桥梁挂篮施工技术
2016-07-05
0 引言
在桥梁工程建设中，悬臂挂篮技术已经比较成熟，但是挂篮一般应用在比较高的空中，其结构相对较为复杂，对施工的技术要求较高。本文结合位于敦化市境内的小石河特大桥34#～37# 墩挂篮悬浇连续箱梁施工，从桥梁工程建设中悬臂挂篮技术施工的条件及优点、挂篮设计、施工工艺等进行探讨，为广大桥梁建设同行提供参考。
1 挂篮技术的应用条件及优点
1.1 应用前提条件 挂篮施工不是在任何情况下都通用的桥梁工程的施工技术，它必须满足以下前提条件才能实施：①大跨度、大型化的桥梁施工。因为挂篮施工在小型桥梁工程中会影响工期而增加额外的费用，而且没有必要使用挂篮设备就能很好地完成桥梁工程。②不能断航的河流。在遇到河流时，桥梁工程无法进行河流的拦截或断航要求，此时，应用挂篮施工技术可以有效解决施工困难。③跨越繁忙的公路和铁路。遇到繁忙的公路和铁路路段，在进行桥梁工程的施工时不允许隔断交通的情况下，为了施工安全和施工质量，必须采用挂篮施工技术。④跨越深谷下面，搭支架非常困难或无法搭支架，采用挂篮施工比较方便。以上条件铁路桥梁工程在施工时，用普通施工技术很难达到要求，所以，选择挂篮施工技术符合实际情况，而且经济实用。
1.2 优点 ①液压驱动整体走行一次到位，在自动化的基础上大大提高安全系数。②新浇筑梁段混凝土重量通过斜拉梁或斜拉带等作用在已成梁段上，结构受力科学，稳定牢靠。应用箱梁竖向预应力筋解决倾覆稳定性问题，挂篮配重减轻。③采用型钢制备梁体等重要受力构件，重量轻，便于拼装和转移，在一定程度上保证了挂篮施工进度。④挂篮具有较强的刚度，结构承载力满足施工要求，能够保证混凝土施工质量。
2 挂篮设计
桥梁挂篮施工中一重要节点就是挂篮设计。为了在保证工程质量的前提下进一步缩短工期，挂篮设计要求挂篮结构单一，合理受力，质量小，以便于拼装和转运，但是要保证结构强度，以便于锚固和装卸。
①在设计阶段，挂篮的宽度应该参考桥梁宽度和箱梁截面形式而定，其长度须根据悬臂灌注最大分段长度设定。施工中，若为单箱箱梁，则全截面仅需一个挂篮即可施工；若为多箱箱梁，则须多个挂篮分别施工。②挂篮荷载须参考不同的施作阶段和结构部件来优化组合，一般分为：模板重量（包括内模、底模、侧模、端模等各部件），前期先参考0.8～1.0KPa的平均重计算，设定模板尺寸后再作进一步计算；施工中使用附着式振动器；施工人群荷载以2kpa为标准进行估算；最大节段混凝土重量；千斤顶、油泵重量；挂篮自重。③挂篮验算：先对空载条件下挂篮行走的平衡稳定性进行验算，混凝土浇筑过程中的倾覆稳定，因为挂篮走行属高空作业，模架能够转运和移动，因此须重点检验挂篮结构的强度、刚度和稳固性，以确保行走安全、可靠。挂篮重量须与估算值基本一致，同时要向主梁设计部门及时反馈挂篮的实际重量及相关参数，以便为阶段验算提供参考依据。
3 桥梁施工中挂篮的施工工艺
3.1 挂篮的制作与安装 在桥梁挂篮施工阶段，挂篮的制备与拼装须遵循一定的顺序。模架拼装前先进行安全大检查，查看现场的安全条件，确认机械设备和人员是否到位。根据模架拼装要求逐步拼装，装好后测验模架的安全性能，同时在挂篮四周配装防止人员掉落的安全防护设施，保障人员安全。制作悬臂挂篮的过程中，一定要严格参考设计图纸逐项制作。制作好以后拼装前进行安全检测，确保模架稳固后再拼装。吊篮的安装也应遵循一定的规范和流程，尽量从源头控制安装质量，为后续施工提供安全保障。
3.2 挂篮预压 挂篮拼装完毕后，为了检验其强度、刚度和安全性，须在桥位进行预压及静载试验，以消除其非弹性变形，针对挂篮前端挠度及引起主桁架变形的原因，确定力与位移的关系，以便在施工阶段利于底模板立模，并对标高进行适当调整。为了控制挂篮配重，须参考现场条件和施工要求，应用千斤顶张拉钢绞线方案进行预压。借助在承台顶上提前埋设的地锚穿束，钢绞线上端从前底横梁与梁上的千斤顶处穿过，再用锚具将钢绞线锚固，然后借助油压千斤顶分级加载预压挂篮模架。
3.3 梁段混凝土的灌注施工 ①混凝土在拌和站集中拌和，再泵送至现场；②混凝土灌注分层约40厘米厚；③混凝土灌注顺序：横隔板→腹板→底板→横隔板→腹板及顶板四周。④混凝土入模导管安装间距约为1.5m，导管底面距混凝土灌注面1m。钢筋分布较密集的节段可增设一定数量的导管，同时须将个别钢筋断开用作导管入口，混凝土浇筑至入口处时再焊接恢复。⑤采用Φ70或Φ50和Φ30插入式振捣器进行混凝土捣固。钢筋稀疏处用大振捣棒，钢筋密集处用小振捣棒。振捣棒的作用半径需经试验确定，振动棒移动距离不得超过振动棒作用半径的1.5倍。⑥灌注混凝土前，先用水彻底冲洗原墩顶混凝土面。采用与原混凝土标号相同的砂浆均匀摊铺在原墩顶混凝土面上，厚度2cm。铺筑前用水泡木模板，以免其干燥吸水。灌注底腹板混凝土前，对顶板钢筋顶面要用布或草袋覆盖，以防松散混凝土粘附其上。⑦用插入式振捣器在顶板混凝土浇注完成后对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣，确保连接处密实、可靠。⑧混凝土灌注结束后，要加强对梁段包括箱梁内侧和外侧的撒水养护。
3.4 边跨现浇段施工 ①装设支架时须严格控制支架位移。允许支架顶部出现小程度的位移。为避免底模板和支架对合龙段的约束力过大，允许底模板和支架之间存在微量的水平位移，以提高模架对现浇段梁体随温度纵向位移及混凝土收缩变形的适应性。钢筋滚筒安放于支架下的混凝土基础顶面，以便挂篮模架、模板和新浇混凝土顺桥轴方向随箱梁作微量的水平移动。②施工顺序：边跨现浇段在主垮T构悬浇施工结束前七天完成。装配好边跨现浇段支架后，为避免其发生较大的非弹性变形，须预压支架，预压重量至少为施工重量的1.4倍，最终确定弹性变形。③预压边跨现浇段的支架以消除其非弹性变形。测定弹性变形。混凝土浇筑前参考梁段重梁加施工荷载的10%、20%、30%、50%、80%、100%、120%、140%用水箱逐级加载预压，每级预压至少半小时，最后两级延长至1小时。
4 挂篮施工的安全控制
4.1 做好安全技术交底工作 参加挂篮悬浇施工的人员必须熟知悬浇施工的工艺流程，接受安全技术交底，严格执行高空作业、水上作业的安全规定，严格执行各自岗位及所用机具的安全操作规程，系好安全带，戴好安全帽，穿好救生衣。
4.2 持证上岗 参加挂篮悬浇施工的特种作业人员要想上岗操作，必须要经培训合格，并持有效特种作业操作证。指挥人员与操作人员距离较远时应用对讲机指挥联络。
4.3 严把挂篮设计关 挂篮系非标设备，一般由施工方自行设计制造安装。 根据悬浇施工要求，精心设计，计算数据准确，有足够的安全系数，结构合理，在保证安全的前提下，尽量减轻自重。为安全使用，必须严把设计关。
5 结束语
挂篮施工是桥梁施工的重要组成部分，其已成为当代大跨度施工工程中必不可少的施工工艺，也是施工中的一个难点。一定要确保施工的规范性和正确性，提高相关数据的准确性，以对整个施工进行有效控制，确保施工技术的安全，并不断的优化施工工艺，以提高挂篮的施工技术水平，使挂篮能更好的发挥作用。
参考文献：
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