悬臂现浇连续箱梁菱形挂篮施工技术的应用

悬臂现浇连续箱梁菱形挂篮施工技术的应用

徐翩翔

衡宇建设集团有限公司  安徽六安  237008

摘要：菱形挂篮具有结构简单且受力明确，施工安全等优势，在各种桥型施工中也广泛应用，且随着大跨度桥梁的不断涌现，菱形挂篮体量会越来越大，故对于首尾节点工序的挂篮安装和拆卸而言就具有较大的施工难度和挑战性，必须予以重视。

关键词：悬臂；现浇连续箱梁；挂篮施工

1 工程概况

S325省道六安马头段至长集段新建工程二标段汲河特大桥全桥长5235.62米，桥宽25.5米。汲河特大桥是六安市第一长、安徽省普通国省干线公路项目第三长的公路桥梁。桥梁主跨跨径为65m+105+65 m 设计方案选用的是变截面箱梁结构，主桥连续箱梁双幅设置，单幅桥宽12.50m，梁底设计为二次抛物线形式。

主桥釆用挂篮悬臂浇筑施工，0#块长12m,单侧悬浇长度45.5m,分13个节段浇筑，节段划分为3*3m+7*3.5m+3*4m,边跨支架现浇段长11.5m，中、边跨合龙段长2m。施工菱形挂篮重量不超过60吨按照施工工艺方案的要求，其组成结构是主桁系统、底篮系统、行走及锚固系统、模板及调整系统和附属结构(操作平台、爬梯、栏杆等)组成。

2 挂篮设计参数及荷载

挂篮荷载组合设计中，选择应用混凝土结构自重+超载+动力荷载+机具与人员荷载+挂篮与模板自重。根据数据计算的要求，4#块中成型是目前菱形挂篮最不受力的条件，所以4#块重量进行挂篮稳定性计算。按照设计，4#块长度最长为3.5 m, 梁顶宽度12m，梁底宽度6.5m, 最大重量1419KN。在此工况下进行挂篮底篮、前后吊点、主桁系统验算，同时检验挂篮结构运行是否达到稳定的标准。在荷载系统计算的环节，应从实际出发，进行动荷载参数的计算和分析，以验证挂篮结构是否具备较高的稳定性，结构强度是否合格，如果发现该结构不达标，应及时进行方案的调整和改变。

3 菱形挂篮施工

3.1 挂篮拼装

0#块结构在施工中，应用M30高强水泥砂浆制作，强度达到要求后即可进行行走轨道找平处理，该环节保证箱梁标高符合要求，确保标高与主桁架标高位于同一水平线，再应用砂浆层与顶面标高的测量，确保该参数合格。挂篮安装必须由内向外对称进行，为保证桁架结构的稳定，应将临时风缆施加于桁架横向位置，固定桁架，并将行走小车悬挂在锚固点销轴上，连接达到稳固、安全的标准，避免影响后续施工。

主桁架结构施工后，安装在横梁规定部位，达到设计要求，且进行吊带的穿插作业。在底篮整体吊装前必须先拼装，再借助起重设备将底篮吊至待安装位置进行安装；选用相同方式安装外模与内模。

3.2 挂篮预压

应用千斤顶完成预压操作，在该项目中选择应用6个反力架，布置在0#块的两侧腹板，结合前横梁最重节段箱梁吊装时承受相同的荷载，换算为最大预压荷载。应用千斤顶分级加载作业，使得荷载达到最佳的荷载状态，从而可以消除因为非弹性变形而产生的结构损坏，使得挂篮弹性变形量在合理的范围内。

反力架弦杆和腹板分别采用36b工字钢及双拼14b槽钢材料，节点处均通过20 mm厚的钢板加固处理。每个反力架将其设置在箱梁腹板结构内，应用2 cm厚钢板焊接；上部9根锚筋和下部12根锚筋均采用60 cm长的Ⅱ级Ф28 mm钢筋。选择最大的混凝土结构块进行预压模拟加载作业，通过千斤顶完成。

预压工作实施前，应先进行现场结构部件的编号，并进行实物标记，底模的腹板、横隔板部位确定。前横梁、前托梁吊带部位设置观测点，相同墩挂篮对称预压处理，预压加载试验顺序及范围必须和箱梁浇筑次序保持一致，通过混凝土块堆载方式展开箱梁腹板及横隔板试验，应用砂袋堆载方式进行底板、斜腹板预压。具体按照空载状态、设计荷载的30%、80%和110%依次进行加载，按80%和空载卸载。每一级加载及卸载后0.5 h内必须进行一次水准测点数据的读取及记录，如果0.5 h内连续两次测量值偏差不超出1 mm且变形量不超出1 mm, 说明桥梁变形稳定，进行下一级的加载或者卸载。

3.3 挂篮现浇箱梁

全面检查主桁架承重结构节点板销轴连接、后锚梁连接情况以及前支点滑船和轨道连接情况、行走小车于轨道翼缘板所在位置，以保证行走小车滚轴已经卡住卡板，且能在混凝土浇筑前脱离轨道翼缘板。在菱形挂篮上对称悬臂浇筑1～12#块，各悬臂段均一次性浇筑完成，并加强梁段混凝土超方情况控制，任一梁端重量限定在理论参数的103%以内；箱梁顶板混凝土平面度误差在±5 mm以内。

挂篮现浇箱梁施工过程中必须加强挂篮变形情况的监测，按照规范要求控制箱梁受力状态及线形，确保箱梁合龙时各合龙段高程误差、轴线误差不超出2 cm和1 cm。待完成挂篮预压后，必须根据相关试验数据调整底篮标高，并按设计要求绑扎钢筋、安装预应力管道，并精确埋设预埋件、预留孔。最后安装侧模及Ф20 mm圆钢材质的内模对拉螺杆，并将两组对拉螺杆间距控制在1.0 m以内。

待完成钢筋绑扎及预埋件、预留孔、预应力管道施工后，进行检验和验收，合格后开始浇筑混凝土，养护时间在7 d以上，并且强度超过设计的90%才能开展预应力施加作业。

3.4 挂篮行走

预应力张拉工作之后，挂篮移动到下一位置继续施工，完成整个浇筑施工。在完成梁段预应力张拉、压浆及脱模后解除挂篮前支撑架丝杆，同时将前支点受力转换至滑船，通过梁内精轧螺纹钢锚固轨道。松开承重吊杆并同步放松同一断面吊杆，分别将1个重量为10 t的手动葫芦加挂在前后托梁梁端，并同时连接前托梁和上横梁。挂篮移动环节，应在预留孔安装滑梁吊点扣架，提高结构稳定性。

3.5 边跨和中跨合龙段施工技术

合龙段施工对于现浇连续箱梁施工的整个过程有着直接的影响，要加强温度、环境方面的控制，确保在低温的条件之下进行合龙操作。临时“锁定”是合拢的关键，合拢“锁定”采用劲性钢骨架，支撑劲性骨架采用“预埋钢件+连接型钢+预埋钢件”的三段式结构。为了保证合拢段施工时混凝土始终处于稳定状态，调整合拢段两端的标高，在浇注之前各悬臂端需附加合适的配重。配重由基本配重和附加配重组成。基本配重为：梁重的一半+1/2吊篮重+1/2模板重，配重均采用配重水箱的方法，合拢过程中要随着混凝土浇筑分级卸载。合拢段混凝土内应采用早强微膨胀混凝土，严格控制用水量，以减少混凝土的收缩。合拢段强度达到设计要求后，按设计要求，分批张拉预应力。

3.6 挂篮拆除

完成箱梁悬臂浇筑后立即从两边开始对称拆模，挂篮桥上结构的拆模次序应与模板安装次序相反。具体而言，先通过4个20 t手动葫芦整体下放底篮和外侧模，再有效拆除上横梁、主桁架。最后拆除挂篮运行轨道。而挂篮桥下结构因可视性较差，存在一定的拆除难度，为此必须合理设置吊点，并在可视性较好的箱梁翼缘板下方预设吊装孔，后期按设计要求修补预留孔。

4 结 论

结合工程的具体情况，悬臂浇筑连续箱梁施工的环节，挂篮是主要的施工设备，在移动的过程中进行张拉锚固，形成整体结构，并且和临时支座连接起来，保证各个结构部分施工效果。施工人员对挂篮结构进行钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等工序的作业，每个工序严格执行施工工业方案和设计标准，使得各个结构部分的质量性能达到要求；待相应节段施工任务全部完成后将两侧挂篮同时前移至下一节段，重复施工，保证连续箱梁悬臂浇筑施工任务顺利完成。

参考文献

[1] 张文贵.三角挂篮与菱形挂篮在悬臂施工中的比较分析[J].建筑科技，2022,6(1):37-40.

[2] 党涛，沈艺宁，张智举.菱形挂篮反力架预压试验及抗倾覆分析[J].建筑施工，2021,43(9):1882-1884.