海尾互通式立交桥斜拉桥悬臂挂篮施工技术
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摘要：悬臂挂篮施工是现浇后张法预应力箱梁施工方法的一种，其利用悬吊设备，分节段现浇箱梁。在我国，悬臂挂篮施工是目前大跨度桥梁跨线施工主要技术手段，其特点是施工工艺较为复杂，施工难度较大，施工组织较为繁琐，施工质量控制点多，施工安全管理难度较大。挂篮施工能有效满足桥下通行要求，预留桥下净空，不影响桥下交通，成本较低。在跨线桥施工时，应优先考虑采用挂篮施工。本文就佛山市顺德区高红公路BT工程海尾互通式立交桥BC匝道斜拉桥挂篮施工为例，对挂篮施工技术进行一些探讨。
关键词：桥梁施工 挂篮 施工技术
中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
海尾互通式立交桥B、C匝道桥上跨105国道和红旗大道，跨径较大，设计采用独塔双索面部分斜拉桥方案：B匝道跨径为4×25+85+85+4×25.59米；C匝道跨径为4×25+85+85+4×26.35米，主梁、主塔采用固结形式。85米主跨主梁为变高度单箱室预应力混凝土现浇箱梁，斜腹板，挂篮施工节段中有隔墙，翼缘板有斜拉索锯齿块。
二、挂篮选型
该处斜拉桥下临105国道，上有220kv高压线，高压线离桥面最低高度只有8.94m，由于净空限制，挂篮采用钢桁架形式以满足净高限制要求。挂篮主桁架高1.5m，施工时挂篮最高点距离高压线4.94m。
该斜拉桥内箱设置中隔墙，翼缘板设置斜拉索锯齿块。由于中隔墙的影响，该挂篮无法设置内导梁；由于斜拉索锯齿块的位置影响，无法设置外导梁；故内箱与侧模均采用建筑钢管支架支撑，不设内外导梁。
挂篮总体布置图如下：
二、挂篮的设计、制作及安装
1、挂篮设计：
本挂篮由主桁系统、底模平台、吊挂系统、走行系统、锚固系统组成。
主桁架主要是起到承重吊挂系统的作用，主桁架由型钢焊接而成。吊挂系统直接承受底模平台重量，由吊带、前上横梁、销轴等组成。底模平台是直接承受混凝土荷载的结构，由前后下横梁、底模纵梁、底模、侧模组成。走行系统是挂篮前移的设备，包括走行吊挂、走行吊挂框、走行纵梁。锚固系统主要起到锚固主桁架作用，由后锚固梁和锚固吊带组成。现场自设配重系统，采用I56型钢作为配重。
挂篮受力计算
计算挂篮结构受力时考虑混凝土荷载、挂篮结构自重和施工荷载。结构计算假定如下：
a、箱梁翼缘板及腹板砼、侧模重量通过外模支架传至挂篮底模平台底纵梁上。
b、箱梁顶板砼及内模的重量通过钢管支架传至箱梁底板上。箱梁底板、底模重量传至挂篮底模平台底纵梁上。
c、底模平台底纵梁自重及梁上荷载传递至前、后下横梁。
d、前下横梁自重及荷载通过前吊挂传递至前上横梁，前上横梁荷载通过主梁、后锚固及支腿传递支已浇注箱梁；后下横梁自重及荷载通过后吊挂传递至已浇注箱梁底板及翼缘板。
e、挂篮走行时，底模平台、外模及外模支架重量由前上横梁及走行框承担。
按照规范要求挂篮设计必须满足：主桁架前节点最大下挠值＜20 mm。前上横梁、走行梁、底模平台前后下横梁、底纵梁和走行纵梁挠度＜计算跨径的1/400。底模板、外模刚度＜计算跨径的1/400。内模刚度＜计算跨径的1/400。工作状态抗倾覆系数＞2.0。走行状态抗倾覆系数＞2.0。
通过计算，主桁架最大挠度f=19.0mm≤[f]=5000/250=20mm
前上横梁最大挠度f=16.5mm
2、挂篮制造：挂篮制造要求参考《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)。
挂篮各构件加工完毕后，底模平台及主桁部分进行试拼，同时由专业焊缝检测单位对主桁系统等主要受力结构进行焊缝检测，合格后方可运至现场安装。
3、挂篮安装：先在已浇筑梁面安装轨枕、钢轨、主桁系统及锚固系统。然后在地面拼装挂篮底模平台，安装好底模和侧模，用2台25t汽车吊整体起吊底模平台至设计位置。最后高空安装吊挂系统及走行系统。
三、挂篮施工工艺
1、挂篮预压
挂篮在第一次使用前，需进行预压静载预压试验，以便消除非弹性变形和设置准确的预抬值。挂篮预压的目的：
消除挂篮的非弹性变形，同时通过测量观测、计算获取挂篮主桁架弹性变形数值，并与理论计算值进行比较，最终确定挂篮前端实际预抬量。
检验挂篮主要受力结构（钢桁架主梁、前上横梁、前下横梁以及后锚固梁等）的受力状况，确保结构的安全性。
检测吊挂的弹性变形和抗拉强度。
挂篮预压试验按照最重梁段（3＃）的1.3倍进行模拟压重，分三级进行：050％100％130％卸载，每级荷载加上后都要进行测量并记录原始数据，为挂篮预抬值提供依据。
本挂篮预压试验采用砂袋预压法，逐级递增荷载逐级测量。利用吊车往挂篮底模平台上逐个吊装砂袋（每个砂袋需称重后吊装），同时用水平仪观测挂篮各个部位的变形值。
2、挂篮施工工艺
挂篮施工流程：调整挂篮设计标高及平面位置打磨挂篮底模及侧模刷涂模板漆绑扎底腹板钢筋按设计图纸坐标焊接钢束定位网安装底腹板预应力管道工程验收安装内箱腹板模板安装内箱支撑及腹板拉杆安装内箱顶板模板工程验收安装顶板钢筋安装顶板预应力管道工程验收浇筑混凝土并养护钢绞线下料编束预应力钢绞线穿束拆除内箱模板预应力筋张拉锚固张拉质量检验切除多余长度钢绞线封锚预应力孔道压浆转入下道施工工序。3、挂篮前移
挂篮混凝土浇筑完毕并张拉压浆后，开始挂篮前移，该挂篮前移分2次进行，第一次前移主桁架，第二次前移底模平台。
1、前移主桁架
已浇注砼强度达到设计要求，预应力张拉完毕并拆除内外模拉杆后，安装临时吊挂梁及临时吊挂。将底平台前吊挂承重转换至临时吊挂梁，在主桁架尾部施加配重，拆除后锚固，前移主桁架。
2、前移底模平台
前移主桁架完成后，安装后锚固。下放底模平台到设计位置，拆除临时吊挂，后吊带，利用前吊带及行走系统前移底模平台。
前移挂篮完成后，调整挂篮底模标高及平面位置，按挂篮施工工序进入挂篮施工阶段。
1、严格挂篮检查与验收
挂篮检查验收严格按照《佛山市公路水运工程质量管理手册》执行，并及时填写检查结果。每次浇筑砼前对挂篮进行专项验收，验收合格后方可进行混凝土浇筑。
挂篮进行定期检查和不定期检查，对挂篮主桁及前支点、后锚固系统、前后吊挂系统及走行框等关键部位定期进行检查，发现异常情况，立即采取措施加固。挂篮浇筑混凝土过程中设专人测量挂篮变形，时刻了解挂篮受力变形动态，保证挂篮施工安全。
2、对高斜腹板浇筑混凝土、中隔墙等采用合理施工工艺保证施工质量
本斜拉桥梁体属于高斜腹板（梁体最高截面4.5m，倾斜角度60°），浇筑腹板混凝土时振捣棒无法从梁面下插到底板。针对此种情况，我们在内箱腹板设置1排振捣孔，在浇筑腹板下倒角时通过振捣孔振捣保证腹板下口混凝土振捣质量。混凝土浇筑到振捣孔位置时，固定封板封闭振捣孔，继续浇筑上层混凝土，通过这项措施，箱梁混凝土施工质量得到保证。