桥梁工程中挂篮施工的应用

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摘要：挂篮施工是当代桥梁建设最常用的施工技术方法，对桥梁建设质量至关重要。因为桥梁工程具有特殊性，桥型不同，其构件强度、刚度、稳定性、裂缝与构造技术指标也不相同，桥梁工程设计中施工方法、工序和所对应的配套设施也各具差异。目前，在挂篮施工作业中，必须科学建模，规范施工工艺，做好现浇段作业，从而有效加固桥梁结构，维护桥梁工程的安全性。文章将举例分析挂篮施工在桥梁工程中的应用方案，希望能为桥梁施工作业提供参考与借鉴。

关键词：挂篮施工；桥梁工程；应用

桥梁工程建设中经常使用的挂篮施工法又名悬臂灌注法，该技术方法具备结构轻巧、工艺简单、便于移动、刚度良好、无压重、变形小和整体结构良好等优势，因此能够有效提高桥梁的安全性与耐久性。本文将简单论述挂篮施工在桥梁工程建设中的应用价值，并从实施科学建模、做好现浇段作业、优化临时固结工艺、规范预应力施工等四个方面举例分析挂篮施工在桥梁工程中的应用方案。

1挂篮施工在桥梁工程建设中的应用价值

在大中型桥梁工程建设中，最常用的挂篮施工法有两种，分别是平衡悬臂浇筑施工法、悬臂拼装施工法，前者主要应用于特大型桥梁工程建设中，该方法对于每个“T”型阶段的桥梁均会采取挂篮对称式混凝土浇筑技术。从发展视角来看，当代桥梁工程挂篮结构均转变为轻型兼重载型挂篮结构。调查研究表明，有两个指标对挂篮设计的影响至关重要，第一个指标是挂篮结构的总重量和桥梁结构块件（最重的块件）的比值（该比值用英文字母K表示），第二个指标是主桁架所用钢材的总重量和桥梁结构块件（最重的块件）的比值（该比值用英文字母KZ表示）。挂篮结构设计方案越合理，K的数值越小；挂篮结构的承重构件受力设计越合理，越节省材料，KZ的数值越小。就拿某铁路的大桥工程为例，该桥梁工程设计方案是结合当地地质状况和气候因素所设计的自锚式三角挂篮结构，其K值是0.431。该挂篮结构有四大优点：第一，桥梁结构稳固可靠，安全性良好，整体构造简洁，受力分布合理。第二，桥梁挂篮结构外模和内模相结合，能够实现整体移动目标，进而节省了大量组装模板的时间。第三，适用性广泛，能够应用于不同宽度、幅度、跨度和梁高建设中，挂篮行走效率高，便于施工，能够去掉自配重构件，减轻施工荷载与施工自重。第四，预应力筋能够在不同位置灵活实现不同变化与调整，从而有效降低桥梁工程施工成本，简化施工流程。后期能够一次拆除挂篮结构外侧模与底模，便于开展梁合拢段施工作业。悬臂拼装施工法有五大优点：第一，占用面积较小，影响范围小，施工过程中采用逐段浇筑模式，施工效率极高。第二，能够精确控制偏差与施工梁段的标高，便于纠正误差，控制桥梁线性结构，维护桥梁整体弧形的美感。第三，施工过程中所需要的机械设备减少，无须搭设大量的支架，能够节约大量的物力成本和人力成本。第四，便于在海上、山谷和深水域施工，安全性良好。第五，工序简单，重复性高，各梁段施工作业相同，便于施工技术人员掌握。

2挂篮施工在桥梁工程中的应用方案

2.1实施科学建模

发挥挂篮施工在桥梁工程建设中的应用价值，提高桥梁建设质量，首先要科学建模，做好建模计算工作。需要注意的是，悬臂挂篮结构属于一种承重结构，在施工过程中，该结构能沿着桥梁顶一直向前滚动或者滑动。通常，完成前一个梁段施工作业后，挂篮会继续向前滚动或者滑动，此时，后侧锚固端能够固定在前一个梁段中，与此同时，为挂篮的前侧结构组装下一个梁段的钢筋、模板、预应力管道、预应力筋和混凝土浇筑设施以及孔道灌浆设备。然后，要逐步完成混凝土浇筑作业与孔道灌浆作业，接着进行梁段循环作业直到悬灌梁合拢为止。其次，在建模过程中，应精确计算梁段挂篮自重、模板自重、混凝土自重与施工荷载。一般来讲，挂篮自重＝桥架重＋模板重（内模＋外模），挂篮的重量和悬浇块的重量比值不能大于0.5。在计算梁段和混凝土自重的过程中，应全面统计两端重量与长度，以下数据就是某桥梁重量与长度参数：梁段编号：2；两端重量：107.6t；梁段长度：3m。梁段编号：3；两端重量：102.3t；梁段长度：3m。梁段编号：4；两端重量：97.2t；梁段长度：3m。梁段编号：5；两端重量：92.5t；梁段长度：3m。梁段编号：6；两端重量：109.7t；梁段长度：3.75m。梁段编号：7；两端重量：104.0t；梁段长度：3.75m。梁段编号：8；两端重量：99.1t；梁段长度：3.75m。梁段编号：9；两端重量：95.1t；梁段长度：3.75m。梁段编号：10；两端重量：92.2t；梁段长度：3.75m。梁段编号：11；两端重量：90.6t；梁段长度：3.75m。此外，要准确收集梁段各类数据，以下数据就是某桥梁挂篮施工中5号梁段的各类数据，该梁段最重，体积最大。5号梁段的阶段长是3.75m，底板体积是12.59m3，腹板体积是15.72m3，顶板体积是7.6m3，翼缘板体积是6.3m3，合计42.21m3；底板重量是327.34kN，腹板重量是408.72kN，顶板重量是197.6kN，翼缘板重量是163.8kN，合计1097kN。另一方面，据调查了解，当施工振捣荷载为4kN/m2效果颇佳，对于人群与施工荷载，应按照《公路桥涵设计通用规范》控制为1.5kN/m2。除此之外，必须精确构建有限元验算模型，在该建模过程中，应正确运用有限元计算软件和有限元方法，制定三角式悬臂挂篮结构MIDAS模型。与此同时，要准确计算锚固安全参数和构件稳定参数。

2.2做好现浇段作业

在现浇段作业中，必须加固桥梁混凝土结构，做好混凝土浇筑作业。需要注意的是，水泥对桥梁混凝土强度的影响不容忽视。从化学角度来看，不少水泥本身的稳定性偏低，这是因为水泥内部的游离氧化钙含量超标，其水化速度较慢，在硬化后会持续发挥水化作用，严重影响已经硬化的水泥结构，削弱了混凝土的抗压能力。而且，水泥的水化导热与收缩度也都比较高，这样会导致混凝土面层在后期很容易出现裂缝。再次，如果混凝土内部的有机物与含泥量指数超标，就会降低混凝土的密度，致使混凝土在初步施工结束后就出现裂缝。需要注意的是，在确保混凝土原料合格的前提下，必须科学控制混凝土的配置比例，如果比例参数缺乏合理性，即使混凝土原料质量达标，也依然无法保证混凝土结构的整体性能与质量。此外，应科学处理混凝土结构裂缝问题，做好多方面的应对工作，根据当地地质环境、温度与湿度制定最佳施工方案，如果施工环境发生变化，特别是出现温度与适度变化，就必须立刻采取应对策略。施工管理人员应及时了解天气预报，并根据预报信息科学调整施工方案。如果外在施工环境温度偏低，就要控制好混凝土的入模温度，选用隔离保温材料制作而成的模具。同时，要为混凝土加入足量的抗冻剂，以此避免混凝土在低温条件下出现张裂。如果工期紧张，就需要添加优质外加剂，这样能确保混凝土结构的凝固效果。其次，要控制好混凝土结构层内部的白灰含量，提高白灰集料的压实度，依次按照标准工序进行施工。而且，要做好混凝土结构基层的整形碾压工作。再次，要着重优化混凝土浇筑工艺，合理界定浇筑标高与轴线，使混凝土浇筑重量与方案中的预计重量相符，控制好浇筑后的容重，确保混凝土浇筑固结强度与弹性模量符合标准要求。另外，要按照标准顺序做好边跨现浇段作业，其施工顺序如下：做好基础处理，实施支架施工，做好支架预压；安装底模，固定外侧模板，组织底板与腹板，做好钢筋绑扎作业；准确定位波纹管组装位置，冲洗底模，绑扎顶板钢筋；安装锚垫板，固定端头模板，实施模板加固；安装预埋件，浇筑混凝土结构，实施养生，依次做好张拉、压浆和拆模作业。

2.3优化临时固结工艺

做好临时固结作业能够控制受风荷载，承受支点反力，避免因一端的混凝土坠落和挂篮倾覆所滋生的弯矩问题。在具体施工过程中，应根据施工现场状况和施工图纸制定固结方案，搭建好临时支座，一般情况下，临时支座不能少于两个。同时，要在距离墩柱边缘2.1m的地方固定两根钢管混凝土柱充当临时支撑，钢管直径不能小于80cm，壁厚不得小于1cm。完成合拢段施工作业后，应逐步拆除临时固结体系，全面凿除支座混凝土，拆除腹板，清理所遗留的污物。

2.4规范预应力施工

在预应力施工作业中，首先要精选预应力管道，目前，最常用的预应力管道是塑料波纹管，其型号、技术要求、检验规则、试验方法、包装运输与存储保管均需严格参考《预应力混凝止桥梁用塑料波纹管》（JT/T529—2016）。所选用的塑料波纹管外观须光滑，结构必须完整，色泽应均匀，如果发现其内外壁存在破裂、气泡和划伤问题，就要立刻进行修复，对于无法修复的塑料波纹管，应及时更换。其次，塑料波纹管的环纵向刚度不得小于6kPa，柔韧性与抗冲击性应良好。在组装预应力波纹管的过程中，应按照标准图纸与坐标进行安装，做好普通箍筋的焊接工作，初步安装完预应力波纹管后，应依次组装悬臂两端的螺旋箍筋和锚垫板以及压浆排浆管。需要注意的是，在组装压浆排浆管的过程中，要将其安装在梁体的最顶面，同时，将压浆排浆孔设计在预应力波纹管的最高位置。

3结语

综上所述，发挥挂篮技术在桥梁工程施工中的应用价值，延长桥梁工程使用寿命，桥梁设计师应做好建模工作，为桥梁施工作业提供准确的参考依据；施工技术人员应注意做好现浇段作业，优化临时固结工艺，规范预应力施工流程，从而全面提高施工质量。

参考文献

[1]李刚.连续梁挂篮施工在铁路桥梁建设中的应用探究[J].中国标准化，2019（22）：59-60.

[2]王长军.桥梁工程中的悬臂挂篮施工工艺研究[J].交通世界，2019（27）：102-103.

作者：宗庆东 单位：中交四公局第八分公司