桥梁工程中的挂篮施工技术要点解析
摘要：随着社会的发展，在建的大跨度桥梁越来越多。相对于传统的桥梁，大跨度桥梁的施工难度更大，悬臂浇注法为我们的工作提供了一种有效的手段，而挂篮施工技术更是获得了广泛的应用。
关键词：桥梁 挂篮 施工 技术 要点 1挂篮施工技术概述
挂篮属于悬臂施工过程中的一个重要设备，它包括桁架式、型钢式、斜拉式以及混合式这四种。[1]一般来说，挂篮主要包括承重结构、锚固装置、悬吊系统、工作平台以及走行系统这几个部分组成。在实际施工过程中，由于挂篮不仅对新浇混凝土重量起到承受的作用，还要作为支撑模板、提供张拉及灌浆的场地。因此，它不仅在刚度及稳定性上有较高的要求，而且为了方便调整标高，挂篮还要做到自重较小，这样可以便于移动。
2工程实例
2.1 工程概述
本实例中，大跨度桥梁全长 650m，桥型的布置是 5×40m+（75+125+75）m+4×40m。主桥上构结构为三跨预应力混凝土连续刚构桥。单幅箱梁底度 7m，顶面宽度 14.43m，箱梁的高度由 0# 的 6.8m 变为合拢段的2.5m。悬浇 T 构两侧各有 16 个悬浇段，跨中及边跨合龙段长 2m。
2.2 上部结构施工方案
主桥上结构采用挂篮悬臂浇注法，拟投入四套挂篮，分左右幅每 T 构一套。对于 0# 及 1# 块挂篮，由于支撑长度不足，因此为了方便拼装挂篮，在其墩上搭设托架进行浇注。托架的设计过程中要对弹性和非弹性形变进行计算，而且托架除了符合承重要求之外，还要具备一定刚度。对于墩上构箱梁，则分为 16 个箱段，其中 2# 到 16# 块使用挂篮对称悬臂浇注法施工。
2.3 挂篮设计
挂篮设计主要分为主桁架、立柱、斜拉带、吊挂系统、模板系统以及行走系统这几部分组成。其中，主桁架对底篮起到承重的作用，其后上横梁使用的是工字钢，前上横梁的中间部位利用工字钢重叠加焊组合。立柱是将工字钢安置于主桁支点和后横梁的交接位置，在每个挂篮中安装两根组成三角形受力结构。斜拉带是使用钢板焊接而成，由立柱连接产生一个三角形将承载传递到主桁上，对主桁受力结构起到改善的作用。吊挂系统主要是对悬浇段施工荷载起到承受作用，它分为前后下横梁、底模纵梁以及活动铰这几部分。
模板系统是由底模、侧模、翼板模、顶板以及端头模构成。锚固系统中的后锚由锚杆、滑槽、后扁担梁以及滚棒构成，在挂篮前移的过程中，主要利用滚棒和后锚扁担梁进行移动，后锚则保持不动。行走系统主要包括支点、后锚上滑移装置、平滚以及拖移收紧装置构成。在其工作过程中，先将挂篮松动，使顶板、地板和箱梁距离 20厘米，然后利用千斤顶把主桁顶起，进行平滚、后锚的安装，这样对两个葫芦进行拖动即可使挂篮前进。
2.4 挂篮内力计算
在挂篮设计的过程中，我们首先要对挂篮自重、振动力、模板支架自重、冲击力、施工人群荷载等进行考虑，具体的计算主要是主桁、前后下横梁以及前上横梁的受力情况。[2]根据本工程块件重量和尺寸，选择重量最大的 1# 块状态进行挂篮验算，总重量为 227.8（t混凝土自重按 2.6t/m3计算）。
（1）三角桁架计算参数。本工程中，主构架由三片对称的桁架式承载构件连接而成，因此只需要计算其中一片的受力和变形情况。根据主构件构造，单片主构件架是简支梁结构、杆件间以销轴连接，其技术参数：节段浇注砼重量 227.8t、底模重量 20.23（t包括下横梁及附件）、侧模重量 11.4（t包括外滑梁）、内模重量按照3t 考虑（包括支架和内模）、前横梁 5.2（t包括其上附件）、另加 2％的施工负荷 5.35t。以上重量总计为 272.98t，全部由主构架和箱梁节段端部承受，假定两者各承担一半，则主构架负载为136t，为方便计算偏安全按 150t 负载计算，则单片构架端部承担的荷载为 50t。
（2）受力分析及计算。受力简图：由前可知单片主构架中一端负荷按 50t 计算。支座反力 NA、NB如式（1）、式（2）所示。
NA=T×500/400=62.5t （1）NB=T+NA=112.5t （2）由此可求得各杆件内力，如图 2 所示：（3）杆件的稳定性及强度计算。
选择受拉应力和压应力最大的构件进行校核，从杆件内力图可知，杆件BC 的轴向压力最大，计算其稳定性，杆件 AC 的轴向拉力最大，计算其抗拉强度。
①杆件 BC 杆的稳定性计算。根据 IX=37288.8cm42.5 预压试验（1）试验目的。
进行挂篮预压试验的主要目的是对各级静力试验荷载下挂篮的变形进行测量，进而更好地了解挂篮结构的工作状态是否和设计期望一致。具体的标准是将挂篮主桁、底篮以及吊带的非弹性形变消除掉，并测量出挂篮前端部分在荷载下的竖向位移。
（2）试验方案。
一般来说，挂篮的预压主要是使用水箱加压法、砂袋法以及试验台加压法。在本实例中结合具体的工程情况，所选择的试验方案为水箱加压法。具体操作是把水箱悬挂在底篮的前横梁上，将水箱以及其中水的重量作为试验的荷载，使用逐级递增加之逐级测量的方法。加载的总重量是最不利块断荷载1.25 倍。试验过程中，挂篮加载试验的平台为底篮拼装平台，在平台上进行水箱的放置，其中一个挂篮进行两个水箱的设置，一个水箱有两个吊点。完成这一工作之后使用 2 根精轧螺纹钢把水箱和底篮连接在一起，加水之前利用千斤顶对水箱进行提升，使其距离平台约 30 厘米上下，再利用水泵进行逐级的加水，加水的时候要确保两边进行的平衡性。我们对于挂篮各部分变形值的观测主要是通过精密水平仪来实现的，观测的内容除了变形值以外，还有主桁前端的挠度、吊杆受力情况以及斜拉钢带的受力情况。
2.6 挠度影响因素以及标高的控制
在本实例的施工过程中，对挠度产生影响的因素主要有：施工过程中的临时荷载、一期恒载、挂篮、机具设备、人群荷载、模板、风荷载、基础沉降、温湿度变化、桥墩变位、施工误差等。在这些因素里面还有很多随机变化以及模糊不定的情况，比如混凝土材料由于本身具备的伸缩徐变、弹性性能等，使得温湿度的变化将会导致其内外温差的差异，进而给施工造成影响。
此外，预应力筋张拉锚杆以及施工荷载在施工过程中，也有可能出现随机的变化。具体来说，在连续箱梁悬臂浇注过程中，产生的挠度主要有：各墩上进行分段悬臂浇注过程中产生的 T 构静定体系挠度、挂篮承重之后弹性形变以及体系转换之后各阶段连续梁体系挠度等。正是由于悬浇施工箱梁受到这些因素的影响，使得箱梁会出现标高的变化，一般来说，桥梁的跨度越大，这种标高变化也会越大。因此，要做好悬臂浇注过程中的标高控制，对悬浇段立模高度进行及时的调整。[3]具体来说，立模标高控制值=设计施工预拱度+箱梁顶面设计标高+挂蓝自重和浇注混凝土之后的变形值±日照温差的修正值。
2.7 施工质量控制
（1）单侧悬臂浇筑的控制要点。对于满堂支架以及挂篮处在两端的情况，不要进行同步的浇灌，而是先浇筑支架，然后才能够进行挂篮的浇筑。在这个过程中，混凝土强度要大于设计强度的 80%。针对单侧挂篮前移至后续梁段浇筑的情况，要结合具体的情况于挂篮主梁之上进行不同设置，以此来确保挂篮平衡。
（2）单侧悬臂挂篮合扰段的浇筑。由于合拢段质量容易受到很多因素的影响，因此选择合理的浇筑时间很关键。具体的工作中，首先要保证合拢口两端梁段桥面以及底板的固定，以此保证其伸缩。其次，合拢前应拆除临时支撑水平约束。第三，砼掺加微膨胀剂，必要的时候要将标号提高一级。最后，最好在低温的时候进行合拢，以阴天最佳。
结语
挂篮施工在大跨度桥梁施工过程中属于一个重要的部分，当前我国在这方面的研究还有很多不足之处。因此要在日常的工作中加强这方面的学习和积累，只有不断地探索才能提升技术水平，进而真正地确保施工质量。
参考文献：
[1]梁文军.连续箱梁挂篮施工监理要点初探[J].山西建筑,2010(7):31-33.
[2]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社,2000.
