浅谈三角挂篮在悬臂浇筑中的应用

金柱培

【摘 要】海安经济开发区上湖大道栟茶运河大桥跨越栟茶运河，主桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁。为确保大桥施工质量，安全、进度，变截面箱涵采取悬臂浇筑，施工过程利用三角挂篮施工，其质量控制满足设计要求，可为同类悬臂浇筑施工提供借鉴依据。

【关键词】变截面箱梁；三角挂篮；施工技术

1 工程概况

栟茶运河大桥跨越栟茶运河（五级航道，通航净空45×5m），桥梁与航道中心线交角120°，最高通航水位3.5m。桥梁跨径组成为5-30+（44+70+44）+5-30m，全长464.44m。主桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，跨径组合44+70+44m。半幅桥宽13m。箱梁纵向为预应力砼结构，采用单箱双室直腹板截面，箱梁顶板宽13m，底板宽8.25m，翼缘板悬臂长2.375m。桥墩支点处梁高4.1m，跨中、桥台支点处梁高2m，中跨梁底下缘线采用二次抛物线变化。箱梁顶板厚度25cm；底板厚度由梁端和跨中的28cm渐变至桥墩横梁处的60cm；腹板厚度跨中为45cm，渐变至桥墩处为65cm，在端支点、中支点共设4道横隔梁。横桥向箱梁顶、底板均保持平行，桥面横坡由桥墩调整行成。主梁悬臂施工，悬臂浇筑单个梁段长3.5～4m，边跨支架现浇段长8m，中、边跨合拢段长2m。

2 施工组织

按图纸设计要求采用挂篮悬浇逐段施工，箱梁0#块待承台、桥墩施工完成后在承台上搭设支架进行浇筑，0#块完成后在上面拼装挂篮，根据设计图纸挂篮重量控制在45吨以内，所有受力均严格按照图中施工顺序进行计算。在考虑施工方案时，原则上依设计图施工顺序进行，即大桥分四个“T”单元，同时进行挂篮悬浇施工。在施工阶段，箱梁与桥墩临时固结，悬臂施工均匀对称，确保施工安全，施工顺序如下：

1）进行临时支撑及临时固结的施工，在承台及承台两侧搭设支架碗扣支架浇筑0#块；

2）1#～8#块采用挂篮施工逐段对称浇筑；

3）搭设支架浇筑边跨现浇段；

4）边跨合拢段施工；

5）中跨合拢段（吊架）施工，进行体系转换。

3 悬浇箱梁挂篮组成

三角形刚桁架挂篮在桥梁施工中应用广泛，施工技术比较成熟，主桥箱梁为悬浇施工工艺，挂篮施工方案采用三角形刚桁架挂篮施工设计方案。

3.1 三角形刚桁架挂篮构造概述

挂篮主要材料为：国标工字钢、槽钢选用40B型；缀板（抗拉钢板）采用16Mn钢板；吊杆采用？准32精轧螺纹钢制。挂篮详图如图1。

3.2 三角形刚桁架主梁

承重主梁由两组三角形构架组成，两组主构架通过横向的桁架片连结。后端利用Φ32精轧螺纹钢筋作锚杆将桁架锚固于已浇好的箱梁顶部，锚杆的下端用联接器与预埋好的精轧螺纹钢筋相连接。

3.3 承重横梁

横梁分为：前上横梁（12m）、前下横梁、后下横梁，单根长度13m，前上横梁采用I40b+I28b双拼工字钢拼焊组合而成。前下横梁、后下横梁采用[40b双拼槽钢拼焊组合而成。

3.4 悬挂系统

悬挂系统主要有：吊杆、吊带、承压梁（板）、销子、连接器，吊杆采用？准32精轧螺纹钢制作而成。吊带采用25mm厚16Mn钢板制作而成。承压梁（板）采用25mm厚16Mn钢板和型钢制作，承受吊杆抗拉部位采用25mm厚16Mn钢板制作。销子采用国产标准军用贝雷销子，连接器采用厂供工具连接器。

3.5 行走系统

行走系统空间上分三层设计，主横梁上，主横梁下，箱梁下，主横梁上设置压滚：采用10cm直径无缝钢管制作而成，壁厚10mm，由两根一组加钢板制作而成。主横梁下设置平滚：采用标准平滚，设置在主横钢枕梁上。箱梁下设计滑动梁：自梁顶下设吊杆，吊住滚轴装置，滑动梁采用双拼[25a槽钢组合而成，穿过滚轴装置，滑动梁后端设计限位装置，前端吊在前上横梁上。滑动梁分为两种，箱内：支承箱内模板牵引模板。翼板下：支承外模及后下横梁，牵引外模板及后下横梁。

3.6 模板体系

模板体系：底模、内模、外模，底模：采用[8槽钢制作骨架，面板焊接4mm钢板。龙骨采用I25b工字钢布设。内模、外模：均采用[8槽钢制作骨架，面板焊接4mm钢板，顶板模板与腹板模板制作成整体，由滑动梁支承及调节顶板模板的标高。

3.7 稳固体系

稳固体系分为：抗倾覆体系、主横梁整体稳固性措施，抗倾覆体系：每组主横梁后端设计4根？准32精轧螺纹钢锚杆。主横梁整体稳固性措施：分三处设置。后锚点、支点、前吊点，后锚点、支点处设置[40b槽钢采用？准32精轧螺纹钢锚杆与主横梁夹紧。前吊点利用前上横梁与主横梁采用螺栓进行加固连接。

4 挂篮的组装和拆除

1）根据挂篮搭设要求，清点构、配件，检查构、配件的工作情况。

2）平整场地，进行钢桁架主梁的拼装。

3）钢桁架梁拼装完成后进行钢桁架梁的吊装，根据位置线正确就位后，完成后锚点的设置，后锚点为两组四根。由于本桥有横向坡，钢桁架梁就位后，根据坡度梁下垫楔形钢板，对贝钢桁架进行调平。

4）安装前上横梁，前上横梁安装完成后，采用精轧螺纹钢筋装横梁与钢桁架纵梁进行联接，确保横梁不会移位。

5）根据构造要求，必须增强两组钢桁架横梁之间的刚度以及稳定性，在钢桁架纵梁的支点、后锚点设置支撑[40b槽钢横梁，将两组钢桁架纵梁进行联接。

6）根据吊点位置安装吊杆，进行前吊杆及后吊杆的安装。

7）安装前下横梁、后下横梁。

8）安装底模，根据轴线位置正确进行底模的安装。

9）进行内模及外模的就位工作，同时进行滑动梁安装。

10）由于梁体平是水平设计，因此吊杆与梁体、槽钢接触位置均设置16Mn楔形钢板，确保受力均匀。

11）挂篮组装后应进行预压，预压见专项方案

12）拆除方法根据安装顺序进行反向顺序进行拆除。

5 钢桁架挂篮行走方案

钢桁架梁行走方案主要改变梁下悬挂系统，实现钢桁架梁下后横梁、底板模板、顶板模板进行整体向前平移。

1）砼张拉压浆后，松动各吊点，确保顶模、底模脱离箱体。

2）采用手拉葫芦将后下横梁与滑动梁进行悬挂，如图1所示进行设置。

3）解除后下横梁的吊杆。

4）松开后锚点，在每组钢桁架梁两侧安装千斤顶，顶起钢桁架梁，有足够高度后在钢桁架梁下的钢枕之上安装平滚，在钢枕上设置压梁，同时松开千斤顶，由平滚承载。平滚安装就位后，设置限位装置，确保钢桁架梁沿轨道方向移动。

5）采用手拉葫芦进行牵引，设置转向，平移后锚点至前一节段锚固点，松开后锚点。

6）在牵引启动前检查各吊点，确保底模、顶模、下横梁完全由钢桁架梁进行悬挂，不得有多余吊杆与箱梁连接。检查机械工作情况，保持良好状态，进行人员分工，完成站位演练，确保钢桁架挂篮顺利移位完成。

7）两名操作工同时拉动滑轮组，观察两组钢桁架梁的位移量，量差不得过大，钢桁架梁移位确保在一个工作班内完成。架设全站仪，在前上横梁上设置观测点，确保移动偏位不得过大，指挥操作人员拉动滑轮组。

8）就位后，按照反方向顺序完成钢桁架梁工作状态的就位，根据轴线及标高进行钢桁架挂篮的就位调整，检查所有吊杆，锚固点、螺杆的工作情况。

6 1#～8#块件的模板

1#～8#块采用挂篮悬浇施工，每次对称浇筑一个节段，张拉压浆后再前移一个节段，直至浇完8#块。1#～8#块各节段挂篮底板前移时用全站仪“对中”控制，底板高程用水准仪控制。浇筑1#～8#块件时，箱梁每节段前端的顶板（腹板位置）、翼板、底板上埋设6个观测点，用水准仪观测高程变化。1#～8#块前端的各阶段需控制的高程为：①立模高程，②砼浇后高程，③纵向顶板张拉前的高程，④张拉好8#块以后箱梁的各节段高程。以上高程由设计部门提供理论值，根据挂篮预压绘制的曲线计算挂篮下挠值，结合图纸要求的预拱度。施工时，根据各节段的实测值，适当微调（根据提供的块件前端的顶板高程， 推算出底模前端高程，作为基本控制数据，并适当微调）。为了保证高程观测准确性，将水准点设置在0#块中心处，避免被挂篮遮住影响视线。为了更好地控制桥梁整体的轴线位置及各节段高程，两个0#块中心处设置的导线点与已知桥梁导线点造成三角网进行测设，以随时调整桥梁轴线及高程。

由于日照的影响，当箱梁延伸较长时，箱梁的高程及中线也会因日照的不均匀而发生变化，影响其观测精度，观测时间选在每天日照以前，施工时应注意调整。

1）挂篮底模采用钢模板，由横纵向分缝的四块整体钢模板组成，为了保证新老块件接缝不漏浆，在底模板与已完成块件砼之间夹双面胶带止浆，并用5根Ф32精轧螺纹钢，将底模与已浇块件底板预先拉紧，确保止浆及无台阶。

2）挂篮外模采用型钢骨架蒙6mm钢面板（拼缝用电焊填实并磨光以获得整洁的外观）在外模的上部用1排3根Ф22对拉螺丝、中间布置3～4排3根Ф22对拉螺丝，底部在下横梁上设纵梁和千斤顶加以固定，抵抗砼侧压力，保证不涨模，侧模与底板间夹橡胶条止浆。

3）挂篮内模要在外模就位，底板与肋板钢筋绑扎以后，进行安装，严格按图纸控制腹板、顶板厚度，避免增加结构自重。

7 1#～8#钢筋与预应力束道

钢筋在现场制作，在就位好的篮体及外模内先绑扎底板钢筋，后绑扎腹板钢筋、埋设纵向预应力波纹管，纵向预应力束道波纹管与已浇块件伸出的波纹管对接（加20cm长的接头管），并用胶布缠裹，防止漏浆。1#～8#钢筋及预应力施工同0#块施工方法，竖向预应力施工推迟一个阶段。

1）钢筋

钢筋半成品下料与制作在现场完成，钢筋加工前，将钢筋表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。成盘的钢筋和弯曲的钢筋按规范要求调直。钢筋下料前，核对半成品钢筋的钢号、规格、直径、长度和数量。钢筋的半成品材料堆放，应按规格、型号、长度、普通钢筋和预应力钢筋及箱梁块段标识分开堆放，垫高离地面30cm并采取遮盖措施防止下雨后钢筋生锈。钢筋的运输通过装载机运输至现场后，由汽吊将钢筋吊放在箱梁段模板上。钢筋绑扎时，钢筋交叉点处采用铅丝呈梅花状绑扎，部分结点进行点焊，以确保骨架的稳定。钢筋与模板之间设置高强度的塑料垫块，垫块与钢筋之间用铅丝扎紧，并相互错开，确保钢筋的保护层厚度满足技术规范和设计要求。

2）预应力管道

施工时注意纵向束道的准确定位，用“井”字形钢筋固定波纹管，其间距直线段每100cm设置一道，曲线段每50cm设置一道，端堵头板20cm处各增设一道定位网。波纹管安装前应检查其密水性，如果漏水应禁止使用，其表面只是映水变湿方可使用。预应力管道采用加强型金属波纹管形成，其壁厚不小于0.35mm，波高不小于3.5mm。管道严格保证弯曲坐标及弯曲角度。锚垫板必须与钢束轴线垂直，锚垫板孔中心位置与管道中心一致，波纹管穿入锚垫板内部，且从锚垫板口部以海绵封堵孔道端口，外包裹胶带，避免漏浆堵塞孔道。锚垫板与螺旋筋、波纹管中轴线垂直，螺旋筋位置准确，用钢筋加强固定，防止在砼振捣过程中造成锚板偏斜和螺旋筋振捣时的位移，其它的预埋件如防撞墙钢筋以及挂篮施工时的预埋钢板、锚杆预留孔等均应严格控制，确保后续工作开展。竖向预应筋的张拉根据设计要求推迟一个节段进行张拉。

8 1#～8#块件的砼施工

1#～8#块砼施工同0#块施工方法，在施工过程中，主要控制浇筑顺序及平衡施工。

8.1 砼浇筑顺序

（1）由端部向根部进行，左右对称，分层施工（分层30cm）；

（2）底板，先中腹板，后边腹板，顶板。

8.2 平衡施工

左右对称，根据设计以及规范要求，不大于1/4节段荷载，按5方砼进行控制，每车砼量为10方，确保每车左右平衡浇筑。砼面的平整度的保证措施和底板厚度控制：由于顶板顶面纵横向存在坡度，为保证顶面的平整度小于5mm，在顶板砼浇筑前纵向预埋三排标高定位控制钢筋，并以水平Φ12钢筋将标高控制钢筋纵向连接，Φ12钢筋肋边向上，顶面同顶板砼顶面齐平，顶板浇筑完成后用3m长水平尺横向沿Φ12钢筋肋顶面收平处理。另外，为了保证底板厚度符合设计和技术规范要求，采取在底板砼浇筑完后，在底板上加压临时模板，以保证在腹板砼浇筑时，砼基本不会流到底板上而导致底板厚度增加；同时，也可防止施工人员的脚印影响底板顶面的平整度和外观质量。箱内腹板和底板养生：采取洒水养生的办法，同时由于箱室内空气流通较差，不利于已浇筑砼的散热，因此在每个箱室内侧设置一根高压洒水管龙头，由高压抽水泵抽水至墩顶后由专人负责养生。

养生安排专人专职负责，并要求有养生记录，尤其是对于经常受到日照作用的箱梁外侧，根据实际情况适当缩短洒水养生的间隔时间，确保砼表面的湿润度。

9 三角挂篮运用技术重点、难点及保障措施

栟茶运河大桥主跨变截面连续箱梁，采用三角挂篮施工，对挂篮的设计要求较高，挂篮作为悬臂梁模板支撑系统，挂篮的变形，刚度，稳定性均对箱梁的施工质量、线形、标高、轴线等影响较大，为消除挂篮施工过程中的变形采取预压措施，并通过预压采集变形数据为挂篮设置预拱度作准备，并通过应力检测，桥梁整体受力、线形均满足规范要求。

10 结语

栟茶运河大桥三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，主跨悬臂箱梁施工过程中，通过三角挂篮支撑体系进行主梁悬臂现浇、预应力张拉，安全、优质、高效地顺利完成工程施工，其技术可为同类变截面连续箱梁施工提供借鉴。

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[责任编辑：杨玉洁]