高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工技术

高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工技术
发布时间：2023-03-09T03:29:56.638Z 来源：《工程建设标准化》2022年第10月第20期作者：何鹏
[导读] 随着我国分段浇筑技术的不断进步，挂篮施工技术已经能够有效的应用到大跨度、
何鹏
四川路桥桥梁工程有限责任公司四川成都 610031
摘要：随着我国分段浇筑技术的不断进步，挂篮施工技术已经能够有效的应用到大跨度、大体型的桥梁当中。

在此背景下，分析了悬臂挂篮施工技术的整体要点，阐述桁架式、菱形式等相应的挂篮模式，以建成叙古高速天堂河特大桥为例，介绍预应力混凝土连续刚构桥施工工艺，可为类似工程提供技术参考。

关键词：高墩大跨；连续刚构桥；悬臂挂篮施工
1工程概况
叙古高速公路D4分部天堂河特大桥位于古蔺太平镇煌家沟村附近，跨越天堂河。

桥位处地形坡度大，沟谷切割较深。

大桥左幅起于
K60+255，止于K61+299，左幅全长1044m。

左幅起于K60+215，止于K61+299，右幅全长1084m。

全桥跨径组合为左幅8×40m（右幅
9×40m）预应力简支T梁+（130+248+130）m连续刚构+5×40m预应力简支T梁，主桥长508m。

单幅共设1个中跨合龙段和2个边跨合龙段，长度为2.0m，边跨现浇段长度为3.72m，后浇段长1.0m。

2悬臂挂篮技术主要模式
2.1桁架式挂篮
桁架是桁架式挂篮上部的主要结构，为高桁架的一种模式。

通过其对底模、支撑平台的构建，有效保证了垂直传导桁架的节点应力要求，通过锚固构造解决了倾覆等方面的问题。

2.2组合式挂篮
目前组合式挂篮主要是三角组合挂篮，在运用该类挂篮过程中，通过三角模式的改善，有效避免了斜拉式的受力弯矩。

组合挂篮可以保证锚孔的质量，保障整体的承载力。

2.3菱形式挂篮
菱形式挂篮是通过桁架式挂篮模式演变而来的，因为上部结构设计是菱形，因此得名。

菱形式挂篮有两个小伸臂，其通过滑动挂篮的基础实施，保证箱梁施工的整体质量和承载能力。

3挂篮受力机理
挂篮作为混凝土箱梁的浇注设备，主要由承重系统、悬吊系统、模板系统、底篮系统、锚固系统、行走系统和安全防护系统七部分组成。

现对其受力分析如下：箱梁的腹板和底板混凝土荷载作用在底模上，再通过底模桁架传递给底模前后横梁。

底模后横梁悬吊在后悬吊系统上，后悬吊系统锚固于已成箱梁上，可将底模后横梁承受的荷载传递给已浇注完成的箱梁上。

底模前横梁则悬吊在前悬吊系统上，前悬吊系统通过前上横梁将荷载传递给主构架。

箱梁的顶板混凝土荷载作用在侧模和内模上，侧模和内模均是通过其吊梁悬挂在前上横梁和已浇注完成的混凝土箱梁上，传递给前上横梁部分的荷载再传递给主构架。

主构架承受前上横梁传来的荷载，再通过后锚系统及前支点传递到已浇注的混凝土箱梁上。

挂篮无平衡重走行也是通过轨道锚固系统，将抗倾覆反力传递给已浇注的混凝土箱梁。

综上所述，挂篮所承受的所有荷载最后均传递到已浇注的混凝土箱梁上。

在挂篮设计中，应保证荷载的传递流畅、明确，保证挂篮的各承力部件具有足够的强度、刚度和稳定性。

4施工技术要点分析
4.1墩顶0#块施工
箱梁顶板宽12.10m，底板宽7.0m，外翼板悬臂长2.55m，箱梁顶板设置成2%单向横坡。

0#梁高为16m，长17m ，采用装配式托架法现浇施工。

为预防梁体温度裂缝及降低施工难度，0#块分两次浇筑，第一次浇筑高度8m，第二次浇筑8m。

0#块的施工必须准备充分，确保成功。

对于混凝土拌和、水灰比、外加剂的掺量在试验确定的范围内。

支架模板要专人仪器观测，随时进行记录。

浇筑作业要在最短的时间内完成，并且加入缓凝剂，控制混凝土在浇筑完成的同时进入初凝状态，避免施工过程中因支架、扰动等原因使已浇筑的混凝土产生裂纹。

控制好砼入模温度，该梁段浇筑完成后，及时进行养护，表面覆盖土工布等，确保混凝土表面保持湿润状态，防止出现温度裂纹。

4.2悬臂施工
在高墩大跨度连续刚构桥施工过程中，需要安装挂篮进行施工。

通过挂篮移动钢筋混凝土施工，保证连续梁施工的整体性。

挂篮设计和相应的计算，应依据相应的规范进行。

大桥进行施工过程当中，使用菱形悬臂挂篮模式。

其主体结构包括主桁架、悬吊和横梁体系。

在确定挂篮的基本参数后，应选用合适的材料，按照挂篮菱形模式进行制造，根据设计施工图的整体要求，在制作期间不可以使用相应的材料进行替代，保证挂篮的整体受力特点不改变。

在制作完成后，需要对挂篮使用超声波焊缝检测，保证其整体的质量，避免后续施工可能存在的质量安全隐患。

4.3挂篮拼装施工
在挂篮预制完成之后，需要运抵到现场使用起重机将其运到相应交叉段顶面，然后利用钢轨枕将其进行准确安装、定位。

随后在钩板和滑板位置，进行主桁架的吊装施工，同时安装连接体系，使其与主体进行准确的连接。

在地面挂篮过程中，使其对底模、外模等相应的桁架进行有效连接。

吊装作业施工过程中，应有专人对吊挂采用的钢丝绳、螺杆、吊环等使用设备与材料进行检测，保证其相应的承载力能够满足实际使用要求。

同时要对吊装机械进行定期的保养维护，避免在使用过程中出现安全事故。

在悬挂挂篮过程中应保证挂篮的弹性变形量能够满足实际的要求。

需对施工的拱度进行验算，以有效保证悬臂挂篮施工安全进行。

4.4预压施工
挂篮安装完毕后，为了保证挂篮结构的可靠性和了解挂篮施工中的弹性变形，以及消除挂篮的非弹性变形，在使用前必须对挂篮进行试压，对拼装好的挂篮按设计1.2倍最大砼荷载作为预压荷载进行施压，并将测试结果中的竖向位移，挠度曲线提供给大桥施工控制小组。

荷
载试验采用支架反压方式。

经计算，按照挂篮最不利工况的荷载进行加载、观测。

荷载试验采用千斤预压加载方式，通过在已浇筑的0#块腹板上安装装配式牛腿，通过千斤顶进行反压，对吊点受力不足处进行钢筋配重补加荷载。

4.5混凝土浇筑
针对此桥主梁采用C60高标号砼，每段砼浇筑方量较大且设计上要求砼一次成型的特点，我部在混凝土浇筑时更注意把握砼混合料的搅拌、浇筑、振捣3个环节，使浇出的箱梁砼外美内实。

混凝土搅拌要求原材料计量准确，搅拌均匀，根据施工时天气情况，确定砼的坍落度的大小，应控制在15～20cm之内。

在砼浇筑过程中，混凝土要水平分层浇筑，每层厚30cm。

混凝土浇筑完成后，尽量减少暴露时间，并用塑料薄膜紧密覆盖，防止表面水分蒸发。

待混凝土初凝前后，卷起塑料薄膜，用抹子搓压表面至少2遍，使之平整后再次覆盖。

混凝土终凝后，撤除薄膜后，继续进行潮湿养护。

现浇混凝土有充分的潮湿养护时间。

4.6悬臂挂篮施工监测
悬臂挂篮施工过程中也存在一定的风险性，因此对其施工质量和安全性进行监测十分必要。

箱梁在悬臂浇筑施工时受砼自重、日照、温度变化、墩柱压缩等因素影响而产生竖向挠度，砼自身还存在收缩、徐变等因素，也会使悬臂段发生变化，为使合龙后的桥梁成型及应力状态符合设计要求，达到合龙高程误差控制在15mm以内的要求，最大限度地使实际的状态（应力与线型）与设计的相接近，必须对各悬臂施工节段的以挠度与应力为控制的进行观测控制以便在施工及时调整有关的高程参数，为下节的模板安装提供数据预报，确定下节段合适的模板高程
4.7合龙段施工
在合龙段施工过程中，应依照先边、后中跨的施工控制原则，保证体系的整体转换效率。

在合龙前一周对气温进行观测，特别是夜间，每小时观测一次，确定最低的合龙温度时间段。

临时锁定前,应事先将锁定用的钢构件提前焊好一端,千斤顶安装就位,以节约锁定所用的时间。

锁定和混凝土浇筑应一气呵成，时间愈短愈好，做好充分的准备。

合龙段箱梁应加强养护，防止震动和行走施工车辆，不得在跨中范围内堆放重物。

结语
随着我国分段浇筑技术的不断进步，挂篮技术已经能够有效的应用到大跨度、大体型的桥梁当中。

在实际工程施工中，必须要遵循结构自重轻、施工精度高、稳定性好等方面的原则进行挂篮设计。

在挂篮设计中，应保证材料选择的合理性和用力分析的完整性，加强质量控制。

同时要注意各项工程的质量控制要点，确保悬臂挂篮施工质量能够得到有效的满足。

参考文献
[1]程建新, 余周 , 霍凯荣 , 等. 高墩大跨度刚构桥上部结构施工关键技术应用 [J]. 中外公路 ,2017(4):166-172.
[2]冯晓丹 . 高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制 [J]. 科学技术与工程 ,2017,17(27):285-289.。