无轨道式三角挂篮在桥梁施工中的应用分析

张广明

摘要：在当前桥梁悬臂现浇施工工法中，移动式挂篮施工技术必不可少，尤其是针对工期紧张、成本控制要求相对较高的连续桥梁上部结构悬臂现浇施工，无轨道式三角挂篮施工技术的应用越来越广，本文将结合预应力混凝土连续箱梁施工实例对其进行分析，希望对同类型桥梁施工有所借鉴。

关键词：无轨道式；三角挂篮；施工应用

一、工程概况

某大桥的主桥上部结构采用（86+180+86）m的预应力混凝土连续刚构，主梁为分幅式单箱双室截面，顶板宽度为24.1米，底板宽度为16.0米，翼板长度为4.05米，箱梁顶板设置为单向横坡，坡度参数为-2%至+2%。箱梁跨中现浇段、边跨现浇段梁高度为3.50米(腹板不等高)，桥墩与箱梁连接的底段及墩顶0号块梁段高10.0米。箱梁由中间到根部，箱梁高度变化规律呈1.8次抛物线。每座桥共设有8个跨内横隔板，另在主墩墩顶各设置了2个1.8米厚的横隔板，边跨梁端各设置了1个1.8米厚的横隔板。

箱梁0号块浇筑利用符合受力要求的托架施工，0号块梁段的长度为13米，边、中跨合拢段的长度为2米；挂篮悬臂浇筑箱梁1#至5#块梁段的长度为3米，6#至10#块梁段的长度为3.5米，11#至20#块梁段的长度为4米，施工过程中梁段浇筑最大重量为387.348t，梁段最大分段长度为4米，悬臂浇注对常规的三角挂篮的结构形式进行优化设计，采用无轨道式三角斜拉式挂篮施工。

二、挂篮施工

2.1挂篮情况

结合本桥主梁尺寸及重量，一共4对无轨三角挂篮施工，其中挂篮主纵梁2对采用2Ⅰ56b工字钢、2对采用2Ⅰ63b工字钢。挂篮承重构件是由主纵梁、立柱以及前、后斜向拉带组成，材料均为Q235材质型材及钢板焊接组拼而成，其中主纵梁的结构尺寸为11.5米（长）×0.436米（宽）×0.58米（高），立柱材料采用双拼Ⅰ56b型钢组焊而成，斜拉带材料采用40×250厘米钢板，斜拉带与主纵梁、斜拉带与立柱之间的连接方式是采用的40cr材质90厘米钢销。后上横梁花架是由2［20型钢组焊成的钢箱，前上横梁采用双拼I56b型钢组焊。锚固系统包含后锚压梁、后锚拉杆两种，单个后锚点按受力要求配备后锚压梁2根、锚杆6根。吊带根据长度尺寸分3米、2.5米、1.5米三种，可根据不同梁高尺寸进行组合。吊杆为40Cr材质φ32厘米的全丝吊杆，主要用于悬吊滑梁。内、外滑梁由I45b工字钢和钢板焊接而成。

根据挂篮现有结构形式，结合主梁实际断面结构，在保证质量安全的前提下，对挂篮进行改制，根据以下三种情况采用MIDAS进行空间分析，分别是1号梁段完成（最大高度梁段和最大重量混凝土），11号梁段完成（最长梁段和承重较大的混凝土），11号梁段完成后挂篮移动到12号梁段（挂篮移动距离最长），通过计算表明挂篮满足施工要求。挂篮主体结构约73.4t，小件和精加工件约74.7t，共计约148.2t（含模板）。计算模型见图1。

图1 三角挂篮结构计算空间模型

2.2行走系统

无轨道式挂篮行走系统由千斤顶、前端支座以及反扣装置等组成。主纵梁前端底部各设置前支座，后端底部各设置后锚座。行走时，首先在箱梁顶面上将后锚座进行锚固，之后用千斤顶提升主纵梁前端，移动前端支座至悬臂端并锚固牢靠，拆除后端锚固，安装32厘米牵引拉杆，一端接在主纵梁下弦底部的反顶座上，另一端连接在前端支座上，利用液压千斤顶循环连续顶推，带动挂篮移至下一节梁段。

2.3挂篮行走

步骤一：准备工作。待节段新浇筑混凝土张拉压浆完成，模板全部脱离混凝土；按照要求对挂篮的预埋孔准确性进行有效检查；测量放出挂篮前移的前支座位置，并用支座垫梁垫平支座安放位置。

步骤二：支座和反扣轮移动到位。后锚位置主纵梁用后锚压梁锚固好，移动后锚座反扣轮至合适位置并固定；移动前端支座至距梁端50厘米处并锚固；拆除后下横梁锚固于箱梁内的吊带并下放，与外滑梁用手拉葫芦连接好；拆除6根滑梁锚固于后横梁处的锚固拉杆；安装2根32毫米精扎螺纹钢拉杆于主纵梁下方的牵引点，另一端透过前端支座预留孔锚固在100t穿芯式液压千斤顶上。

步骤三：挂篮行走。在行走系统锚固牢靠后，拆除后锚处4根后锚拉杆；通过电泵供油，千斤顶牵引拉杆带动挂篮前移至下一节段梁。在移动过程中，前、后下横梁的移动带动底模一起移动，内侧和外侧滑梁的移动带动内、外侧模和顶模一起前移。挂篮前移速度控制在1.5至2厘米/每分钟。单个T构两端挂篮应同步进行，前移速度应尽量保持一致，两端挂篮行走位移差值不得大于20厘米。同一端挂篮的前移速度要均匀，左右同步，并安排专人对主纵梁的同步性和内外模具的前进情况随时进行检查；主桁架两边行走位移的差值不应超过10厘米。

步骤四：对挂篮进行调整。根据施工要求将符合设计要求的4根后锚杆安装在后锚处；通过操作千斤顶调节挂篮的高程，保证挂篮的前后支点与钢构桥轴线重合在同一水平面上；然后操作工人按要求将混凝土侧模和底模提升至设计标高位置，将符合设计要求的吊带连接在前下横梁和后下横梁上进行有效锚定，再将内、外滑梁上的吊点两侧进行有效锚定；压紧后锚连接件，然后解除临时支点处反扣轮组的压梁；经检验后进行全面有效的锚固，之后开始制作待浇筑梁段钢筋、浇筑混凝土等工作。值得注意的是，所有螺杆都要预拉合格后才能使用，施工时也要采取可靠的保护措施，严防损伤、弯折，要严格控制螺杆固定效果，确保露出端在螺帽5厘米以上。

三、无轨道式三角挂篮的特点简析

根据大桥建设的实际情况，无轨道式三角挂篮具有以下特点：

（1）挂篮移动主要通过前端支座的移动、后反扣轮锚固主纵梁的滚动来完成挂篮安全稳定的行走，这样的做法区别于传统轨道式挂篮的工字型移动轨道和有效锚固，一方面有效减轻了构件的重量，缩短了锚固的时间，一方面又给项目节省了大量的轨道钢材。

（2）施工技术人员在运用无轨道式三角斜拉式挂篮展开施工操作的时候，需要确保各个桥梁的全断面，能够在一次性浇筑的过程中得到完成，同时采用合理的滚动形式有效地减小了移动阻力，如此也就能够确保挂篮施工的周期得到最大化的缩短，施工既方便又快捷，还经济性地降低了施工成本费用。

（3）无轨道式三角斜拉式挂篮由于诸多零件都属于型钢类型材质，因此在施工质量环节上会显得较为轻盈，另外，三角式结构使得构件重心偏低，受力稳定，抗倾覆能力强，能够保证挂篮在使用过程中整体结构稳定可靠，安全放心。

结束语：

针对工期紧张、成本控制要求相对较高的连续桥梁上部结构悬臂现浇施工，无轨道式三角挂篮施工技术的应用越来越广，本文以某连续钢构桥悬臂浇筑施工为实例，分析了无轨道式三角挂篮在桥梁施工过程中的应用，简析了无轨道三角挂篮施工结构安全、行走稳定且较快、节约材料等特点，可为同类型桥梁的施工提供参考。

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