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桥梁施工中连续梁挂篮施工技术的运用王杰

发表时间：2021/7/12 来源：《基层建设》2021年第12期作者：王杰

[导读] 在乡村振兴和交通强国战略的大背景下，城市与公路桥梁工程建设日益增多。本文围绕实际工程案例，分析了桥梁连续梁挂篮悬臂施工技术的实施情况

        身份证号码：51168119860522xxxx 四川成都 610000
        摘要：在乡村振兴和交通强国战略的大背景下，城市与公路桥梁工程建设日益增多。本文围绕实际工程案例，分析了桥梁连续梁挂篮悬臂施工技术的实施情况，通过实际运用，该技术在质量、安全控制方面十分成熟且经济节约，可为同类桥梁施工提供参考。
        关键词：大跨度连续刚构桥梁；挂篮；悬臂浇筑；施工技术

        引言
        连续梁在我国桥梁工程建设中应用愈加广泛，在跨越河道、干线公路及城市主干道时，可获得良好的效果。在选择大跨度连续梁施工工法时，多采用挂篮悬臂施工技术，但在施工监控量测、挂篮移动稳定性以及结构尺寸精度等方面有特殊要求，为此还应注重对连续梁挂篮施工过程加强控制，进一步提升连续梁挂篮施工过程管理精细化程度。
        1 工程概况
        大龙渠江特大桥全长940m，全桥宽26.5m，分左右两幅桥，单幅桥宽13m。其中主桥长372m，结构形式为96m+180m+96m预应力混凝土三跨连续刚构，主梁为直腹板单箱单室箱梁，箱梁顶宽13m，底宽7m，顶板翼缘悬臂长3m。箱梁根部梁高11.0米，跨中及端部梁高4.0米，底板厚从跨中至根部由0.32m变化为1.2m，箱梁梁高及底板厚度均按1.6次抛物线变化；箱梁顶板厚0.28m，墩顶箱梁顶板加厚为0.5m，腹板从跨中至根部分由0.5m渐变至0.9m，12～13号块为腹板厚度渐变段。主桥各梁段除0号块外划分为22对梁段，1至6号块长3.0m，7至13号块长3.5m，14至22号块长4.5m，边、中跨合龙段长度均为2.0m，箱梁采用挂篮悬臂浇筑法施工，主桥立面图如图1。

        图1 主桥立面图
        2 挂篮结构形式选择
        挂篮主要由承重系统、锚固系统、提升系统、走行系统、模板与支架系统五个系统组成，其中承重系统包括三角桁片、前上横梁，直接承受梁体重量和施工荷载，其设计优劣决定着挂篮作业的安全。本工程主桥上部结构挂篮悬臂施工设计为后支点三角挂篮，单只挂篮自重约100t，总长11m，是最大悬浇梁段重量的0.38倍，挂篮立面结构图见图2。其主要具有主桁架杆件结构组成简单，传力途径简明的特点；与其他类型挂篮不同，三角挂篮的前上横梁高度较低，随着吊带长度大幅缩短，挂篮重心位置也相应降低，因此在挂篮行走时具有较好的稳定性；三角挂篮各类杆件通过拼装组成，易于拆装和改换，具有较高的通用性和重复利用率。凭借以上优势，使得三角挂篮悬臂施工技术在大跨度连续梁施工中通常作为首选技术。

        图2 挂篮立面布置图
        3 挂篮悬臂施工要点
        3.1 挂篮拼装及预压
        挂篮拼装墩顶梁段施工完成后开始，挂篮拼装在已施工梁段上按照拼装顺序基本一致的方式进行，具体流程：测放轨道定位轴线→铺设枕钢、找平→安装轨道及压梁→吊装主构架→安装主构架横向平联→安装上横梁及锰钢吊带→安装外侧模滑梁及外侧模板→安装下横梁→安装底篮纵向分配梁及底板模板→安装内滑模梁及内模顶板模板。挂篮拼装质量检查合格后，通过预压静状态分析及评价，旨在确保挂篮能安全正常工作，同时获取挂篮在荷载作用下的变形数据及规律，为正式施工提供立模依据。对此，应特别注意保证安全系数，在预压过程中模拟梁的重量分布。
        挂篮预压方案采用千斤顶反力预压，即在0#块腹板端面预埋反力架，通过液压油顶，利用其反向作用力，将预压荷载由纵向三拼I56a工字钢分配梁、横向I25b工字钢分配梁传递到挂篮底篮，以实现预压加载。试验加载荷载按最大梁段重量的1.2倍进行，分4级加载进行挂篮预压，每级工况持续2个小时，最大荷载持续加载要求达到24个小时，且挂篮测量变形已稳定，即两次测量数据差值在1mm以内。
        3.2 主梁1~22号节段悬臂浇筑施工
        挂篮悬臂浇筑施工是此类桥梁工程施工时的重要、难点阶段，因此在挂篮前移、调模、钢筋及混凝土工程、预应力工程等方面须严格控制，主要包括以下步骤：
        （1）挂篮前移。首先挂篮前移到位，行走轨道应注意平顺度，轨道前支点轨道枕梁应设置加密区，轨道压梁数量、间距、质量应符合设计要求。挂篮前移时先将主梁后锚松开，使后支座反扣到轨道内滑靴下缘，利用液压千斤顶顶推挂篮前移，挂篮后方宜设置防倾覆的装置。随着主梁的前移带动模板系统前移，轨道压梁应交替后移以保持主梁的稳定。前移过程中若发现阻力过大或者模板系统滞后，应立即停止前移并查明原因，挂篮前移就位后，应立即将后锚重新锚紧，防止挂篮倾覆。
        （2）立模调整。挂篮行走到位后，安装钢吊带进行力系转换，即挂篮由支撑在导滑梁上的受力转换为钢吊带受力。根据监控单位测定的变形监控数据，利用顶升装置按要求对立模高程、轴线进行调整后，将吊带螺栓拧紧，若模板高程与预定的不符合应对挂篮高程进复测。
        3.3 合龙段施工
        主梁的合龙即体系转换是控制全桥受力状态和成桥的关键工序因此主梁合龙顺序、合龙温度和工艺都必须严格控制，本桥依据计算结果，采用先边跨合龙，再合龙中跨的施工顺序，边跨及中跨合龙段均利用挂篮作为合龙段施工支架。
        （1）合龙段具体施工工序。边跨挂篮前移与边跨现浇段预埋精轧螺纹钢组成边跨合拢段吊架→配重→主桥两端边跨合拢段进行锁定（焊接劲性骨架）并张拉2束底板束BB1和2束顶板束BT1→浇注边跨合拢段→混凝土达到设计强度后，张拉边跨剩余预应力钢束→拆除边跨现浇段及边跨合拢段支架→中跨合拢段吊架施工→将中跨合拢段采用劲性骨架锁定（焊接劲性骨架），并张拉中跨合拢段顶板ZT1和ZT2预应力束→浇筑中跨合拢段混凝土→待混凝土达到设计强度，张拉中跨合拢段底板预应力钢束→最终完成体系转换。
        （2）施工注意要点。
        1）处理好边跨现浇段预埋精轧螺纹吊杆的安装和挂篮底模系统与边跨现浇段支架的干扰，确保合龙时挂篮前移顺利及锚固稳固。检查混凝土的强度，主要检查前支点、挂篮后锚、模板设计、前后吊带及挂篮结构的强度。
        2）在箱梁之间安装有可传递内力的构件，按承载能力严格确定结构截面，边跨式和中跨式典型劲性骨架，要求内外刚性支撑，劲性骨架焊接锁定应选择在一天当中温度最低的时段进行。
        3）正确调整合龙段模板的安装位置和高度，在安装过程中要注意，在低温环境中必须调整模板。安装模板时应确保合龙段底模与边跨现浇段、悬浇段梁底之间紧密接触
        4）浇筑混凝土应在一天较低气温时进行，要严格按照相应工序施工，并实时控制好灌注速度，配重用水排除速度与此匹配。
        结语
        随着我国城市与公路桥梁工程建设的不断发展，挂篮施工越来越普及，施工工艺水平也在不断的提高，但挂篮施工仍存在一定的安全风险与质量把握性难的特点，对挂篮施工提出了更高的要求，因此需进一步加强挂篮施工过程管理精细化程度，充分发挥挂篮施工的优势，确保满桥梁工程建设质量，为人们的出行安全提供重要保障，从而促进我国城市与公路桥梁工程的不断发展。

        参考文献：
        [1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T 3650-2020
        [2]张洋.铁路桥梁连续梁施工中挂篮控制要点分析[J].江西建材，2016（2）：194，197.
        [3]闫宇.概述铁路桥梁连续梁挂篮施工控制要点要素探索[J].科技创新导报，2018，15（26）：50–51.
        [4]冷志强.高速铁路桥梁连续梁挂篮施工技术及质量控制[J].绿色环保建材，2019（5）：125，128.