简析桥梁挂篮悬臂施工法

挂篮悬臂施工法是目前业内大跨度预应力混凝土悬臂梁、连续梁及刚构桥中最常用的施工方法之一。它的优点主要有以下三方面:第一，不需要大量的使用支架和临时设备;第二，在施工期间，它不影响桥下通车或通航;第三，他充分利用了预应力混凝土结构承受负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，提高了桥梁的跨越能力。

具体说来，悬臂施工法主要有两种：即悬臂浇筑和悬臂拼装两种。

悬臂浇筑法主要设备是一对能行走的挂篮，这种施工方法的不足在于梁体部分不能够与墩柱平行施工，一般施工时间较长，并且浇筑的混凝土加载龄期短，因此混凝土的收缩徐变对梁体受力影响较大。

悬臂施工法需要的挂篮一般有以下几种：梁式挂篮、斜拉式挂篮、牵索式挂篮、型钢梁式、撑架式等。在挂篮选择时，应从混凝土悬臂浇筑工艺、挂篮的设计技术要求、各种不同形式的挂篮特点以及施工工艺等综合考虑，并最综确定挂篮形式。

采用悬臂施工方法的一般步骤如下：首先，浇筑墩顶0号块;其次，对悬臂节段进行预制安装或挂篮现浇;然后，进行合拢段施工以及结构体系转换;最后，对桥面系进行施工。

悬浇梁体分段时，0号块一般长度为5m~10m，0号块以外的一般为2.5~5m,一个梁段的施工周期一般为6~10天，根据以往设计和施工的经验，在不影响工期的前提下，应适当增加梁段数，这样将使配束计算结果更准确，并且整个结构受力更均匀。另外，合拢段长度大多为2~3m。

2 0号块的施工

在各梁段中,0#段中纵向预应力筋根数最多,因此预应力筋管道也最多,同时普通钢筋密集，构造复杂,施工难度极大,是整个梁体施工的关键，对下一阶段施工至关重要。墩顶0号块的施工一般均在墩顶托架上立模现浇，并且需要在施工过程中设置临时梁墩锚固或支撑措施，使0号块能承受两侧施工时产生的不平衡弯矩。

3 挂篮的安装

在0号块施工结束，接下来则应安装挂篮，挂篮是悬臂浇筑法施工的主要设备,在施工中受水深、墩高、及气候等影响小,可以重复使用,且易于掌握施工工艺和保证施工质量,在施工中对节段的施工误差可以不断地进行调整,来保证施工质量。在0#段安装挂篮,作主锚和底锚→主梁打支撑→作挂篮静载试验→调整模板浇筑l#段混凝土→纵向预应力穿束张拉→前吊带、底锚杆卸载→脱模板→铺设轨道梁→落下主梁支撑→走行吊带吊起前后托梁→解除主锚→检查走行轮、反扣轮和液压牵引系统,清理挂篮前行障碍,做好前移准备→启动油缸,T构两端两个挂篮对称前移,挂篮走行到位→先作主锚和底锚→打起主梁支撑→调模就位,绑扎钢筋、管道,浇筑混凝土→进入下一循环。

4 悬臂端施工

梁段混凝土的浇筑一般采用泵送的方式，坍落度需控制在14-18cm，当温度等因素变化较大时，浇注速度应适当调整。

在浇筑混凝土的过程中，还必须进行施工控制，即变形控制和应力控制。所谓施工控制，即在浇筑混凝土前，需要严格检查挂篮中线的位置以及底模标高，以及预应力筋管道的位置，只有在检查没有错误之后才可以继续浇筑混凝土。各阶段箱梁模板标高=设计标高+预拱度+满载后的挂篮变形，在浇筑一段混凝土之后，应对实测结果进行观测，并对将要继续浇注的混凝土标高进行调整，已逐渐消除误差，使结构线形均匀。所谓应力监测，是对施工过程中以及成桥后的结构的应力状态进行控制，以使结构在任何状态下，都是安全的。具体来说，我们需要对每一个施工过程进行模拟分析，找出在理想状态下，每个阶段的受力和变形特征，并有针对性的进行调整，最综使桥梁结构满足使用要求。

施工监测是施工控制的重要组成部分，它的目的就是对应力和变形进行计算与观测，在施工过程中通过监测主要结构关键部位在各个施工阶段的应力，并了解结构各个部位的工作状况，它主要包括以下几方面内容：

4.1测定设计及监控所需参数

为保证施工质量，具体参数有如下几个：　(1)与挂篮有关的实验参数;(2)混凝土弹性模量;(3)临时施工荷载;(4)其它参数。

4.2监测主梁线形

4.2.1监测控制截面挠度。挠度观测资料是控制成桥线形最重要的观测依据。一般采用在每个施工梁段上布置左、中、右三个观测点的方式，此种方式可以同时观测箱梁是否有扭转变形。

4.2.2预拱度的设置。

预拱度设置应根据挠度的数值确定，影响挠度的因素有梁段混凝土自重及弹性模量、挂篮自重及变形，预应力张拉及损失，混凝土的收缩、徐变和温度变化等多种因素。挂篮体系的变形包括挂篮弹性变形和塑性变形，对于挂篮的塑性变形可通过对挂篮的预压消除其影响。

4.2.3数据分析。统计实测的标高数据，利用桥梁博士等软件进行分析，准确得出下一阶段施工中需要的标高数据。

分析中用到的施工修正值为挂篮变形和模板弹性变形的影响值，可通过挂篮的预压试验确定。当控制点立模标高确定以后，其它点的标高可通过控制点及桥面横坡进行推算。

在灌注混凝土时全断面最好一次灌注，如果不能一次灌注时，最好按下列顺序进行，(1)两次灌注：从下向上灌注，先从底板到腹板下承托为第一次，第二次则灌注全部剩余部分。(2)分三次灌注：第一次还是从底板到下承托，第二次从下承托灌倒预应力筋管道之上，最后一次直到顶板。灌注混凝土时，应从挂篮前段开始，这样可以避免新旧混凝土交界处产生裂缝。

5 合拢段施工

用悬臂施工法建造的桥梁，需在跨中进行整体合拢。一般情况下采用边跨、次边跨、中跨的合拢顺序，

合拢段施工时通常由两个挂篮向一个挂篮过渡,所以先拆除一个挂篮,用另一个挂篮走行跨过合拢段至另一端悬臂施工梁段上,形成合拢段施工支架。合拢时间宜选在低温时段合拢。应采用临时锁定措施,张拉部分预应力筋,浇筑合拢段混凝土,待合拢段混凝土达到设计强度后,张拉其余预应力筋,最后再拆除锁定装置。

合拢段施工是体系转换的过程,通过合拢段的施工,使桥梁完成体系的转换。结构体系转换应注意以下几点:

5.1梁体由双悬臂状态转换为单悬臂状态时，结构的受力图示将发生变化。因此应采取措施防止梁体产生过大位移。

5.2对梁体临时锚固措施的释放，应采用缓慢均匀对称的方式。

5.3对将要转换为超静定结构的梁体，需要考虑结构次内力的影响

5.4临时锚固解除后，梁体将落在正式的支座上，这时应根据已知高程调整支座高度及支反力。

6 结语

相信悬臂施工方法的诸多优点将使它在桥梁施工领域有着更广泛的应用空间。

参考文献：

[1] 《桥梁施工及组织管理》.魏红一.人民交通出版社,2008