海尾互通式立交桥斜拉桥悬臂挂篮施工技术

摘要：悬臂挂篮施工是现浇后张法预应力箱梁施工方法的一种，其利用悬吊设备，分节段现浇箱梁。在我国，悬臂挂篮施工是目前大跨度桥梁跨线施工主要技术手段，其特点是施工工艺较为复杂，施工难度较大，施工组织较为繁琐，施工质量控制点多，施工安全管理难度较大。挂篮施工能有效满足桥下通行要求，预留桥下净空，不影响桥下交通，成本较低。在跨线桥施工时，应优先考虑采用挂篮施工。本文就佛山市顺德区高红公路BT工程海尾互通式立交桥BC匝道斜拉桥挂篮施工为例，对挂篮施工技术进行一些探讨。

关键词：桥梁施工挂篮施工技术

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一、工程概况

海尾互通式立交桥B、C匝道桥上跨105国道和红旗大道，跨径较大，设计采用独塔双索面部分斜拉桥方案：B匝道跨径为4×25+85+85+4×25.59米；C匝道跨径为4×25+85+85+4×26.35米，主梁、主塔采用固结形式。85米主跨主梁为变高度单箱室预应力混凝土现浇箱梁，斜腹板，挂篮施工节段中有隔墙，翼缘板有斜拉索锯齿块。

二、挂篮选型

该处斜拉桥下临105国道，上有220kv高压线，高压线离桥面最低高度只有

8.94m，由于净空限制，挂篮采用钢桁架形式以满足净高限制要求。挂篮主桁架高1.5m，施工时挂篮最高点距离高压线4.94m。

该斜拉桥内箱设置中隔墙，翼缘板设置斜拉索锯齿块。由于中隔墙的影响，该挂篮无法设置内导梁；由于斜拉索锯齿块的位置影响，无法设置外导梁；故内箱与侧模均采用建筑钢管支架支撑，不设内外导梁。

挂篮总体布置图如下：

二、挂篮的设计、制作及安装

1、挂篮设计：

本挂篮由主桁系统、底模平台、吊挂系统、走行系统、锚固系统组成。

主桁架主要是起到承重吊挂系统的作用，主桁架由型钢焊接而成。吊挂系统直接承受底模平台重量，由吊带、前上横梁、销轴等组成。底模平台是直接承受混凝土荷载的结构，由前后下横梁、底模纵梁、底模、侧模组成。走行系统是挂篮前移的设备，包括走行吊挂、走行吊挂框、走行纵梁。锚固系统主要起到锚固

主桁架作用，由后锚固梁和锚固吊带组成。现场自设配重系统，采用I56型钢作为配重。

挂篮受力计算

计算挂篮结构受力时考虑混凝土荷载、挂篮结构自重和施工荷载。结构计算假定如下：

a、箱梁翼缘板及腹板砼、侧模重量通过外模支架传至挂篮底模平台底纵梁上。

b、箱梁顶板砼及内模的重量通过钢管支架传至箱梁底板上。箱梁底板、底模重量传至挂篮底模平台底纵梁上。

c、底模平台底纵梁自重及梁上荷载传递至前、后下横梁。

d、前下横梁自重及荷载通过前吊挂传递至前上横梁，前上横梁荷载通过主梁、后锚固及支腿传递支已浇注箱梁；后下横梁自重及荷载通过后吊挂传递至已浇注箱梁底板及翼缘板。

e、挂篮走行时，底模平台、外模及外模支架重量由前上横梁及走行框承担。

按照规范要求挂篮设计必须满足：主桁架前节点最大下挠值＜20 mm。前上横梁、走行梁、底模平台前后下横梁、底纵梁和走行纵梁挠度＜计算跨径的1/400。底模板、外模刚度＜计算跨径的1/400。内模刚度＜计算跨径的1/400。工作状态抗倾覆系数＞2.0。走行状态抗倾覆系数＞2.0。

通过计算，主桁架最大挠度f=19.0mm≤[f]=5000/250=20mm

前上横梁最大挠度f=16.5mm<[f]=7200/400=18mm 满足规范要求。

2、挂篮制造：挂篮制造要求参考《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)。

挂篮各构件加工完毕后，底模平台及主桁部分进行试拼，同时由专业焊缝检测单位对主桁系统等主要受力结构进行焊缝检测，合格后方可运至现场安装。

3、挂篮安装：先在已浇筑梁面安装轨枕、钢轨、主桁系统及锚固系统。然后在地面拼装挂篮底模平台，安装好底模和侧模，用2台25t汽车吊整体起吊底模平台至设计位置。最后高空安装吊挂系统及走行系统。

三、挂篮施工工艺

1、挂篮预压

挂篮在第一次使用前，需进行预压静载预压试验，以便消除非弹性变形和设置准确的预抬值。挂篮预压的目的：

消除挂篮的非弹性变形，同时通过测量观测、计算获取挂篮主桁架弹性变形数值，并与理论计算值进行比较，最终确定挂篮前端实际预抬量。

检验挂篮主要受力结构（钢桁架主梁、前上横梁、前下横梁以及后锚固梁等）的受力状况，确保结构的安全性。

检测吊挂的弹性变形和抗拉强度。

挂篮预压试验按照最重梁段（3＃）的1.3倍进行模拟压重，分三级进行：0→50％→100％→130％→卸载，每级荷载加上后都要进行测量并记录原始数据，为挂篮预抬值提供依据。

本挂篮预压试验采用砂袋预压法，逐级递增荷载逐级测量。利用吊车往挂篮底模平台上逐个吊装砂袋（每个砂袋需称重后吊装），同时用水平仪观测挂篮各个部位的变形值。

2、挂篮施工工艺

挂篮施工流程：调整挂篮设计标高及平面位置→打磨挂篮底模及侧模→刷涂模板漆→绑扎底腹板钢筋→按设计图纸坐标焊接钢束定位网→安装底腹板预应力管道→工程验收→安装内箱腹板模板→安装内箱支撑及腹板拉杆→安装内箱顶板模板→工程验收→安装顶板钢筋→安装顶板预应力管道→工程验收→浇筑混凝土并养护→钢绞线下料编束→预应力钢绞线穿束→拆除内箱模板→预应力筋张拉锚固→张拉质量检验→切除多余长度钢绞线→封锚→预应力孔道压浆→转入下道施工工序。3、挂篮前移

挂篮混凝土浇筑完毕并张拉压浆后，开始挂篮前移，该挂篮前移分2次进行，第一次前移主桁架，第二次前移底模平台。

1、前移主桁架

已浇注砼强度达到设计要求，预应力张拉完毕并拆除内外模拉杆后，安装临时吊挂梁及临时吊挂。将底平台前吊挂承重转换至临时吊挂梁，在主桁架尾部施加配重，拆除后锚固，前移主桁架。

2、前移底模平台

前移主桁架完成后，安装后锚固。下放底模平台到设计位置，拆除临时吊挂，

后吊带，利用前吊带及行走系统前移底模平台。

前移挂篮完成后，调整挂篮底模标高及平面位置，按挂篮施工工序进入挂篮施工阶段。

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四、悬臂挂篮施工过程中安全质量控制要点

1、严格挂篮检查与验收

挂篮检查验收严格按照《佛山市公路水运工程质量管理手册》执行，并及时填写检查结果。每次浇筑砼前对挂篮进行专项验收，验收合格后方可进行混凝土浇筑。

挂篮进行定期检查和不定期检查，对挂篮主桁及前支点、后锚固系统、前后吊挂系统及走行框等关键部位定期进行检查，发现异常情况，立即采取措施加固。挂篮浇筑混凝土过程中设专人测量挂篮变形，时刻了解挂篮受力变形动态，保证挂篮施工安全。

2、对高斜腹板浇筑混凝土、中隔墙等采用合理施工工艺保证施工质量

本斜拉桥梁体属于高斜腹板（梁体最高截面4.5m，倾斜角度60°），浇筑腹板混凝土时振捣棒无法从梁面下插到底板。针对此种情况，我们在内箱腹板设置1排振捣孔，在浇筑腹板下倒角时通过振捣孔振捣保证腹板下口混凝土振捣质量。混凝土浇筑到振捣孔位置时，固定封板封闭振捣孔，继续浇筑上层混凝土，通过这项措施，箱梁混凝土施工质量得到保证。

高斜腹板导致内箱顶板倒角与底板倒角水平距离较大，为保证浇筑混凝土时内箱顶板倒角结构安全，内模钢管支架上布设可调节长度的通长钢桁架支撑顶板混凝土。

该斜拉桥每隔一个块段设置一个中隔墙，内模支撑采用建筑钢管支架支撑，底模平台上用混凝土自制10cm×10cm的垫块，钢管支架立在混凝土垫块上，同时钢管外套内径50mm的PVC管，拆除内模支架时拔出钢管即可。

3、做好挂篮安全防护工作

该斜拉桥跨越105国道高架桥及红旗路，105国道高架桥上车流量非常大，挂篮施工桥下净空要求限制无法做一级防护。为保证挂篮施工安全，对挂篮底模平台实行全封闭处理，对底模平台所有的空隙进行修补填堵，保证挂篮施工时底模平台无杂物掉落。挂篮周边安装防护栏杆，在防护栏杆底口设置踢脚板。挂篮临边采用钢丝网+安全网双层防护。加大对挂篮作业人员的安全教育，配备交通协管员疏导交通，配备专职安全员全天候监管挂篮施工，以此保证挂篮跨线施工安全。

五、结束语

挂篮施工是跨线桥施工的重要技术手段。为了确保挂篮施工安全质量，首先要对设计、制作、施工进行全程质量监控；其二，挂篮施工难度较大，需要配备专业的施工班组以便加强管理和控制施工质量；其三，对挂篮前移使用的各种设备机具进行经常性检查，尤其是各种型号的手拉葫芦及千斤顶，防止因设备故障导致的事故。

在挂篮施工过程中，要按规范操作，严禁违规作业，挂篮施工技术含量高，施工难度大，安全隐患多，质量控制点多，这些都需要现场技术管理人员严格把控，保证挂篮施工的安全质量。

参考文献

1、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50—2011

中华人民共和国交通运输部发布 2011-08-01实施人民交通出版社出版

2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）交通部公路规划设计院编

3、《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 2003-12-01实施

4、《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)中华人民共和国建设部编

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5、《桥梁施工专项技术手册》人民交通出版社出版

6、《桥梁施工临时结构工程技术》满洪高著人民交通出版社出版

7、《挂篮施工常见的质量安全事故防治》黄镇希著河南建材2010（02）