浅谈桥梁工程中的挂篮五大系统

浅谈桥梁工程中的挂篮五大系统

胡国勇1 ,林海2,仲启超3,李杨4,庄栋杰5

1.中建八局第三建设有限公司

2.中建八局第三建设有限公司

3.中建八局第三建设有限公司

4.中建八局第三建设有限公司

5.盐城市海兴港产投资有限公司

摘要：挂篮悬臂浇筑施工技术因施工速度快、结构整体性好、不影响桥下交通或通航等诸多优势在桥梁工程中得到了广泛应用。本文结合工程实际案例，对桥梁工程中的挂篮五个主要系统展开探索，旨在为类似工程提供借鉴经验。

关键词：桥梁工程 ;菱形挂篮;行走系统;挂篮前移

1工程概况

滨响大道项目二工区位于盐城市滨海港工业园区，包含位于盐城市响水县的中山河桥和位于盐城市滨海县的疏港航道桥两座大桥。其中疏港航道桥主桥上部结构为（62+115+78）m 预应力砼变截面连续箱梁，为单箱两室截面，箱梁底宽12m，两侧翼缘板悬臂长3.5m，半幅全宽19m，中支点处箱梁中心高度6.8m，边支点及跨中箱梁中心高度3.0m。箱梁0#、1#块节段共长12.0m，在支架上浇筑。两侧各有14个悬浇节段，节段长度为3m~4m。2#～15#梁段采用挂篮悬臂浇筑施工，悬臂浇筑梁段最大节段重量为222.3t。主桥有1个中跨合龙段和2个边跨合龙段，合龙段长均为2.0m，边跨现浇段和边合拢段在支架上浇筑，中跨合拢段在吊架上浇筑。

2挂篮设计

疏港航道桥采用菱形挂篮进行悬臂节段和合龙段的施工，菱形挂篮相比于其它结构形式的挂篮，具有拆卸工作量少、施工进度快、承载力大、刚度好、结构简单、重量较轻、受力明确、安装走行方便等优点。经综合比较，本连续梁采用菱形挂篮进行施工。

菱形挂篮构造主要由主桁系统、模板系统、悬吊系统、锚固系统、行走系统组成。

挂篮设计参数及原则：

设计参数：最大悬灌重量：222.3t（5#块），最长节段长度4.0m（10#～15#节段）。

设计原则：结构安全，便于施工，保证施工质量；尽可能考虑标准件形式，以便不同桥梁工程的使用；满足连续梁对模板稳定性、精度、刚度要求。

挂篮到场后进行探伤检测，提供检测报告，要求焊缝等级为一级。

3主桁系统

挂篮主桁架之间通过前上横梁和连接梁联系在一起，主桁架各杆件之间采用杆焊接，连接梁、前上横梁与桁架之间也采用焊接。 所有焊缝均为满焊焊缝高度不小于8mm。

挂篮主桁架前支点设计位置应位于梁体腹板上方，挂篮主桁架前支点中心距离梁端不宜小于500mm，前支点两侧焊接限位装置以限制主桁架在行走时的水平向位移，后端通过反扣装置扣在滑轨后端，后锚通过12根（每个主桁架4根）φ32精轧螺纹钢筋锚固在梁顶板上，以平衡前部底模的竖向力。

因桥梁存在横坡，可以在桥梁顶板或前上横梁下设置钢板等措施使前上横梁处于水平，使其受力更加合理。

图1.1-1菱形挂篮主桁架

4模板系统

挂篮模板宜采用钢模，外模板和底模应减少分开，且模板结构的刚度、强度、稳定性应经过计算。模板的结构形式和几何尺寸应能满足各梁端长度及梁体截面形状的变化需要。

外侧模为钢模板，靠滑梁承吊，主要承受翼板混凝土荷载和腹板砼产生的侧压力。因每个悬浇节段梁高变化，内侧模采用木模板，侧模采用32精轧螺纹钢对拉，对拉杆间距800mm*800mm。为防止悬浇节段间漏浆和错台，在梁端设1个预留孔将侧模拉紧。

顶板为钢模板，采用［10槽钢定型钢桁架结构作支撑，主要承受顶板混凝土荷载，通过两根内导梁悬吊在前上横梁和已浇筑节段上。翼缘板和顶板下方分别设置内导梁和外导梁，导梁前端与前上横梁与吊杆连接，后端搁置在吊框上，吊框锚固在已浇筑梁端。挂篮行走时，内模及侧模随着内外导梁整体向前移动。

模板系统示意图

5悬吊系统

悬吊系统的作用是悬吊和升降底模、侧模、内模及工作平台等，以适应悬臂梁不同节段高度的变化。由锰钢吊带、精轧螺纹钢吊杆、扁担梁、千斤顶、手拉葫芦等组成。

挂篮悬吊系统包括悬吊于前上横梁的底模前下托梁、内外导梁、后托梁与升降装置等。前上横梁共布置18个吊点，即前下托梁10个吊点、内导梁前端的4个吊点和外导梁前端的4个吊点。后托梁共设置10个吊点，2个位于箱梁翼板之上，2个位于中门架之上，其余6个位于已浇筑的梁段的底板混凝土上。内外导梁后端的8个吊点搁置在吊框上，吊框锚固在已浇筑梁段。

前上横梁与底篮系统连接采用6根180*25mmQ345b锰钢吊带+4根精轧螺纹钢吊杆，吊带根据长度设置销轴连接。锰钢吊带的接长应采用夹板方式进行连接，且连接件应具有防松脱措施。

通过前上横梁和底篮平台的四根精轧螺纹钢配合千斤顶来实现底模标高的调节及工作平台的升降，底模标高调节到位后用千斤顶来调节锰钢吊带的长度。吊带在挂篮标高调节到位后应采用扳手将螺母拧紧，保证吊带均匀受力。

前上横梁与内外导梁的连接采用吊杆，吊杆采φ32精轧螺纹钢筋，用精轧螺纹钢筋做的各吊杆接长、锚固用的连接器和螺母均应采用相应的标准件，其中顶升用的螺母为单螺母外，其余均应根据要求设置双螺母。各前、后吊杆及后锚吊杆应使用符合规范要求的材料，各吊杆在箱梁施工过程中严禁碰到电焊火花，采用塑料硬管做保护套。吊杆悬吊系统主要控制内模、侧模的前移和升降。

前上横梁吊点布置图              后托梁和内外滑膜吊点布置图

悬吊系统示意图

6锚固系统

底锚系位于底模后托梁和已成梁段底板上，主要承受底模系后部拉力。底锚杆通过预留孔把后托梁锚固在已成梁段上。底锚采用φ32精轧螺纹钢锚固，其主要作用是保险、密封底模和已成梁段。

主桁架锚固系统在行走时依靠扣在轨道上的反压轮受力，轨道锚固在梁上竖向预应力筋上，间距50cm一道。行走到位后立即将后锚梁通过12根φ32mm精轧螺纹钢锚固在梁体内。挂篮在浇筑混凝土节段侧模板设置6个后锚、内模板设置4个后锚、底模板设置6个后锚，后锚均采用φ32mm精轧螺纹钢。锚固系统所采用的精轧螺纹钢钢筋杆件应采用双螺纹且紧固到位，避免混凝土浇筑后出现错台，沉降。

图1.1-2锚固系统效果图

7走行系统

走行系桥面部分主要由滑轨、后钩轮、悬吊杆、保险反压梁和行走顶推千斤顶构成。走行前进行轨道接长，轨道的连接可以采用栓接或焊接，应保证轨道连接质量。轨道的长度一般为2~4m(当前悬浇节段长度），若连续梁平面为弧形梁且曲线半径较小导致挂篮前移受阻时，可以采用缩短轨道长度至1.5m~2m分段调节以实现挂篮顺利行走。轨道的锚固可以采用桥梁腹板处竖向预应力钢筋接长或者预埋件的方式，间距宜为50cm一道。走行时前部直接支撑包裹在滑轨上，后部由后钩轮装置反扣挂在滑轨上，整体形成稳定。行走时在主桁架下弦杆中部增加一组700cm长双拼[20槽钢保险反压梁作为保险措施。通过行走顶推千斤顶顶推菱形架使整个挂篮顺滑轨前行，前移速度不宜太快，控制在每分钟50mm~100mm。

挂篮移动时主桁架、模板系统、悬吊系统同步前行，导梁通过前上横梁处的吊杆和导梁吊框向前滑动。

图1.1-3菱形挂篮走行系

8施工平台

施工平台分前施工平台、底施工平台和侧模工作平台。前施工平台主要方便施工人员张拉、调整底模高度用。底施工平台主要用于底锚的拆装及箱梁底面的砼表面处理。侧工作平台主要用于处理侧面砼和滑梁吊轮的拆卸。临边防护的高度不应小于1100mm，作业平台步行板宽度不应小于600mm以保证正常通行。出于减轻悬臂重量的考虑，在设置施工平台及临边防护时应尽可能减少施工平台不必要的重量。在河岸等风荷载较大的地区可以将作业平台、临边防护等构造与主桁架做焊接处理，以保证结构稳定性。

结语

相比较与支架法施工，挂篮悬臂浇筑施工所使用的材料设备少，施工进度快，无需进行地基处理，所以在跨河，跨路的桥梁中应用广泛。本文以疏港航桥为实例，详细介绍挂篮五个主要系统及其操作要点，对于类似工况的挂篮悬臂浇筑作业具有一定的参考价值。

参考文献

[1]王珲. 大跨度预应力混凝土桥梁挂篮施工技术研究[J]. 设备管理与维修,2017,(05):128-130.

[2]庄海峰. 桥梁悬臂浇筑挂篮施工技术及实施要点之研究[J]. 绿色环保建材,2017,(02):108+110.

[3]周宏. 挂篮施工技术在连续梁桥施工中的应用[D].浙江工业大学,2011.

[4]桥梁悬壁浇筑施工技术.CJJT281-2018

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