预应力混凝土桥梁挂篮施工技术研究

预应力混凝土桥梁挂篮施工技术研究

发表时间：2017-05-22T15:17:43.960Z 来源：《基层建设》2017年4期作者：李维亮

[导读] 摘要：挂篮施工是一种新兴的桥梁施工技术，在当前桥梁工程施工中得到广泛的应用，对其施工技术展开研究具有十分重要的意义。

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摘要：挂篮施工是一种新兴的桥梁施工技术，在当前桥梁工程施工中得到广泛的应用，对其施工技术展开研究具有十分重要的意义。本文结合工程实例，对该预应力混凝土桥梁挂篮施工技术进行了详细的介绍，以期能为类似工程施工提供参考。

关键词：桥梁；挂篮施工；施工技术

0 引言

随着我国社会经济的快速发展以及交通建设的不断进步，桥梁工程的建设也越来越多。在桥梁工程施工中，挂篮施工作为一种新型施工工艺，以其自重轻、结构简单、可重复利用性强、适应范围广等优点，得到了广泛的应用。因此，研究桥梁挂篮施工技术具有重要的理论价值和实际意义。

1 工程概况

某主桥为跨径2×149米独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，索塔高101m，桥面宽34m，其中两翼板宽2.5m。斜拉桥主梁为双主肋“π”形梁，横坡2％，标准节段长6m，梁高280cm（主肋高255cm），横隔板设于节段前端。

2 前支点挂篮设计

该桥梁主梁标准节C55混凝土138.9m3，最大节段方量150.9m3。挂篮由C形钩、主纵梁、横梁、三角桁架、模板系统、止退锚固系统、升降（调高）系统、行走系统八大部分组成，除模板系统外主要材料为Q345钢板焊接钢箱梁。挂篮整体模型图见图1。

2.3 横梁

横梁分前横梁、中横梁，长25m，宽1.2m，高1.6～2.0m。横梁间设2根顺桥向短纵梁，支撑施工平台的同时提高整体性和平面抗扭刚度。

2.4 三角桁架

三角桁架用2根Ⅰ56b工字钢加工，长13.5m，高6.0m。三角桁架前部吊挂前横梁，协助控制前横梁挠度。底篮前移时，三角桁架水平纵梁作为前移轨道承载，减轻C形钩受力，并防止挂篮倾覆。

2.5 模板系统

人行道翼板外侧模为整体，机械调节升降，内模板为独立系统，分3块用卷扬机升降，落在挂篮底横梁间平台上，横隔梁模板与底模铰接，侧翻脱模。

2.6 止退锚固系统

止退锚固系统由止退预埋件、止推座、止退杆和吊杆组成，止推底座安装在肋梁底面预埋件上，通过水平止退杆与挂篮纵梁连为一体

来抵抗斜拉索分力，使用吊杆预紧防止止推件滑脱。

2.7 升降（调高）系统

该系统有两种调节类型：C形钩升降千斤顶；锚于挂篮纵梁上的精轧螺纹钢吊杆、三角桁架前吊杆组成。

2.8 行走系统

行走系统包括三角桁架和C形钩行走系统，均由行走滚轮、轨道梁、滑板、60T牵引千斤顶组成。

斜拉索拉力转移到混凝土后即可移动挂篮，首先解除三角桁架前吊点锚固，前移三角桁架6m，锚固好三角桁架，再解除各处竖向吊杆，降C形钩使挂篮脱离，在C形钩轨道梁和三角桁架水平梁上安装挂篮行走装置，前移挂篮就位。

3 前支点挂篮设计特点

前支点挂篮设计荷载取用方法基本一致，根据截面型式、索面型式、斜拉索锚固部位不同略有差异。前支点挂篮利用斜拉索辅助受力，核心构件是C形钩，利用C形钩勾挂主梁配合后支点反压实现挂篮前移，应根据主梁不同的梁型、梁宽及翼宽进行系统性设计，要对挂篮纵移时稳定性进行验算。

受支点数限制，前支点挂篮底篮常采用强大的横梁和斜撑框架体系，以保证节段全载情况下挂篮横向刚度，并克服双索斜拉时横向分力造成的受扭和压屈失稳可能。主纵梁设计应充分考虑抵抗斜拉索纵向分力引起的压屈，以及节段混凝土全载、施工荷载及挂篮自重的综合作用。C形钩是前支点挂篮受载主要构件，其受力也非常复杂，受主梁翼宽影响很大。

在工程实例中，对单索面同时是扁平宽翼板设计的桥型，翼板受C形钩悬臂作用力大，常选用其他方式解决挂篮前移或受力。如某倒三角形断面的单索面斜拉桥，顶板宽达30.5m，单独设计了辅助行走提篮结构，带动底篮共同行走。如某桥梁长1296.04m，主桥采用双塔单索面，梁宽26.8m，采用无C钩牵索挂篮，纵梁与底篮为一整体，浇注混凝土时前端由斜拉索承受荷载，在主梁前端安装导梁作为前移轨道，后端利用锚固在主梁上的吊架滑移。

该工程项目前支点挂篮采用常规设计，考虑到幅宽太大，在桥面设一对三角桁架辅助挂篮纵移和横梁受力；设于节段前部的横隔立梁阻碍内模板系统随挂篮整体前移，需先行拆散平放在底篮平台上；宽达2.5m的翼宽，C形钩悬臂力很大，结构尺寸很大，实际使用时每钩处配置了4根吊杆，混凝土浇注时主纵梁直接吊于混凝土主肋上，以减小弹性下挠量。

4 层错屉轨式挂篮设计概念

根据前支点挂篮设计特点，以及该桥梁实际使用效果，认为采用先前移挂篮结构再前移内模体系的异步前移方式，提出层错屉轨式挂篮设计概念。该设计采用分层滑移模式，用吊杆取代C形钩，既可以减轻挂篮自重，又方便内模板滑移施工。

层错屉轨式挂篮，两主纵梁与前后横梁刚接成一个整体的主框架，内模板支撑刚接成一个整体的模板框架，双层叠合布置。挂篮不设底中横梁，以方便滑移；不设C形钩，通过设于双主肋两侧的受力吊杆挂于已浇梁段；吊杆与挂篮主纵梁采用辊轮组接触传力。

挂篮纵移流程如下：解除框架层间锁定→松吊杆→主框架纵移→锚固主框架后锚点→模板框架纵移→锚固挂篮中锚点→框架层间锁定→挂索（前锚点），见图4～6。

5 层错屉轨式挂篮优缺点

通过挂篮结构和模板体系的层错前移设计，在框架间主纵梁的咬合和吊架的托滚作用下，加之模板体系延后纵移，可有效减小纵梁悬臂受力，主纵梁的控制弯矩将减小至原来的1/3，同强度设计情况下将节约材料近50％。设置内模框架，可整体将内模降低，前移后再整体升高，能显著减少模板拆装工作量，更好地保证内模作业安全。

C形钩是前支点挂篮传统的传力构件，是典型的悬臂受力结构，外形简洁受力明确，使用方便。主梁翼板是人行道、护栏等结构的承载基础，根部厚度一般只有20～30cm，如与主梁顶板异步浇注，横向钢筋和预应力接续困难，经常引起开裂漏水甚至是护栏外倾。对于极宽翼板，C形钩悬臂受力极大，采用吊杆吊挂方式取代，变C形钩悬臂受力为吊杆直接抗拉，受力清晰、传力明确，操作方便安全可靠。

该桥梁工程挂篮总重为290t，其中前横梁38t，后横梁28t，边主梁73t，C形钩35t。如采用层错式设计，不设中横梁，减小前横梁10t，后横梁18t，边主梁23t，C形钩重35t，总重约可减少86t，约减轻30％。