峡谷地形限制，采用落地支架现浇方案，施工难度大，工期较长，经济效益差。所以根据实际施工现场，结合设计情况：边直段长度4m，悬挑长度1.75m，其余均落在墩身范围内，大部分重量由墩身承擔。根据上述实际情况利用0号块施工的托架进行施工。

4.4 合拢段施工

箱梁合拢段施工是整个箱梁施工的重点部位，先按设计进行劲性骨架安装，合拢温度应选在当日温度最低（最佳合拢温度15℃～18℃）时段尽可能短的时间内浇筑完成，浇筑完成后应及时洒水覆盖养生，强度达到设计后及时张拉预应力。

5 线性控制

在连续刚构桥梁的施工中，桥梁的线性监控是一项十分重要的工作。因为只有预拱度设置合理，才能保证桥梁的受力状态与设计的受力状态尽量符合，也才能保证梁体在施工阶段、运营状态下反复受力仍趋于线形设计，这样才能为后期线路的平顺打下夯实的基础。线型作业过程第一步需要对桥梁的静力线形进行全面的分析，由此来调整模板组装的过程，以尽最大的可能减少梁段产生的挠度差所带来的不良影响。

6 质量控制措施

（1）选定合适混凝土配合比是施工的关键。水泥的强度除了要达到相应的要求外，其余性能也要满足相关规定和规范；（2）各种原材料和机具的查收、检查应严格按照相关准则及规范认真执行；（3）挂篮底面侧面模板的标准高度必须严格把控。向前移动到位后，两中线应该位于同一竖直线上，最大偏差不得超过5mm；（4）混凝土施工过程中对称平衡施工是保证挂篮安全的重要因素之一。同时为确保混凝土的强度，对施工完成后的混凝土成品及时洒水覆盖养生是非常重要的；（5）各向预应力的张拉及压浆施工：应保证压浆孔道饱满，无空洞，使张拉的双控指标必须达到设计相关要求；（6）严格按要求埋设标有明显标志的线性控制观测点，并在施工过程中加以妥善保护，同时测量技术人员在各阶段的测量应安排在无风无雨的早晨或傍晚，也可以达到提高测量准确度的效果；（7）桥梁之间的高差应小于20mm，体系转换结束后顶面标准高度差應在±20mm的范围内。

7 安全保障措施

7.1 0#块及挂篮施工的安全保证措施

（1）所有参与挂篮施工的作业人员应有娴熟的技术、安全的意识以及对施工工序要有一定的熟悉程度，同时必须严格执行施工工艺和技术的要求；（2）施工的空间及环境应尽量保持畅通整洁，施工中所需要的各种材料及小型机具应堆放整齐。安装好施工台面并做好安全措施以免在空中扎钢筋的作业人员发生意外事故；（3）为避免触电意外的发生，不能私自乱拉乱接电线；（4）在雷雨天气及风力大于6级天气不好的情况下，挂篮作业必须立刻停止施工。

7.2 挂篮安装的安全保证措施

（1）安装挂篮时，下面应该设置警戒区，以防坠物伤人；（2）应该设置安全装置，避免出现事故的发生；（3）螺钉拧入的长度必须达到连接器长度的1/2，这样才能起到锚固的作用，并且要做好标记；（4）没有组装好的桁架要有稳固牢靠的支持，避免塌陷；（5）有多余两个已经锚固牢靠的后锚，便可组装侧模和底模。在组装这两部分时应选用符合条件的相关仪器及合适的钢丝绳数，这两部分上升到所设置的高度后应迅速串好各种吊带和锚杆，以免卷扬机长时间负载。

7.3 挂篮移动的安全保证措施

（1）各部件事先留存孔径的位置、大小需要进行检查，如果有误差，要进行修整；（2）各种材料装置以及施工部位都需要进行检查，以保持技术性能的良好；（3）内外模的滑梁滚轮与滑梁之间的空隙，应排除咬边、卡阻等影响行走安全的问题，如在施工过程中存在以上情况，应及时进行调整排除；（4）专业人员协调指示，专业人员观测运行状况，以确保挂篮行走的时候左右两侧的桁架是平稳的；（5）挂篮的各关键部件必须加设保险装置；（6）改变吊杆时，每一吊杆的两个千斤顶必须同时上升下降，否则千斤顶和吊杆的受力性能会受到影响，同时千斤顶在使用过程中不能超出它的行程范围。

7.4 挂篮混凝土浇筑

（1）混凝土浇筑时，应设专门的工作人员观察受力部分的变形情况，如果查出不妥要及时进行处置；（2）工程结束以后，及时清扫施工现场，废弃物料不得放在挂篮上。在拆除模板的过程中，为保证施工人员的安全，作业人员不得站在正在拆除的模板上。夜间施工时，应保证施工场地光线充足；（3）在混凝土浇筑过程中，左右两侧的挂篮的浇筑重量需保持平衡对称。

8 结语

悬灌连续梁施工中最关键的工艺是挂篮施工。通过玉井1号、2号大桥的施工，对挂篮施工的重要步骤进行了优化，使施工步骤更加合理、工期更加短暂，同时也为以后相似桥梁的施工提供了指引。

参考文献

[1] 徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 公路桥涵施工技术规范（JTG_TF50-2011）[S].

[4] 杨文渊，徐彝.桥梁施工工程师手册（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2004.

[5] 重庆大学，同济大学，哈尔滨工业大学.土木工程施工（下册）[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

作者简介：杨小飞（1982-），男，湖南邵阳人，中铁五局集团第一工程有限责任公司工程师，研究方向：桥梁施工。

（责任编辑：王 波）