公路桥梁工程中悬臂挂篮施工技术研究

公路桥梁工程中悬臂挂篮施工技术研究

胡博

胡博

中铁六局集团北京铁路建设有限公司北京市100036

摘要：当前我国的经济在不断快速发展，城镇化建设的进程在不断推进，我国基础建设的数量越来越多，众多基础的建设当中，桥梁的建设扮演着极其重要的角色。在桥梁的施工中，悬臂挂篮的施工是决定了桥梁施工质量的一项工作，悬臂挂篮施工的好坏直接决定了桥梁的质量与使用寿命，并且悬臂挂篮技术也是桥梁施工过程中的一个难点技术。结合工程实例，对桥梁悬臂挂篮施工中的挂篮制作与安装、钢筋混凝土浇筑、预压试验以及梁合龙过程进行了总结，通过工程实践，此悬臂挂篮技术有效缩短了工期，降低了建设成本，取得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：公路桥梁；悬臂挂篮；施工技术

悬臂挂篮技术具有施工操作简便以及灵活性较好的特点，被广泛应用至大跨度桥梁施工中，可有效提升桥梁工程的整体质量和各方面性能。合理应用悬臂挂篮技术可为桥梁施工提供一个可移动的操作平台，施工人员可在挂篮上完成模板安装、混凝土浇筑以及预应力张拉等工作，在某段施工完成后对挂篮约束进行解除便可移至下一节段进行施工，施工效率和效果均会有所提升。

一、悬臂挂篮技术的特点及其必要性

（一）悬臂挂篮技术的技术和特点

桥梁在投入使用之后，如果施工技术不能满足质量要求，加上车辆的碾压，会出现一些沉降、破损等问题，悬臂挂篮技术在桥梁的施工中具有重要作用，为了让桥梁更加耐用，必须对桥梁悬臂挂篮技术水平进行升级。悬臂挂篮技术不仅对桥梁的施工质量产生影响，也会对施工进度和效率产生促进作用。特别是在峡谷或河面较宽的地方进行桥梁修建，悬臂挂篮是必要的施工技术和机械设施之一。悬臂挂篮技术是在悬臂浇筑法的基础上，经过技术升级发展而来的新型桥梁施工技术，在本质上来说悬臂挂篮技术是一种混凝土浇筑施工技术。悬臂挂篮技术具有可移动的特点，它的挂篮可以在施工过程中自由移动，而且结构比较灵巧简单，便于施工人员在桥梁建设中进行操作。由于悬臂挂篮技术可移动的特点，悬臂挂篮技术可以根据桥梁工程的实际要求，在完成一段桥梁施工之后移动挂篮向前继续施工，这就提高了桥梁施工的效率，为整个桥梁施工工提速，同时可以节约施工的经济成本，提高经济效益。此外，悬臂挂篮还可以实现承重结构和操作平台这两个功能，在施工过程中，悬臂挂篮能够承担部分桥梁重量，保障桥梁施工过程的安全性，减少生产事故，实现安全生产。在桥梁施工过程中，施工单位需要的悬臂挂篮应当具有高强度、轻重量、高稳定性以及运动轻巧的挂篮。

（二）提高悬臂挂篮技术水平的必要性

交通系统的工程质量和运输效率对地区经济社会和城市发展具有重要的促进作用，桥梁的建设将跨度较大的区域连成一体，充当了交通纽带。悬臂挂篮技术对于桥梁的安全性和建设效率都有着很大的促进作用，高质量的悬臂挂篮技术可以减少桥梁磨损或裂缝等问题。悬臂挂篮技术在修补使用时间比较长的桥梁时，因其具有灵活性而受到广泛的使用，并且使得施工更加安全，在通过吨位比较重的运输车辆时可以增加安全系数。

二、悬臂挂篮施工原理和工艺流程

（一）悬臂挂篮施工原理

使用穿过箱梁的竖向螺纹钢筋作为悬臂挂篮的后锚锚固主衍架，使相关的受力点达到一定的平衡状态，在完成这项工作后再开展挂篮施工，同时要使用千斤顶锚和锚小车两种工具进行挂篮行走时的转换，达到稳定锚轨的目的。在该过程中，相关工作人员还要通过电动拉动葫芦牵引，对挂篮进行拉动，这项工作要以施工进度和相关的质量要求为基础进行，这就是悬臂挂篮技术的整个工作原理，相对于其他施工技术较为复杂，需要具有较强的专业技术人员才能顺利完成。

（二）悬臂挂篮工艺流程

将挂篮行走安放在合适的工作位置→对相关的钢筋进行绑扎→安装相关的底板→对腹板模具进行安装→安装相关的波纹管→在端头安装模板→对主梁段混凝土进行对称浇筑→拆除相关内模板→对预应力孔道进行穿束张拉处理→将挂篮向前移动→对下一梁段进行重复施工。在整体施工中，需要把握相应的要点，以此确保悬臂挂篮施工的质量。

（三）悬臂挂篮制作与安装施工

（1）悬臂挂篮拼装施工

相关的工作人员应该加强对于挂篮拼装施工环节的重视，该项环节对于挂篮施工的影响是非常大的，所以相关工作人员要仔细认真的做好构件编号等工作，确保拼装现场的秩序，然后严格按照相关图纸和规范进行拼装。通常情况下，在箱梁混凝土浇筑这个工作环节结束之后便可以进行悬臂挂篮，拼装首先是主衍，然后是上横梁，接着是悬吊，再然后是底篮，最后是模板。在整个拼装过程中最需要注意的是底模的栓接方式，为了保证挂篮的整体性、稳定性以及底模的刚度，一定要采用纵梁栓接这种方式。

（2）悬臂挂篮静载试验

进行静载实验的主要目的是通过实验深入全面的了解悬臂挂篮的整体性质与特点，这样能够更好的提高悬臂挂篮工程的质量。选择堆载法进行加载实验，在实验之前要确定好加载值也会是最大的施工荷载的1.2倍，分为六级对荷载进行一级一级的加载，选择沙袋做为堆载材料，为了保证两侧的平衡性，要对桥墩两侧进行对称加载。对每一次的加载所获得的数据要进行详细认真的记录，确保数据的准确有效。在实验结束之后要对主衍销的相关部位进行检测，在深入了解其特征的同时，也要对相关的缺陷进行修复。在这些工作完成之后，便要开始为悬臂移动施工做准备，安装好相关的滑架和模板。

（3）悬臂挂篮的移动工作的实施

悬臂挂篮的移动包括两个步骤：前移挂篮和移动轨道，在这整个的过程中要把握好相关的技术要点，确保各项工作的到位，同时在要重视相关的安全工作，确保工作人员的施工安全。在进行轨道移动这项工作时，相关的工作人员要将手拉葫芦牵引轨道至混凝土的梁端，然后确定导轨位置和进行锚固。挂篮前移这项工作需要具备相关证件的专业人员来进行，使得挂篮整体进行前移，同时在进行完挂篮迁移这项工作后还要进行相应的检查，确保其稳定性和安全性。

三、桥梁工程现浇梁施工技术分析

本文在研究现浇梁、悬臂挂篮技术在桥梁建设中的使用情况时，选取某桥梁建设工程为研究对象，该座桥梁长、宽（桥面）数值分别为2100、27.2m，桥墩处为空心、实心墩台身结构，岩石嵌入厚度约为1.8m；桩基础则为钻孔桩，由连续箱梁与简支箱梁共同构成桥梁上部结构。对于桥梁施工所在地的地质地形条件进行调查可知，其为黏土、块石土、砂土等组成的复杂地质；应用现浇梁技术进行工程主体结构施工，悬臂挂篮技术则进行连续箱梁施工。其中在桥梁的现浇梁施工作业过程中，需要施工单位结合本次工程施工使用的全部施工工艺对于全体施工人员做好施工技术交底工作，待作业人员全面掌握施工要领之后，即可开始工程建设。

首先，搭设支架施工。桥梁主体结构施工时的支架施工，需要选择为碗扣式支架形式进行搭设，依照箱梁设计要求在相应部位进行纵横间距的取值，其中横向间距为88cm，纵向则为57cm，步距与纵向间距一致。其次，预压支架施工。待模板、支架全部搭设工作结束后，要求使用堆载预压试验手段测试支架搭设质量，若在试验中发生参数异常情况，则需要施工人员及时联系设计人员对支架结构设计施工工作进行变更处理，从而规避支架搭设风险，控制支架施工可能出现的变形问题，提升支架设计施工的合理性以及可靠性。具体的支架预压试验，使用预制混凝土块（箱梁荷载的120%）来进行预压，依照梁板现浇段分区情况做好预压加载处理，预压期间要先后进行55%、120%的设计荷载预压加载；需要对完成搭设的支架进行结构稳定性的检查，重点对各个构件节点的连接牢固性进行审验；观察预压加载时不同节点的压力情况，如果出现不对称的压力情况，则会造成支架变形，须尽快处理；为了观察支架结构沉降情况，要在桥跨底板处进行多个观测点的布设，以此依据横断面测得数据与生成的桥跨沉降曲线图进行沉降情况的分析，若为明显的沉降则需要尽快采取措施来控制；还需要对预压工作期间的支架基础面、纵梁、底模等重要作业点的施工质量进行观测，基于模板变形、地基沉降量等数据控制桥梁现浇梁施工质量。

四、桥梁工程悬臂挂篮施工技术分析

该项技术具体指的是施工单位使用施工设备进行梁体混凝土在作业现场的浇筑作业，应用期间无需施工单位架设支架体系，施工难度较小，而且对于作业区域的环境有着较强的适应能力，施工期间使用的模板可以多次使用，用于桥梁施工中可以有效地减少工程建设成本支出总额，所以基于挂篮工作车的悬臂浇筑施工工艺实际应用价值较高。实际施工期间，浇筑混凝土工作需要在桥墩两边位置同时进行，要求具备对称性。浇筑期间测试混凝土强度，若该值符合工程施工标准后，则在下一梁段再次使用挂篮工作车浇筑混凝土，在此期间需要对预应力束进行控制；每个阶段浇筑的混凝土长度在3m以上，不可超过4m。

（一）施工作业内容

首先，挂篮。挂篮主要包括主桁架、张拉平台、锚固与悬吊系统、底模架等构件，由此构成的工作车具体可以将其分为斜拉式、型钢式、桁架式等构造形式，不同形式的挂篮具有不同的使用要求与效果，需要施工单位正确选择本次桥梁工程建设所需的工作车。一般情况下，采用挂篮工作车施工时需要对第一梁段的混凝土施工，借助于托架的辅助作用进行悬臂浇筑，以此增强桥梁支承作业质量。因此，在托架施工完毕后，要求施工人员检测支承挂篮起步长度、拼装施工质量是否达到标准要求，如果这两个指标满足悬臂挂篮施工要求，需要分开对接的挂篮（两个），之后分别使用挂篮开展逐段浇筑混凝土施工工作；要求新浇梁段要和先前施工完成的梁段在预应力束张拉、强度方面达成一致。其次，悬浇施工。其中的部分梁段基于托架来施工，剩下的大部分梁段则采取挂篮施工。各个梁段浇筑混凝土时中途不可间断作业，此举会对混凝土强度产生不利影响，所以浇筑工作需要一次完成。浇筑工序为：先移动挂篮工作车，安装、固定模板并且将钢筋置于相应作业区域，之后再在相应梁段分别进行浇筑、养护混凝土施工，最后进行试件的制作与预压、混凝土作业面的凿毛与张拉压浆处理，该环节的施工时间不可超过7d。

（二）施工质量控制

最关键的质量控制工作为控制线形，当前悬臂挂篮施工中有着较多的影响因素会制约线形控制质量，从而会导致悬臂挂篮施工质量达不到标准的要求。针对此种情况，需要施工人员在进行此项悬臂挂篮技术应用质量管理期间，首先，对桥梁段浇筑混凝土的挠度值进行精准的计算，以此为该项施工技术科学合理的应用提供精准的数据依据。计算挠度值时需要对工期内施工所在地的气温、梁体荷载值等情况进行充分的调查了解，应用软件工具得出计算结果；同时在施工中要对工程不同阶段挠度值进行记录，将该值与计算出的挠度累计值作以对比分析，若两值之间有较大的差异，则需要对导致差异的原因进行分析研究，以此尽快对差异情况作出处理。还需要在施工中把握好桥梁工程总的施工负荷量，之后再计算挠度；如果挠度计算期间，施工地方的温度变化、工程墩台作业位置等因素可以忽略不计时，获得的挠度计算结果需要和绘制的图纸参数保持一致，若出现两项数据较大的出入情况，要求施工单位及时与桥梁工程建设方案的设计单位加强联系与沟通，尽快告知设计单位具体的计算结果，以便设计人员可以参考挠度计算结果对于图纸甚至于作业方案进行标准化的调整。

其次，在施工过程中开展线形控制工作，该项质量控制的工作内容贯穿于桥梁工程悬臂挂篮施工的整个过程中，要求工作人员进行此项工作时，要重视桥梁梁段引线与标高测量工作，以此为后续的线形控制工作打下基础。而后针对桥梁工程各个阶段的施工任务，则要求施工人员应用先进的测量设备，精准的测量梁段挠度参数。主要的测量阶段分为浇筑混凝土前后、挂篮行走、预应力处理时期等。不同梁段借助于挂篮浇筑混凝土时，施工质量之间略有差别，此种差异若未在施工期间进行妥善的控制与解除，将会影响桥梁后续的施工应用质量以及安全性，所以在施工时要多次进行挠度参数测量，去除其中测量不准确的数值，从而得出标准的梁段施工挠度曲线变化图。还需要对挂篮在应用期间是否发生变形情况进行实时监测管理，如果变形较为明显，可以对造成挂篮变形问题的吊带千斤顶进行调节处理，以此确保挂篮在行走施工过程中有着非常理想的稳定性，避免变形问题再次发生；如果工程建设过程中，在一个时期内出现了较大幅度的温度升降变化情况，需要及时依据监测出的温度数据，来生成温度曲线变化图，按照曲线呈现出的结果，对安装在施工现场的桥梁模板标高数据进行科学的调节。

最后，实时测量前后梁段混凝土浇筑时的挠度，即施工人员需要在灌注梁段混凝土以及合拢作业期间，对梁段挠度进行测量，要求前两个梁段挠度不可有过大的偏差，若偏差值异常，要求施工人员及时应用控制手段对偏差进行处理，从而保证相关梁段作业区域有着良好的梁段线形控制情况。

随着桥梁施工技术的成熟，挂篮悬臂浇筑施工技术由于其施工方便、结构轻、施工方便等优点，已成为最常用、最可靠的技术之一。在运用该技术时，必须严格遵循相应的施工工艺和施工方法，以确保施工质量和施工安全，切实有效地提高桥梁工程的施工质量。

参考文献

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