桥梁工程中挂篮悬臂浇筑的施工技术研究

张健

【摘 要】随着社会科技的不断进步，现在大跨度桥梁结构越来越常见了。现代大跨度桥梁结构在设计和施工的过程中，为了保证结构的强度和稳定性，经常会采用挂篮悬臂浇筑技术进行施工。挂篮悬臂浇筑技术自二十世纪六十年代在西德被提出以来，在桥梁工程方面的运用已经体现出了很多优越性，特别是地势复杂的施工条件，例如：高山峡谷、湖泊、隧道或沼泽等等，恶劣的地理条件就对设计和施工提出了很高的要求，而挂篮悬臂浇筑法在施工的过程中则体现出了很强的便捷性和灵活性。接下来，笔者将从挂篮悬臂浇筑法的作用原理入手，对挂篮结构的施工、安装流程进行深入分析。

【关键词】桥梁工程；挂篮施工；悬臂浇筑；施工技术；要点

中图分类号： U445.466 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）11-0187-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.082

【Abstract】with the continuous improvement of social science and technology， it is becoming more and more common for long-span Bridges. In the process of design and construction of the modern long-span bridge structure， the technique of hanging basket cantilever is often used to ensure the strength and stability of the structure. Hanging basket cantilever construction technology since the 1960 s in Germany have been proposed， used in bridge engineering have showed a lot of advantages， especially terrain complex construction conditions， such as： alpine valleys， lakes， tunnel or swamp and so on， poor geographical conditions are put forward for design and construction of high requirements， and the hanging basket cantilever construction method in the process of construction is a great convenience and flexibility. Next， the author will start with the principle of hanging basket cantilever pouring method， and analyze the construction and installation process of hanging basket structure.

【Key words】Bridge engineering； Construction of hanging baskets； Cantilever pouring； Construction technology； The main points of

1 挂篮结构的分类及其特点

在桥梁工程中运用挂篮悬臂浇筑法进行施工，具有结构简单、操作简便灵活的特点，在施工的过程中无需使用非常大型的起吊机。在利用挂篮进行施工的过程中，施工人员可以将整个悬臂分成若干个区段进行施工，在完成一个区域内桥梁的浇筑工作之后，运用预应力技术将结构固定，随后将挂篮向前移动，开始下一个桥梁区域的浇筑工作，这样不仅方便了工人的施工，而且对于施工效率的提高也是非常有帮助的。由于在整个施工过程中挂篮都是在悬臂结构上进行移动的，同时工人们还要在悬臂结构上开展施工操作，悬臂结构不仅要起到承重的作用，而且还是保障工人开展施工的平台，这就要求悬臂结构具有足够的强度和承载能力，确保在施工的过程中不会发生任何问题。与此同时，在挂篮的制作过程中还要求挂篮在质量过关的前提下要尽可能地轻一些。

目前挂篮结构有很多种形式，在制作材料和结构构造上都有一定的差异。挂篮结构按材料可以分为贝类梁、军用梁和万能杆件等形式；按照其安装方法分为型钢加工制成和杆件组合拼装形式；按照承重结构的形式可以将挂篮结构分为：斜拉式（包括预应力斜拉式和三角斜拉式）、钢板梁式、桁架式（包括三角形式、弓弦式、菱形式以及平弦无平衡重式等）和牵索式这几种；按照挂篮在设计时运用的受力原理可以将其分为：斜拉式、刚性模板式和垂直吊杆式；按照挂篮的行走方法可以将其分为：一次行走和多次行走这两种；按照挂篮抗倾覆的方式可以将其分为：锚固式、压重式以及半锚固半压重式；按照挂篮的移动方式可以将挂篮分为滑动式、滚动式和组合式这几种。

通常来讲，挂篮结构主要有悬吊系统、行走系统、承重结构、锚固装置和操作平台这几部分组成。挂篮的悬吊系統在设置时主要是为了避免挂篮在浇筑混凝土时发生倾覆问题，一般是在挂篮的尾部设置锚固装置并在梁肋的内侧设置竖向预应力筋。如果锚固装置的抗倾覆能力不足，则采取在尾部设置一些压重设施。挂篮的行走系统一般是采用四氟乙烯滑板或轨道，对于牵引装置则是采用电动卷扬机。在设计挂篮结构时，承重结构是最为关键的一部分，因为是挂篮结构中最主要的受力构件。在施工的过程中，承重结构将承受新浇筑区域混凝土和施工设备的重量，并通过锚固装置和结构中的支点将荷载传递给梁。在桥梁工程的施工过程中，挂篮的主要功能是用于支撑浇筑模板、承受新浇筑桥梁区段的混凝土重量并为工人的施工作业提供灌浆和张拉的场地。由此可见，在设计挂篮时要做到轻质高强、稳定性强、可以自由活动并且能够自由调整标高。

2 挂篮结构的制作与安装工艺

2.1 挂篮的制作

一般挂篮是在指定的、具有相应资质的钢结构工厂进行制作和加工。在挂篮的制作过程中，各个结构构件的尺寸、所用的材质必须严格按照设计要求进行选取，严禁工厂出现偷工减料、私自选用其他材料等问题。为了更好地控制挂篮的制作质量，在挂篮加工完成之后，工作人员需要对挂篮的焊缝进行超声波检查，并在工厂内进行预先拼装，确定挂篮各个构件的尺寸都没有问题。只有经过严格的检查并且检查合格之后才能够让这些挂篮出厂进行销售。对于质量或尺寸不符合要求的挂篮，工作人员要将这些挂篮返厂重新进行加工或者销毁，不能用这些质检未合格的挂篮以次充好，以免影响后续的施工质量。

2.2 现场安装挂篮

在桥梁工程的施工现场，当施工人员完成0号块预应力的施工工作之后，就可以将挂篮运送到施工现场，开始挂篮的安装工作了。首先施工人员要将挂篮的行走轨道调平，这里调平的工具主要用到的是钢枕，然后等待轨道安装完毕之后，用锚固筋将其锚固紧实。接下来，将轨道的前滑板和后钩板分别安装在轨道上，然后再将主析片和连接杆件安装在前滑板和后钩板之间。在梁表面上的结构安装工作完成之后，施工人员要安装内模板系统。完成上述步骤，挂篮的安装就基本完成了。在挂篮安装完成之后，施工人员要对挂篮轨道的锚固情况进行检查，并检查悬吊系统中各个锚固件是否紧实，只有在仔细的检查之后才能够开展下一步安装工作。

2.3 挂篮的预压工作

在一个新挂篮投入使用之前，为了检查挂篮的承载能力并消除部分的非弹性变形，施工人员要对挂篮结构中主析架等其他主要受力构件开展单独的预压试验。此外，不管挂篮的新旧程度，在安装完挂篮之后都要进行荷载试验，从而测定挂篮的强度、判断其是否可靠。在荷载试验中，荷载一般采取某一区域内最大荷载重量的1.2倍。在开展荷载试验的过程中，随着加载的进行，相关人员要对挂篮的变形情况进行仔细的记录，从而运用这些标高数据建立模型，从而能够对整个梁的变形进行控制。目前在我国桥梁工程的施工现场中，一般采用反拉、压砂和压水等方法开展荷载试验。

2.4 挂篮在使用过程中的注意要点

在挂篮的使用过程中，施工人员应当熟悉挂篮的使用要点，从而才能更好地提高施工质量和施工效率。在使用挂篮的过程中，主要注意以下几点：（1）挂篮在移动的过程中，为了避免挂篮走偏或者发生卡轨等问题，施工人员要确保挂篮两侧千斤顶上升的速度基本一致。（2）在使用挂篮进行混凝土的浇筑工作时，施工人员要尽量使挂篮两侧保持左右对称，避免因一侧荷载过大而产生偏轨等问题，同时施工人员要留意浇筑过程中挂篮的变形情况。（3）除此之外，在施工的过程中，施工人员还应当对以下部位进行留意：前横梁、前后中纵梁、轨道、滑道、挂钩、后横梁以及止退钢销，施工人员在施工的过程中要留意挂钩，避免其出现滑出轨道槽等问题。（4）为避免止退钢销受到过大的弯矩而产生破坏，施工人员应当将止退钢销的悬臂长度控制在15厘米至18厘米的范围之内。

3 挂篮悬臂浇筑法的施工流程

在运用挂篮悬臂浇筑法进行桥梁工程的施工时，首先应当将梁划分成若干个区段，以2-5米为一个区段，借助挂篮从桥梁的一端沿着对称式伸臂开展混凝土浇筑工作。在此施工过程中，挂篮主要有以下功能：支撑梁体模板并随时调整正确的位置；运输施工材料和器具；利用挂篮完成浇筑和张拉预应力筋工作。在施工的过程中，施工人员需要在挂篮所在的平台上铺设模板、完成钢筋的安装、混凝土的浇筑和预应力筋的张拉等工作。通常一个区段的工作完成之后，再使挂篮沿着行走系统向前移动，开始下一个区段的工作。在运用挂篮悬臂浇筑法进行施工时，同时还需要进行加工钢筋、拌制混凝土及运输施工材料的工作。施工管理人员应当提前对这些事项进行安排，组织周密的计划并尽量缩短材料运输所需要花费的时间，为施工提供更大的便捷。在施工的过程中，一般是由桥位下拌合站进行施工材料的供应，或者可以在桥头设置预制材料的加工厂，通过水平的吊装设备进行材料的运输。在悬臂施工的过程中，合拢段的施工是最为关键的一步，施工人员最好在当天内温度最低的时间段内一次性完成施工。根据区段的数量和结构复杂程度不同，悬臂浇筑混凝土的施工周期一般在6至10天。想要缩短施工时间，加快施工进度，就要选择早起强度上升快的混凝土品种，从而有效减少混凝土的养护时间，进而达到缩短工期的目的。挂篮悬臂浇筑法在施工的过程中不需要使用大量的施工设备和支架等辅助结构就可以很轻易地建造一些大跨度、交通量大的桥梁结构，可以做到横跨河流和峡谷，而且跨度越大施工的经济效益就越高。与此同时，在施工的过程中，由于施工作业大多数是在挂篮中完成得，而挂篮不易受到外界影响且能够重复操作，因而能够很好地提高工作效率和工作质量。因此，基于以上优点经常在大跨度桥梁工程中运用挂篮悬臂浇筑法。

4 控制挂篮悬臂浇筑施工的方法

4.1 施工前的准备工作

为了保证施工的效率和质量，在施工正式开始之前有关单位应当做好如下准备工作：（1）在开始施工前，施工单位的施工人员和技术人员应当做到对设计单位提供的图纸十分熟悉，不仅了解图纸中所要用到的施工技术、某部分工程所涉及到的施工方法和其相关行业规范，而且还要做到能够了解设计人员的设计意图，在此技术上，施工人员和设计人员应当能够在总的施工方案的基础之上制定出分项工程的施工流程和其中的操作重点。在施工正式開始之前，施工管理人员和技术管理人员要开展一次技术交流，对于有特殊需求的工种要对施工人员进行培训，并确保每位施工人员都要持证上岗。（2）在施工的初期，即测量阶段开始之前，测量人员应当对所要用到的仪器进行精密度和误差的检验，在确保误差在允许范围之内后才可以开始测量。在测量的过程中测量人员要认真进行测量放线、准确记录数据、严格控制误差，要坚持做到多次测量、多人测量和换方法测量，从而最大化地提高测量的精度，避免在测量这一环节出现施工错误，以免对后面的施工造成影响。（3）对于施工过程中所要用到的材料，施工单位应当委派专人对材料的质量进行检验，只有检查合格的材料才能够进入现场并投入使用，对于存在缺陷的材料，施工人员应当主动联系材料厂家予以更换或赔偿。

4.2 开展连续性合拢

在桥梁工程的施工过程中，施工人员应当根据结构的布置情况和梁温度的变化情况来选择合适的合拢方式，要尽可能做到对称合拢及迅速合拢。对于桥梁合拢口的混凝土，应当进行单独设计，在条件允许的情况下，尽可能做到比梁体混凝土的强度增加一个等级，同时为了避免裂缝的产生和发展，应当尽量选用微膨胀型的混凝土。在浇筑混凝土之前，为了保证合拢口在这一过程中保持着一个比较稳定的状态，施工人员应当根据浇筑混凝土的重量来增加每一个悬臂结构处的荷载，从而保障合拢位置的施工适用性。在开始浇筑的时候，要将浇筑物的一端和预埋件相互固定，将浇筑物的另外一端与梁相连接，迅速张拉从而提供暂时的预应力束。在浇筑完成之后，施工人员要对混凝土进行振捣和养护直至混凝土的强度达到设计要求，随后对部分预应力束进行张拉，在完成部分张拉之后取下所有韧性骨架，最后完成剩余部分的预应力张拉。

4.3 合拢段转化体系

在桥梁工程的施工过程中，合拢是非常重要的一个环节，施工人员在进行合拢施工时既要使桥梁结构达到设计的受力状态，又要控制好施工过程中产生的误差，从而确保桥梁结构线型的完整度。对于独立的T型截面梁，当其处于受负弯矩的状态时，按照施工顺序将其进行合拢，可以将桥体转化为成桥。对于多跨连续梁合拢施工，一般是先对两端跨进行合拢，再对中间跨进行合拢，按照这样一个顺序进行施工。对于中间跨的部分，由于其在合拢的时候可能由于温度变化而产生较大的形变，因此在施工的过程中需要用一些约束装备来对其进行牢固的约束。

5 结语

总而言之，挂篮悬臂浇筑法在施工的过程中具有操作方便、结构可以做到大跨度等优点，经常用于跨越河海、山谷的大跨度桥梁工程中。挂篮悬挂浇筑法在施工的过程中无需大量的施工设备和辅助支架，因而对挂篮和悬臂结构的强度要求较高。在施工的过程中，要对施工进行严格的监督和管理，从而有效提高挂篮悬臂浇筑法在施工中的效益。

【参考文献】

[1]吴澜韬.讨论桥梁工程中挂篮悬臂浇筑法的施工技術[J].城市建设理论研究：电子版，2015，（17）：45-47.

[2]陈保生.关于桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术应用的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015，（11）：34-35.

[3]陈玲琳.试析桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术的实际应用[J].交通企业管理，2015，（5）：59-60.

[4]王盛.简析桥梁工程中挂篮悬臂浇筑法的施工技术[J].建材与装饰，2016，（15）：177-177.

[5]张彩楼.简析桥梁工程中挂篮悬臂浇筑法的施工技术[J].工程技术：文摘版，2016，（7）：231.

[6]陈亮堂.论挂篮悬臂浇筑施工技术在大型箱梁桥梁工程中的应用[J].黑龙江交通科技，2016，39（9）：118-119.