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与 建 材装 饰2015 年 1 月 论连续刚构桥的挂篮施工技术要点 张茂鹏 （中铁港航局桥梁分公司广东 广州510800） 摘要： 桥梁挂篮施工技术是近几年兴起的一种新技术， 其主要是从桥墩两侧悬挂施工作业平台， 对称均衡地向跨中 浇筑混凝土， 被广泛用于一些跨线路、 航道上部结构为变截面连续梁、 T 形刚构等结构类型的桥梁建设。本文即结合相关 的工程实例具体分析了连续刚构桥的挂篮施工技术要点。 关键词： 连续刚构桥； 挂篮施工技术； 要点 中图分类号： U445.466文献标识码： A 文章编号： 1673-0038 （2015） 03-0138-02 引 言 挂篮施工技术是桥梁建设的一个主要施工工艺之一， 其具凭 借着拼接方便简易、 结构轻的优势， 得到了十分广泛的应用。其 中， 连续刚构桥随着悬臂挂篮施工技术的不断完善， 逐渐成为了 大跨桥梁采用的主要结构。 1 工程概况 本文以某大桥为例， 具体探讨了挂篮施工技术的应用。该公 路大桥为 80+3伊150+80m 预应力混凝土连续刚构。墩顶箱梁高 9.3m，跨中梁高 3.3m；跨中处顶板厚 28cm，至墩顶处加厚至 48cm； 底板厚度从跨中至墩顶由 32cm 变化为 110m； 腹板从跨中 至墩顶分三段采用 50cm、 65cm、 85cm 三种厚度；箱梁高度和底 板厚度均按 2 次抛物线变化。大桥采用悬臂浇筑法施工， 施工过 程中左、右幅各 4 个 T 构，单个 T 构对称划分为 18 个悬臂段 （10伊3.5m+8伊4m） ， 边跨现浇段长 4m， 边跨、 次边跨、 中跨合拢段 均长 2m， 最大悬浇段重 249t， 长 3.5m， 全桥投入 8 对挂篮， 左右 幅同时施工。 2 连续刚构桥的挂篮施工技术要点 2.1 挂篮构造与制作 本桥选择了结构简单、 操作方便、 受力结构合理的菱形挂篮。 2.1.1 菱形挂篮构造 本桥施工挂篮主要包括菱形桁架、 底模系、 行走和锚固系统、 外模、 内模板系统及吊挂调整系统等， 挂篮的构造如图 1 所示。 （1） 菱形桁架。菱形架是挂篮的主要承重结构， 由槽钢 236c 和两片 328mm伊10mm 厚钢板焊成方形管， 采用销接的方式连接。 上横梁与主桁架横向连接构成整体，主桁架片通过活动滑座坐 在滑轨上， 后端由反扣装置扣在滑轨工字钢上翼， 浇筑时用预应 力筋和后锚固梁把挂篮后结点和主平杆锚固在桥面上以平衡前 部底模的竖向拉力。菱形桁架结构及受力简图如图 2 所示。 （2） 底模系。 底模系位于悬浇箱梁底部， 承受箱梁浇筑施工荷 载， 由前下横梁、 后下横梁、 纵梁和底模板组成， 前下横梁和后下 横梁均采用 H800伊300 型钢， 纵梁采用 H600 （500） 伊200 型钢。 （3） 外模、 内模系。 外模系主要承受腹板混凝土产生的侧压力 及翼缘板混凝土荷载。外模系主要靠外滑梁承吊， 侧模开有拉筋 孔以连接两片侧模和内模，可抵抗腹板混凝土的侧压力又保证 侧模与已成梁段的密合。外模滑梁采用 H500伊200 型钢， 两侧翼 缘板部位共 4 根， 单侧前后共使用 6 根 准32mm 精轧螺纹钢吊起 后分别锚固于箱梁顶板和前上横梁上。内模滑梁也采用 H500伊 200 型钢， 共 2 根， 在箱梁内部使用前后 6 根 准32mm 精轧螺纹钢 吊起后分别锚固于顶板和前上横梁上。 （4） 行走和锚固系统。 行走系统由反扣轮、 走行油缸和支座等 组成， 松开后锚固， 反扣轮扣在轨道上缘， 支座通过销轴固定在 轨道上， 走行油缸推动挂篮整体移动， 挂篮的倾覆力由反扣轮传 到轨道来平衡， 设计抗倾覆系数逸2， 内模落于内行走梁上， 用手 动葫芦牵引就位。锚固系统由后锚压梁与箱梁翼板及顶板上留 孔穿预应力筋连接并锚固， 穿锚杆与主桁后结点锚固。 （5） 吊带系统。挂篮吊带系统由扁担梁、 前后吊带、 内外吊杆 及千斤顶等组成， 吊带采用 1准32mm 精轧螺纹钢筋悬吊连接， 前 吊带上部承吊在前上横梁上， 下部铰接在前下横梁上， 承受底模 前部拉力， 后吊带用千斤顶施加一定的预应力， 将模板与混凝土 压紧， 保证块段接头处接缝平整， 在施工过程中， 随着高度变化 用千斤顶提升底模以调整底模高度。 2.1.2 挂篮的验算 （1） 菱形挂篮的计算参数 淤一次性浇筑节段长度 3.5耀4.0m， 宽度 14.13m， 混凝土重度 图 1 挂篮构造图 （单位： mm） 图 2 菱形桁架结构及受力简图 （单位： cm） 交通建设 138 与 建 材装 饰2015 年 1 月 取 26.5kN/m3， 最重节块重量为 2450kN。于新浇混凝土动力系数 取 1.2。盂风荷载取 780Pa。榆施工人员及材料等施工荷载， 取 2.5kN/m2。虞超载系数取 1.05。愚挂篮行走时的冲击系数取 1.1。 舆支架及模板的自重， 取 2kN/m2。余施工行走时的抗倾覆安全系 数 2.0。俞施工时挂篮悬臂端允许最大变形不大于 L/400。 （2） 计算复核的荷载组合 荷载组合工况主要包括以下两种： 工况 1： 混凝土重+挂篮自 重+人群机具+动力附加系数； 工况 2： 挂篮自重+冲击附加系数+ 风荷载。其中， 工况 1 应用于挂篮的强度和刚度验算， 工况 2 应 用于挂篮的行走稳定验算。 （3） 挂篮结构强度和刚度验算 淤底模纵梁验算。 底模纵梁验算可分为底板纵梁验算和腹板 纵梁验算， 腹板纵梁采用 H600伊200 型钢， 间距 35cm， 底板纵梁 采用 H500伊200 型钢， 间距 95cm。经计算， 作用于腹板纵梁和底 板纵梁的均布荷载分别为 q1=109.58kN/m 和 q2=40.5kN/m，其中 未包括纵梁自重。纵梁强度和刚度计算结果见表 1， 可见其均满 足要求。 于前、 后下横梁的验算。 由于前后横梁用料一样， 后下横梁受 力大于前下横梁， 故只验算后下横梁， 横梁采用 H800伊300 型钢， 横梁在纵梁下部， 因此考虑横梁上承受纵梁传递的集中荷载 P1= 226.3kN， P2=84.8kN， 建立 MIDAS 模型， 验算横梁强度及刚度， 计 算结果见表 2， 可见其均满足要求。 盂外滑梁和内滑梁验算。外滑梁和内滑梁均采用 H500伊200 型钢， 由于内滑梁受力远大于外滑梁， 因此只分析内滑梁强度及 刚度， 计算所得， 内滑梁承受的均布荷载 q=77.08kN/m， 计算结果 见表 3， 可见其均满足要求。 榆前上横梁验算。在施工过程中， 上前横梁主要承受有下横 梁、外滑梁和内滑梁通过吊带传递的集中荷载， P1=260.4kN； P2= 640.4kN； P3=159.5kN； P4=68.0kN， 通过建立 MIDAS 模型来模拟前 上横梁的受力状态， 验算其强度和刚度， 计算结果见表 4， 均满足 要求。 虞主桁架验算。 主桁架计算时， 根据菱形桁架的受力特点， 取 单片桁架建立 MIDAS 模型， 对主桁架进行强度和刚度的验算。 由 于一幅挂篮的上部由左右两片桁架构成，单片桁架承受由前横 梁传来的荷载， 因此， 每片桁架的前端需承受 G=1217.7kN， 计算 结果见表 5， 强度及刚度均满足要求。 （4） 行走时挂篮抗倾覆验算 淤挂篮走形时主要受力为挂篮自重以及风荷载，因此 G= 860伊1.2+780伊14.13伊3.5=1070.57kN；于单片主桁架承受力： F= 1070.57/4=267.64kN；盂所需轨道锚固力： F=267.64伊4700/4400= 258.89kN； 榆行走抗倾覆系数取 2， 则锚固力应不小于 F=258.89伊 2=517.78kN；虞实际的轨道锚固力 F=735伊252伊3.14/4=720kN跃 517.78kN， 故挂篮行走时抗倾覆稳定性满足要求。 2.2 挂篮施工要点 2.2.1 挂篮的拼装 主桁架系统在已浇筑 0 号块上拼装， 底梁系统利用大梁顶设 置的悬臂型钢进行拼装就位， 用塔吊系统配合安装， 拼装的程序 是： 走行系统寅桁架寅锚固系统寅起吊系统寅底模板寅内外模。 拼装过程的注意事项：淤挂篮拼装必须在 0 号块预应力施工后 进行； 于拼装时必须在 0 号块两端同时进行， 保证受力平衡； 盂 挂篮施工系高空作业， 每道工序必须经过安全验收， 并配备足够 的安全用品。 2.2.2 挂篮的预压 本工程预压方式采用在拼装好的挂篮上堆积砂袋的方式对 挂篮横梁进行预压， 预压超载系数取 1.2， 按最重荷载的 30%寅 60%寅90%寅120%的程序进行加载预压。其能够检验挂篮整个 系统在各种工况下的结构受力以及机具设备的运行情况，确保 系统在施工过程中的安全和正常运行； 同时， 通过预压掌握挂篮 的弹性变形和非弹性变形的程度和大小，更加准确地掌握挂篮 的刚度等力学性能指标， 借以指导挂篮的立模标高， 为施工监控 提供可靠的参考数据， 确保主梁施工线性、 标高满足设计和规范 要求， 消除挂篮主桁架、 吊带及底篮的非弹性变形， 测出挂篮前 端在各个块段荷载作用下的竖向位移。 3 结 语 综上所述， 连续刚构桥具有较广的应用前景， 特别是挂篮施 工技术作为一项十分重要的施工手段，具有操作灵活、使用便 捷、 占用工期短等优势。在工程实际施工中， 必须严格挂篮制作、 受力验算以及安装工作， 以实现桥梁的使用稳定与安全可靠。 参考文献 1许贵满.浅谈预应力混凝土连续刚构桥的挂篮施工技术J.福建建材， 2013 （5） ： 8990. 2刘爱萍.某预应力混凝土连续刚构桥悬灌挂篮施工技术研究J.交通标 准化， 2011 （17） ： 4546. 3丁爱华， 寻稳家.连续刚构桥挂篮悬浇技术及质量控制J.建材技术与 应用， 2009 （7） ： 8182. 4刘 斌.连续刚构特大桥挂篮施工控制技术J.城市建设理论研究： 电子 版， 2012： 1516. 收稿日期： 2014-12-30 作者简介： 张茂鹏 （1983-） ， 男， 工程师， 主要从事公路、 市政、 铁 路施工方面的工作。 项目最大弯曲应力 （MPa） 最大剪应力 （MPa）最大挠度 （mm） 腹板纵梁114.50110.501.30 底板纵梁58.4218.590.78 表 1 纵梁计算结果表 项目最大弯曲应力 （MPa） 最大剪应力 （MPa）最大挠度 （mm