悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用及质量控制路径思考
2017-08-02 来源：中国论文网
摘要： 本文主要结合自己多年的工作实践和经验，悬臂挂篮技术是连续梁桥施工中常用的一种施工方法， 施工中通过使用挂篮作为移动模架， 混凝土的灌注、钢筋的绑扎、预应力筋的张拉等工作全部在挂篮内实施。对挂篮施工理论进行了分析， 并结合实例对挂篮在桥梁工程中的应用进行了研究。
关键词： 悬臂挂篮技术 桥梁施工 应用
1、工程概况
徐州市252省道京杭运河大桥全长660m， 其桥式布置为： 4x25m 的连续箱梁+5x25m的连续箱梁+（56+50） m 连续刚构+（50+56） m连续刚构+5x25m+4x25m的连续箱梁结构。桥面宽： 15. 75 m。该桥上部为连续刚构， 桥墩采用双薄板墩， 边墩采用柱式墩， 箱梁采用单箱单室， 底宽8. 0 m， 顶宽15. 75 m， 按三向预应力设计。该桥梁的基础除桥台桩径为1. 2 m 外其余均为直径1.5 m 钻孔桩。
该桥梁的箱梁采用C50混凝土施工， 设置三向预应力， 纵向预应力采用0VM 15 - 17的锚具， 钢绞线为低松驰钢绞线Rb=1860MPa， 采用YGM 型锚具， 控制张拉力568 kN。
2、施工准备
挂篮由主架、悬吊系统、锚固系与平衡重、行走系统以及工作平台、模板系统等组成；主骨架为主要受力结构， 可用贝雷架、万能杆件或大型型钢等拼装组成；悬吊系统是将模板系统、张拉平台的重量及其上的荷载传递到主架。通常是以钻有销孔的钢带或两端有螺纹的圆钢组成， 张拉平台的悬吊系统可用钢吊带、钢丝绳、链条等组成；行走系统可用滚动或滑移等方式， 其动力可用液压油缸或倒链等；张拉工作台设在挂篮的主架前端， 用于张拉纵向预应力束、管道压浆等工序操作时的脚手架平台。模板系统由底模、侧模、内模、端模等组成， 模板长度应结合梁段长度综合考虑， 侧模高度应结合各梁段高度， 以基本块加附加块而成， 尽量减少模板型号、节约材料， 尽可能用整体模板， 并尽量减轻重量， 内模可用组合钢模板。
2.1挂篮设计及加工
挂篮是悬浇箱梁的主要设备，它是沿着轨道行走的活动脚手架及模板支架。就国内外现有的挂篮按结构形式可分为桁架式、三角斜拉带式、预应力束斜拉式、斜拉自锚式；按行走方式可分为滑移式和滚动式；按平衡方式可分为压重式和自锚式。对某一具体工程，应根据梁段分段情况，根据对挂篮的重量、要求承受荷载及施工经验对挂篮进行认真详细的设计。除必须满足强度、刚度、稳定性要求外，还要使其行走、锚固方便可靠，重量不大于设计规定。挂篮由主桁架、锚固、平衡系统及吊杆、纵横梁等部分组成，由工厂或现场根据挂篮设计图纸精心加工而成。
2.2某工程0 号、1 号块的施工
挂篮是利用已浇筑的箱梁段作为支撑点，通过桁架等主梁系统、底模系统，人为创造一个工作平台。对于 0 号、1 号块挂篮没有支撑点或支撑长度不够，需采用其他方式浇筑。一般采用扇形托架浇筑。扇形托架可用万能杆件、贝雷片或其他装配式杆件组成，托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上。托架除须满足承重强度要求外，还须具有一定的刚度，各连续点应连接紧密，螺栓旋紧，以减少变形，防止梁段下沉和裂缝。
3、挂篮的主要施工技术
3.1挂篮制作、吊装
两对贝雷析架拼装挂篮采用在现场进行加工， 挂篮的主承重析架、模板是悬浇施工中最关键最重要的受力结构， 制作加工时均按图纸及钢结构施工规范加工制作， 对锚固精轧螺纹钢吊杆进行试验， 来保证挂篮施工中绝对安全可靠。当墩顶叶梁段施工完毕， 需在墩顶拼装挂篮。在拼装前做好充分准备， 或利用有利地形先在岸上进行试拼装， 其拼装程序应按设计要求的程序对称地进行。挂篮安装的基本程序简略为： 主架→锚固系→悬吊系→底模架→侧模→内模（绑扎完钢筋后进行）→端模→张拉平台。
挂篮安装后， 应进行全面的安全、技术检查； 并按设计荷重进行压重试验， 加荷和卸荷要分级进行， 测得弹性变形和残余变形， 以此控制各段梁段抛高量（预拱度）。在挂篮的操作平台下应设置安全措施和防止物体坠落的隔离措施， 确保安全。要求挂篮四周设置护栏， 全封闭， 上下层应尽量有专用扶梯， 以便操作人员上、下方便安全。
3.2混凝土的浇筑
混凝土的悬臂浇筑一般采用泵送方式， 塌落度一般控制在14～18 cm， 并应随温度变化及运输和浇注速度作适当调整。箱梁各阶段混凝土在灌注前， 必须严格检查挂篮中线，挂篮底模标高； 纵、横、竖三向预应力束管道； 钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置， 认真核对无误后方可灌注混凝土。
混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始， 以使挂篮的微小变形大部分实现， 从而避免新、旧混凝土间产生裂缝； 各阶段预应力束管道在灌混凝土前， 宜在波纹管内插入硬塑管作衬填， 以防管道被压扁， 管道的定位钢筋应用短钢筋做成井字形， 并与箱梁钢筋网固定， 定位钢筋网架间距应保持在0. 2～0. 8 m左右， 以防混凝土振捣过程中波纹管道上浮， 引起预应力张拉时产生沿管道法相的分力， 轻则产生梁体的内力分布不合理， 重则产生混凝土崩裂， 酿成严重事故； 箱梁混凝土灌注完毕后， 立即用通孔器检查管道， 处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。
3.3连续梁的合拢
根据结构情况及梁温的可能变化情况， 选定适宜的合拢方式。合拢口的锁定应迅速、对称地进行， 先将外刚性支撑一段与梁端预埋件焊接（或栓接）， 而后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接， 临时预应力束也应随之快速张拉。合拢口混凝土宜比梁体提高一级， 并要求早强， 最好采用微膨胀混凝土， 并须作特殊配比设计， 浇注时应认真振捣和养护。为保证浇筑混凝土过程中， 合拢口始终处于稳定状态， 必要时浇注之前可在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重， 加、卸载均因对称梁轴线进行。
3.4合拢段及体系转换
合拢是连续梁施工和体系转换的重要环节， 合拢施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体线形， 控制合拢段的施工误差。利用连续梁成桥设计的负弯矩预应力筋为支承，是连续梁分段悬浇施工的受力特点。悬浇中各独立T构的梁体处于负弯矩受力状态， 随着各T构的依次合拢， 梁体也依次转化为成桥状态的正负弯矩交替分布形式， 这一转化就是连续梁的体系转换。通常多跨连续梁合拢段施工的顺序
为先各边跨， 再各次边跨， 最后为中跨。次边跨和中跨合拢段施工的原则和要求类似边跨合拢施工， 中跨合拢段因温差引起的变形变位大， 由此产生的应力也大， 对合拢临时连续约束的设施亦有更高要求。
4、结束语
随着悬臂挂篮施工技术在桥梁施工的进步和完善， 施工机械化程度的提高， 加上电子计算机辅助进行桥梁结构内力分析计算及施工控制， 使悬臂挂篮施工法成为现代大跨径桥梁建造的主要施工方法， 这也推动了桥梁进一步向高强、轻型、大跨方向发展。
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