桥梁工程中的挂篮施工技术要点探究

2020-03-06何泉

工程建设与设计 2020年17期

何泉

（中铁隧道集团一处有限公司，重庆 401123）

1 引言

挂篮施工技术在桥梁工程悬臂浇筑法中的应用较多，挂篮施工技术应用过程中不需要架设其他支架，且不需要借助大型吊装机械，相较于传统工艺，属于较为简便的施工技术类型，而且能够有效降低工程建设成本，确保桥梁工程施工质量。但采用挂篮施工技术必须结合工程现场实际情况，确保人员、装备安全。在充分掌握挂篮施工技术要点的基础上，不断创新、改进，实现工程经济效益、社会效益的提升。

2 桥梁工程中挂篮施工技术概述

2.1 主要作用

桥梁工程中挂篮主要由悬吊系统、承重结构、锚固装置、工作平台4 个主要部分构成。利用轨道、滑板实现走行，使用电动卷扬机进行牵引，卷扬机又包括前牵引装置、尾索保护装置2 部分。为了提升混凝土浇筑时挂篮的稳定性，一般会在挂篮尾部加配重，保持挂篮的稳定性。

桥梁工程实际施工期间，挂篮的主要作用包括承载新浇混凝土重量、提供工作平台所需的张拉力、支撑模板并进行灌浆、实现标高调整等几个方面，对于挂篮的自重、强度、刚度、稳定性、灵活性等要求较高。挂篮是施工梁段的承重结构，其设计选择需要根据悬灌承载最大梁段重量、施工荷载参数进行考虑。一般情况下，可以根据桥梁工程施工特点参考选择平弦无平衡重挂篮、弓弦式挂篮、菱形挂篮、斜拉式挂篮等结构形式【1】。

2.2 主要特征

挂篮施工技术的优势较为显著，应用过程中能够获得较高的经济效益，而且挂篮施工技术能够保证桥梁整体受力安全，提高桥梁走行安全及自动化程度。在斜拉梁、带的共同作用下，新浇桥梁混凝土会在已建成的桥梁基础上进行施工，以保证桥梁整体受力安全，并解决桥梁倾覆稳定性问题，利用箱梁的竖向预应力减少配重，提升桥梁整体稳定性、安全性。桥梁工程利用液压系统实现整体走形，从受力结构的情况来看，利用型钢制作能够大大减少桥梁单构件的重量，便于挂篮组装、转移，提升现场施工工作进度，增强挂篮承载力、刚度，利于控制桥梁工程整体建设质量。

3 桥梁工程中挂篮施工技术要点

3.1 施工前准备

挂篮可沿着轨道行走，是桥梁工程悬臂灌注施工的重要装备之一。现场施工时，将悬臂挂置于已完工的悬臂梁段，然后开展后续各梁段的施工，并以此顺序反复、循环，直至梁段浇筑施工完成。具体来说，挂篮施工过程中涉及梁段模板安装、钢筋绑扎、预留管道安装、混凝土浇筑、预加应力及管道压浆等各个工序，这些项目均属于高空作业内容。另外，还要考虑梁段承重结构，在设置挂篮时，必须保证挂篮安装稳定性、强度、安全性，同时考虑现场设备、人员行走、施工、使用的便利性、安全性【2】。

3.2 挂篮的主要组成

挂篮由锚固平衡系统、行走系统、悬吊系统、模板系统、工作平台、主桁架几个部分共同组成。锚固平衡系统的设置是为了避免混凝土浇筑过程中挂篮出现倾覆失稳情况，确保现场施工安全，属于非常关键的系统。正式施工前，要对挂篮空载行走装填、混凝土浇筑期间的抗倾覆及稳定性进行验算，确保达到标准后，设置锚固平衡系统时要尽量利用腹板竖向预应力筋。行走系统可以利用滑移或者滚动的方式，其动力可以利用液压油缸或者倒链等。悬吊系统的设置是为了将张拉平台、模板重量传递到主桁架，一般由两端带螺纹的圆钢或钻有销孔的钢带组成，可以利用钢吊带、链条、钢丝绳共同组成张拉平台的悬吊系统。模板系统由侧模、底模、端模几部分组成，其长度需要根据梁段长度确定、侧模高度需要根据梁段高度确定，侧模可以使用基本块加附加块共同组成，达到节约材料、减低成本的目的。主桁架是主要受力结构，可以使用贝雷架、万能杆件、大型型钢进行拼装。

3.3 挂篮系统的设计

为保证挂篮施工整体质量，提升现场施工效率，设计合理的挂篮是非常有必要的。在挂篮设计过程中，必须坚持结构简单、自重较轻、移运方便、受力明确、坚固稳定、便于拆装、锚固稳定、形变量小的原则，尽量选择已有构件进行组合。具体来说，挂篮系统的设计需要考虑以下3 方面内容。

3.3.1 以悬臂最大分段长度确定挂篮长度

桥梁的箱梁宽度、截面形式会影响挂篮横断面布置，若桥梁横截面为箱型，可只使用1 个挂篮进行施工，若桥梁横截面为多箱型，需要保证挂篮能够灵活变化，并选择多个挂篮进行施工【3】。

3.3.2 挂篮设计荷载需要根据实际情况确定

根据桥梁工程施工阶段、计算部件的差异，挂篮设计荷载可以选择不同类型的组合，一般情况下需要考虑的内容主要包括：模板重量、振动力、施工人群荷载、油泵和千斤顶重量、最大节段混凝土重量、挂篮自重等几方面。

3.3.3 综合验算挂篮空载行走、混凝土浇筑过程情况

挂篮是可移动的，且属于高空作业内容，设计期间需要保证其强度、刚度满足要求，从而保证现场施工安全。实际施工期间，挂篮重量应与设计、施工阶段验算中估计的重量契合，相关数据要及时反馈给主梁设计部门，为后续设备设施使用、现场施工验算提供便利。

3.4 制作安装挂篮

3.4.1 制作挂篮

严格依照设计图纸加工挂篮各结构部件，严禁随意更改挂篮各结构设计参数、要求，所选择的材料必须与设计图纸相符。若现场确实存在问题需要变更挂篮结构设计，必须征得设计部门意见，明确同意并签字后才能根据要求进行设计变更。挂篮各构件加工完成后要在加工区进行组装试拼，对其进行先期全面检查，必要情况下针对各主要受力构件进行单体试验。

3.4.2 安装挂篮

桥梁工程完成墩顶叶梁段施工后才能在墩顶拼装挂篮。为了减少高空作业工作量、减少不利因素影响，需要提前做好拼装准备工作，利用施工区域现场进行试拼装，严格依照标准设计要求开展拼装工作。在挂篮安装完成后，及时进行技术性、安全性检查，需要进行试验的要严格依照标准开展工作，如压重试验、加卸荷试验，在试验完成后及时检测挂篮残余变形、弹性变形，并根据所获取的参数控制各梁段的抛高量【4】。

挂篮操作平台下要设置安全防护设施，及时将该区域进行隔离，避免出现高空坠物危险。挂篮四周设全封闭护栏，上层有专用扶梯为人员操作提供便利。现场施工过程中，要定期对挂篮锚固、平衡装置进行检查，确保混凝土浇筑、走行过程中的施工安全。对于需要在通航河流上作业的，必须做好水面管控，与施工区域的航道管理机构进行协商，限制通航船只，严禁挂篮正下方通航，航道上下游、施工区域设置项目的施工警示标志。对已完成安装的挂篮模板区域进行检查检测，核对标高数值，确保施工中线满足工程建设标准要求。