桥梁施工临时结构挂篮

《桥梁施工临时结构-挂篮》

一、悬臂浇筑法

是在桥墩两侧对称设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇

筑水泥混凝土梁体，并逐段施加预应力的施工方法。主要设备是

一对能行走的挂篮，挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁

段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施预应力都在其上进

行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一对

梁段施工，循序前行，直至悬臂梁段浇筑完成。

浇筑梁段顺序：

Q)在墩顶托架或鹰架上浇筑0号块并实施墩梁临时固结；

(2)在0号块段上安装悬臂挂篮，向两侧依次对称分段浇筑主

梁至合龙前段；

(3)在支架上浇筑边跨主梁合龙段；

(4)最后浇筑中跨合龙段形成连续梁体系。

注意：在梁段混凝土浇筑前，应对挂篮等进行全面检查，经

签认后方准浇筑。

张拉及合龙注意要点：

1、预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工中，顶板、腹板纵向预

应力筋的张拉顺序一般为上下、左右对称张拉，设计有要求时，

按照设计要求。

2、浇预应力混凝土连续梁合龙顺序一般是先边跨、后次跨、

再中跨。

3、连续梁(T构)的合龙、体系转换和支座反力调整应符合

下列规定：

(1)合龙段的长度宜为2米；

(2)合龙前应观测气温变化与梁端高程及悬臂端间距的关

系；

(3)合龙前应按设计规定，将两悬臂端合龙口予以临时连

接，并将合龙跨一侧墩的临时锚固放松或改成活动支座；

(4)合龙前，在两端悬臂预加压重，并于浇筑混凝土过程中

逐步撤除，以使悬臂端挠度稳定。

4、高程控制

预应力混凝土连接梁合拢顺序一般是先边跨，后次跨，在中

跨。

预应力混凝土连接梁支座反力调整，按设计要求程序施工。

二、挂篮的结构特点

（-）挂篮的组成

组成部分:承重结构、悬吊系统、锚固装置、走行系统和工

作平台。承重结构是挂篮的主要受力构件，它承受施工设备和新

浇筑节段混凝土的全部重量，并通过支点和锚固装置将荷载传到

已施工完成的梁身上。

挂篮的走行系统可用轨道或四氟乙烯滑板，牵引动力一般用

电动卷扬机，它包括前牵引装置和尾索保护装置。为保证浇筑混

凝土时挂篮有足够的抗倾覆稳定性，往往在挂篮的尾部设置后锚

固，一般通过埋在梁肋内的竖向预应力筋实现，当后锚能力不够

时，也可采用尾部压重等措施。

挂篮的主要功能是支撑模板，承受新浇混凝土重量，由工作

平台提供张拉、灌浆的场地，调整标高。因此挂篮不仅要求有足

够的强度保证，还要有足够的刚度及稳定性，自重轻，移动灵

活，便于调整标高等。

（二）挂篮结构的主要特点

1）平行桁架式挂篮

上部结构一般为一等高桁梁;

受力特点：底模平台及侧模支架所承荷重均由前后吊杆垂直

传至桁架节点和箱梁底板上，故又称吊篮式结构，桁架在其后端

用压重或锚固或二者兼之来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯

结构。

2）平弦无平衡重挂篮

平弦无平衡重挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上，取消压

重，在主桁架上部增设前后上横桁架，根据需要，其可沿主桁纵

向滑移，并在主桁横移时吊住底模平台及侧模架。由于挂篮底部

荷重作用在主桁架上的力臂减少，大大减少了倾覆力矩，故不需

平衡压重，其主桁后端则通过梁体竖向预应力筋锚固主梁顶板

±o

3）弓弦式挂篮

弓弦桁架挂篮的主桁架外形似弓形，故认为是从平行桁架式

挂篮演变而来，除具有桁高随弯矩大小变化，受力合理的特点，

还可在安装时在结构内部预施应力以消除非弹性变形，故也可取

消平衡重，所以一般重量较轻。

4）菱形挂篮

菱形挂篮可认为是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来，其

上部结构为菱形，前部伸出两伸臂小梁，作为挂篮底模平台和侧

模前移的滑道，其菱形结构后端锚固于箱梁顶板上，无平衡压

重，而且结构简单，故大大减轻自身静荷。

5）滑动斜拉式挂篮

该挂篮在力学体系方面有较大突破，其上部采用斜拉式体系

代替梁或桁架式结构的受力，而由此引起的水平分力，通过上下

限位装置承受，主梁的纵向倾覆稳定由后端锚固压力维持。其底

模平台后端仍吊挂或锚固于箱梁底板之上。

6）三角形组合梁挂篮

三角形组合梁挂篮是在平行桁架式挂篮的基础之上，将受弯

桁架改为三角形组合梁结构。又由于其斜拉杆的拉力作用，大大

降低了主梁的弯矩从而使主梁能采用单构件实体型钢，由于挂篮

上部结构轻盈，除尾部锚固外，还需较大压重。其底模平台及侧

模支架等的承重传力与平行桁架式挂篮基本相同。

7）自承式挂篮

自承式挂篮分为两种，一种是模板支承在整体桁架上，桁架

用销子和预应力筋挂在己成箱梁的前端角上，灌注混凝土时主梁

和走行桁架移至一边，挂篮前行时再安上，吊着空载的模板系统

前移。另一种是将侧模制成能承受巨大压力的刚性模板。通过梁

上的水平及竖直应力筋拉住模板来承担混凝土重，走行方法与前

者相同，由临时吊车悬吊着模板系统前移到下一梁段。这种方法

对跨度不很大的等高箱梁较为适宜。

8）奉索式挂篮

在斜拉桥的施工中，利用斜拉主索牵挂挂篮，其承重结构不

再支承在已灌筑梁段顶面，而是悬挂于已成梁段的下面，通过牵

索系统将挂篮前端的垂直荷载直接传到斜拉桥的主塔上，这是它

的最大特点。

（三）各类挂篮的适用性

国内外挂篮正向轻型方向发展。

挂篮设计主要控制指标为:挂篮的总用钢量与最大块件之比

值Ki、主桁架用钢量与最大块件重量之比值K2OKI值愈低，表

示整个挂篮设计愈合理，K2值愈低，表示挂篮承重构件的受力愈

合理，使用材料愈节省。

国内对挂篮所用材料数量常用一个系数即挂或和用系数来表

示：挂篮利用系数;浇筑最大梁段混凝土重量/挂篮总重

（1）制式杆件组拼的桁架式挂篮

国内早期挂篮一般使用的是由制式杆件（万能杆件、军用梁

等）组拼的桁架式挂篮。由于其自重大，包括压重可达3000kN

（如武汉江汉大桥挂篮重2870kN）,所以其走行系统常用车轮

对台车。又因为桁高的约束，各杆件的应力水平较高，随之而来

的就是前吊点下挠度大，复杂的空间结构引起的非弹性变形大，

使用时需要进行预压以便消除非弹性变形，增加了施工的难度，

延误了宝贵的工期。并且，此时的挂篮大多使用平衡重，所以这

些挂篮利用系数一般较小。

平弦无平衡重挂篮由于主桁上部的上横桁可根据需要沿纵向

移动，并在主桁横移时吊住模板系统，故可取消压重，具有一定

优点，但由于其并未从根本上克服平行桁架式挂篮机构庞大，自

身静荷较大的缺点，应用不是很广泛。

弓弦式挂篮桁高随弯矩大小而变化，受力较合理，而且自重

较轻，对不想一次性投入过多的施工单位有一定吸引力，但其缺

点是杆件数量多、制作安装都较麻烦，且易丢失。

(2)使用型钢制造的桁架式挂篮

随着挂篮使用经验的丰富、对其功能认识的深入及对国外经

验的学习和借鉴，发展到使用型钢及钢板加工制造挂篮。菱形挂

篮和三角形挂篮结构简单、受力合理和一次移动到位等特点，较

受欢迎。这两种挂篮形式近10年来得到了广泛的应用，同时带

动与挂篮施工相适应的桥型设计的发展，如双向预应力、三向预

应力技术的应用。这一时期的挂篮主要是无平衡重型的。由于取

消了平衡重，挂篮重量大大减轻，其利用系数成倍上升，达到

2.5~2.9。

(3)斜拉式挂篮

滑动斜拉式挂篮，这是目前利用系数最大的一种挂篮。它改

变了垂直吊杆挂篮工作时的前端荷载要通过主桁架的悬臂部分传

给已浇梁段而对主桁架的强度、刚度要求高的传力机制，而是将

挂篮工作时的前端荷载通过斜拉杆直接传给已浇梁段，从而降低

了对主梁的强度、刚度要求，使主梁悬臂部分的功能变成主要是

悬吊空载时的模板系统，减少了材料用量，也就减轻了模板的重

量。由于这种挂篮具有用料省、加工简单及对0号块的长度要求

短等优点，所以近年应用较多。但是，这种挂篮由于斜拉杆的斜

拉力使底模纵梁和主梁中分别存在压力和拉力，因此需要在底纵

梁和主梁的尾部设置限位器和限位板，增加了操作上的难度。使

用这种挂篮的施工程序比使用垂直吊杆式挂篮稍显复杂，需要在

每一个循环中增加安装拆卸斜拉杆、安装拆卸限位器、安装拆卸

限位板的工序。而且当跨度和梁高都较大时，由于斜拉杆长度较

大，弹性伸长较大，上下限位装置的水平力随之增大，故使其应

用也受到一定的限制。预应力斜拉式挂篮利用梁部结构本身的预

应力束拉紧刚性模板，使得临时设施数量大大减少，但因属永久

结构和临时结构相结合，需设计、施工，乃至建设单位意见统一

方可采用。此外，对于预应力束在锚固系统时的锚下控制张拉

力、锚具的可靠度、锚具对预应力束的刻压损失等问题都应综合

予以考虑，既能安全地完成悬灌作业，又能保证预应力束在运营

期间的耐久性和可靠度。

其它几种挂篮结构形式中，三角型组合梁式挂篮虽然较平行

桁架式挂篮轻，但仍需一定的压重，故应用受一定限制。自承式

挂篮的两种形式本质上与预应力斜拉式挂篮并无很大区别，唯一

不同的只是预应力筋采用特殊设计，并配置必要的定位销和钢

销。

3.常用挂篮的结构构造和力学分析

(-)菱形挂篮和三角形挂篮

(1)菱形挂篮的结构及构造

菱形挂篮主要由菱形桁架、悬吊系统、走行系统、模板系统

及张拉操作平台五部分组成。

菱形桁架

菱形桁架是挂篮的主要承重结构。主桁构架竖放于箱梁腹板

位置，构架的片数可根据主梁的截面特性来定，一般为两片，也

有多片的，如吴忠黄河大桥菱形挂篮采用三片构架；主要杆件通

常由两片槽钢组焊而成，槽钢的截面由结构分析确定；各杆件间

的联结为栓接、焊接或销接。主桁构架间用槽钢或角钢组成的横

联连接，在主桁前端节点处放置一根用2根工字钢组焊成的横

梁，上设吊点，以做悬吊底模平台和内外模滑梁用，该横梁同时

起到将主桁架连成整体的作用。

悬吊系统

由螺旋千斤顶、扁担梁、吊带或吊杆组成，用于悬挂模板系

统，调整模板的标高。前后吊带(杆)：前吊带的作用是为底模

平台提供前吊点，其承受几乎一半的挂篮荷载。当待灌段混凝土

重量较大时，一般采用吊带，否则用吊杆。吊带一般用16Mn或

性能更好的钢板并布设销孔而成，一般为3m段，分段间用销轴

连接，以适应不同梁高的需要。当采用吊杆时，钢材一般用冷拉

IV级精轧螺纹钢筋。每根吊带或吊杆在横梁上放2台千斤顶通过

扁担梁调整底模标高。后吊带从箱梁的底板预留孔中穿过，一般

用16Mn钢板上布调节孔或45号钢棒螺帽形成,下端与底模平

台相连，上端2台千斤顶和扁担梁或螺帽支承在箱梁底板顶面

上。后吊带的作用是承受挂篮一半的荷载并将其传至箱梁底

板。

模板系统

由外侧模、内模和底模等几部分组成。箱梁外侧模一般采用

整体钢制大模板，当梁高变化较大时，可沿梁高分为3块左右，

以随梁高变化拆装调整。外侧模支承在外模走行梁上，走行梁前

端通过吊杆悬吊在已浇好的箱梁顶板预留孔上，后吊杆与走行梁

间设有后吊架，其上装有滚动轴承，挂篮行走时外模走行梁与外

模一起沿后吊架滑行。内模一般通过模架放置在两根内模走行梁

上,走行梁前端吊在桁架横梁上，后端吊在已浇梁段顶板的预留

孔上方，内模可沿走行梁滑行，除角隅处外，平面部分可用组合

钢模或木模钉铁皮。底模由底模架、底横梁及模板组成，通过底

横梁的前后吊带悬挂在挂篮主桁的前吊点、已浇梁段和外模走行

梁上，随主桁一起前移，底模架由型钢组焊成桁架，底横梁由工

字钢组焊成格构式梁，底模一般用木模外钉铁皮形成。

张拉操作平台

张拉操作平台通过钢丝绳悬吊在菱形桁架的前端小悬臂梁

上，一般用角钢和钢筋组成，平台平面铺以木板供作业人员站立

行走。可用手动胡芦调整其高度。

走行系统

挂篮走行系统分为桁架走行系统、底模、外模走行系统及内

模走行系统。桁架走行系统布置为：在主桁构架下的箱梁顶面铺

设用钢板组焊的轨道，轨道用竖向预应力筋通过短梁固定，轨道

顶面放置前后支座，支座与桁架节点栓接，前支座沿轨道滑行

（支座与轨道间垫四氯乙烯板），后支座以反扣轮（或后勾板）

的形式沿轨道预板下缘滚（滑）动，不需加设平衡重。走行时用

2个5T手动葫芦纵向牵引即可。轨道分节以便向前倒用。悬臂

浇灌筑前，需要IV级冷拉精轧钢筋将轨道上钢轨与桁架后节点锚

固，使后支座反扣轮不受力。底模及外模与主桁同步行走。具体

步骤为：脱模前用手动葫芦将底模架吊在外模走行梁上，解除后

吊带，脱模后，底模随桁架一起向前走行。内模脱模后，内模架

落在走行梁上，人工用手动葫芦即可将其移至下一梁段。

（2）菱形挂篮的力学分析

从整体看，挂篮荷载有一半左右通过前吊带（或吊杆）传至

主桁上节点，菱形桁架以较接模式计算杆力，其前下节点支于箱

梁顶板前侧，后下节点则通过竖向预应力筋或预埋钢筋锚于梁

上。

（3）三角形挂篮

三角形挂篮除主桁架结构形式与菱形挂篮不同外，其它构造

与菱形挂篮完全相同，在此不作详述

（二）滑动斜拉式挂篮

（1）挂篮的结构及构造滑动斜拉式挂篮的主要结构是：主

梁（纵梁）、各种横梁、斜拉带系、模板系统（包含底模、侧模

及内模）、滑梁、上下限位装置等。主梁是挂篮的主要受力结构

之一，承受梁段混凝土及模板系统等重量。每根主梁由两根工字

钢组合而成，其通过钢垫板、枕木等垫在桥面上。主梁后部在两

工字钢间用竖向预应力筋通过压紧器锚固在已灌梁段的顶面，主

梁尾部连接限位压板，仍用竖向预应力压紧在桥面上，以限制主

梁在重载时前移。

上横梁及斜拉横梁由槽钢拼接（或焊接）而成，前者除把主梁

连成整体外，主要用来吊挂内外模板系统，后者将斜拉带传来的

底模及灌筑梁段混凝土重量再传递到主梁。斜拉带是挂篮最关键

的构件，一般用16Mn或其它性能更优的钢板制成，每一拉杆一

般作成4~5段，各段端部设有销孔，组成时用钢销联结成整

体。并可随梁高的变化增减。斜拉带上端通过元宝梁固定在斜拉

横梁上。元宝梁下置放两组千斤顶，用以调节底模标高。模板系

统由内模、外模及底模组成，内模模架用型钢栓接或焊接而成，

模板可用木模外包铁皮或组合钢模和填充木模组成，内顶模可沿

悬吊在顶板预留孔上的型钢滑道前移，也可用调高支柱支撑在底

模上，以便适应梁高变化。外侧模及支架通过滑梁吊挂在挂篮横

梁上，外模以钢制大模板为宜。底模固定在底模平台上，底模平

台由纵梁和前后下横梁组成，前下横梁与斜拉杆较接，后下横梁

通过后下锚杆锚固在箱梁底板上。滑梁由两个槽钢组成，其后端

通过吊杆或吊索吊挂在箱梁顶板外翼缘上，而当挂篮移动前，滑

梁则除掉后吊点，落于侧模支架的滚筒上由前吊杆带动与主梁一

起前移就位。上限位器如前所述，下限位器设于下横梁后侧，分

为竖直和斜向两种，其与底模平台顶紧，以承受传来的水平力。

当限位器为竖直时，在水平力作用下其受弯，受力状况较差，但

锚固杆较短。当为斜向设置时，其以受拉力为主并兼受少量弯

矩，受力状况大大改善，但锚固杆相应加长，拆装不太方便。

(2)滑动斜拉式挂篮的力学分析

灌筑梁段混凝土的重量落于底模平台上，其前端通过较将此

力及底、侧模重力传至斜拉杆，后端通过后锚杆将垂直力传至箱

梁底板混凝土上。由于斜拉杆为拉力杆，故其轴向力分解为垂直

力和水平力，其水平力通过底平台纵梁传至尾部，由下限位器承

担。同理，斜拉杆在上部将轴向力传至上横梁进而传至上主梁，

其垂直分力由主梁传至箱梁顶板，水平分力则由主梁传至上限位

器，并由竖向预应力筋压紧限位拉板与混凝土桥面间产生的摩擦

力平衡。挂篮底模及侧模前移时的重力全部由滑梁承受。

(三)弓弦式挂篮

(1)挂篮的结构及构造

弓弦式挂篮由弓弦桁架、前吊杆及后锚栓、走行系统、模板

系统等四部分组成。

①桁架弧杆全为拉杆，腹杆全为压杆，两者均用万能杆件N1

杆组拼而成，弓弦杆用槽钢组拼，并与弧杆较接，其余用节点板

螺栓连接。主桁片设于箱梁腹板上方，两桁片间以万能杆件平联

连接，后锚梁亦为两槽钢组拼成的空腹工字型梁。为消除桁架拼

装时产生的非弹性变形，对桁架施预应力，使弦杆上翘，同时改

变了桁架的受力。

②前吊杆及后锚栓，前吊杆全部采用冷拉IV级精轧螺纹钢

筋，按设计预留上拱度，用螺栓连接于桁架前桁梁与底模前横梁

上,将挂篮一半左右的荷载传至桁架上。后锚栓采用IV级冷拉精

轧螺纹钢筋或45号钢棒，除后横梁预留调升标高的千斤顶位置

外，其余部位通过后锚栓施以一定的预拉力，使模板产生预压弹

性变形，密贴于已灌箱梁底而不漏浆，后锚栓承担挂篮一半左右

的荷载并将其传至箱梁底板上。

③模板系统的外模、内模及顶板底模与滑动斜拉式挂篮的结

构构造基本相同。

④走行系统：分为弓弦桁架走行系统，底模、外模走行系统

及内模走行系统三部分。弓弦桁架走行系统与菱形挂篮基本相

同。底模、外模走行系统与滑动斜拉式挂篮基本相同。内模走行

系统与菱形挂篮也基本相同。

(2)弓弦式挂篮的力学分析

弓弦式挂篮的受力与菱形挂篮基本相同，所不同的曲面桁架

弓弦杆除后锚杆外，在中部有时也需提供竖向预应力的锚固，以

减少局部杆件的受力。

(四)型组合梁式挂篮

(1)挂篮的结构及构造

挂篮由底模平台、悬挂调整系统、三角形组合梁、滑行系

统、平衡及锚固系统、工作台等组成。

每个挂篮有两片三角形组合梁。底模平台及悬挂调整系统与

菱形挂篮基本相同。前吊带一般设销孔配合螺旋千斤顶调整底模

标高，底模后吊杆可用千斤顶或砂筒卸载。

①三角形组合梁。三角形组合梁由I型或II型主梁和立柱，

斜拉钢带及型钢平联等组成，三角形组合梁下为支座和滑道。

立柱比理论长度一般短25mm左右，装上立柱和斜拉钢带后

要用千斤顶顶起立柱，其顶力的大小由已悬挂的重量经计算确

定，并应适当增大初始起顶力，以消除非弹性变形，而后再降到

计算顶力值。用钢板塞紧立柱底后松顶，主梁、立柱、斜拉带即

形成一紧密结合的结构体系。

②滑行系统。每片三角形下有前后两个钢支座，主梁与前支

座连接处设有扁钢做成的支座钱，其与梁用带弹簧的螺栓连接，

目的是保证前支座底板的压力均匀，又容许主梁有少量变形。支

座下为30mm的不锈钢滑板。在箱梁上铺短木枕，前支座下要

铺满硬杂木枕或钢筋混凝土枕，以减少整个挂篮的变形。枕木上

设置平直的U形滑槽，槽内放厚3mm的聚四氟乙烯板。枕木、

滑道和聚四氟乙烯板随挂篮的前移而向前倒用，走行时挂篮要设

止滑绳。

③压重和后锚。为确保走行时的纵向稳定性，在三角组合梁

的尾部设钢锭或型钢压重，要求纵向抗倾覆稳定安全系数

K=1.3,在挂篮就位后组合梁的尾部用螺栓与箱梁的竖向预应力

筋相连锚固。

(2)三角形组合梁式挂篮的力学分析

挂篮的受力情况与菱形挂篮基本相似，唯一不同的是尾部一

般需要压重。(五)挂篮设计

1.悬臂浇筑分段长度

设计挂篮首先要决定箱梁悬臂浇筑的分段长度。悬臂梁沿梁

长的分段取决于设备和施工条件。每个节段长，节段的数量就

少，施工速度就比较快，但每次浇筑混凝土的数量就多，挂篮及

其设备就需要相应增大。反之，每个节段短，挂篮的承重要求

小，可避免过于庞大的挂篮设备，但节段数量多，挂篮周转次数

多，总的施工进度比较慢。总之，悬臂浇筑箱梁分段长度要根据

施工条件权衡利弊综合考虑。我国近年来悬臂施工的分段长度一

般为3~5m左右，最大达到8mo

2.挂篮横断面

挂篮横断面的布置取决于桥梁的宽度和箱梁横断面形式，一

般全断面上使用一个挂篮施工即可，但当桥梁宽度很大（15m

以上），箱梁横断面为双箱或多箱结构时，为了使挂篮在施工中

具有一定的灵活性，在一个横断面上可用两个挂篮分别施工。我

国的广西柳州大桥、武汉江汉二桥均采用这种方案。

3.挂篮设计总体构思

挂篮设计中，往往根据现有资料和实际施工要求，选取挂篮

形式、连接方式和杆件，然后进行检算，这是最常用的一种方

法。所以选择何种挂篮结构形式就成为挂篮设计的首要问题。

根据国内外挂篮施工现有水平，开发的轻型挂篮应满足实际

桥梁悬臂施工的需要，设计要注重整体功能，不片面追求轻型指

标，总体构思往往体现在以下几个方面：

(1)减轻挂篮自重途径

①选用一种受力合理、安全可靠、刚度较大的轻型结构作为

挂篮承重主桁；

②挂篮用材立足国内生产的高强轻质钢材，并便于加工；

③挂篮浇筑混凝土时，尾部充分利用箱梁竖向预应力筋平衡

倾覆力矩以取消配重，从而减轻自重。

(2)缩短挂篮施工周期

①挂篮行走、模板升降等采用液压装置或容易操作的螺旋干

斤顶，电气集中控制，靠机械化和自动化来提高生产效率和降低

工人劳动强度；

②在后锚受力许可的条件下，挂篮行走时，内外模可同步就

位，尽量减少工序，缩短施工周期；

③悬吊系统和锚固系统装拆方便、调整简单。

(3)保证悬灌混凝土质量

模板以刚度控制设计，可采用新型材料制模板，既减轻重量

又坚固耐用，且满足所有悬灌梁段使用，不需要更换和修补。制

订施工实施细则，严格规范保持平衡施工及限制施工荷载的措

施，保证施工安全和质量。

(4)改善施工条件和环境

设计挂篮时应考虑有宽敞的作业空间，便于放置各种机具和

操作人员往返；在挂篮主桁架上方设置遮阳雨棚，改善作业环

境。

(5)考虑通用性

对挂篮结构作适当处理可适应各种跨径、不同宽度的各类箱

箱梁施工。

4.挂篮主桁架计算

挂篮主桁架作为承重结构，是最重要的设计计算构件，其计

算内容主要包括：各杆件及锚杆的内力计算和截面设计、挂篮的

变形和倾覆稳定计算。计算应按两个挂篮连成一体、灌筑梁段和

空载走行等情况分别进行。

(1)荷载系数

依据交通部颁发的《公路桥涵设计和施工规范》，荷载系数

取值如下：考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数为

1.05;浇筑混凝土时的动力系数为1.2;挂篮空载行走时的冲击

系数为L3;浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数为

2O

(2)施工荷载

在灌筑梁段和空载走行过程中，挂篮主桁架主要承受以下几

种荷载：

①最大节段混凝土重量：此项为设计挂篮时的控制重量；

②挂篮自重：主要包括主桁架、悬吊系统、模板系统及张拉

操作平台的重量；

施工机具及人群荷载：根据施工中所用的附着式震捣器、张

拉千斤顶及油泵的数量和施工人数计算。在没有实测资料的情况

下可按2.5kN/m计算。

动力附加荷载：考虑浇筑混凝土时的动力因素和挂篮施工安

全方面的重要性，该处动力附加荷载主要考虑两项：a.振动系

统产生的振捣力；b.梁段本身在振动中的动力影响，参照浇筑

混凝土时的动力系数1.2,则梁段的动力影响为0.2倍的梁段混

凝土重。

冲击附加荷载：主要考虑挂篮空载行走时的冲击影响，依据

挂篮空载行走时的冲击系数1.3,则冲击附加荷载=0.3x挂篮自

重。

风荷载：在6级以上大风条件下，很难保证施工质量，一般

在大风情况下就停止挂篮施工。但由于悬臂施工为高空作业，安

全性要求高，所以应对挂篮在可能的大风条件下的锚固、行走及

整体的稳定性进行检算，以策安全。其数值可由当地气象资料提

供或查全国风压图得到。

混凝土偏载：可按灌筑梁段时两侧腹板浇筑混凝土最大偏差

计算。

(3)荷载组合

根据以上各施工阶段的检算内容和荷载情况，荷载组合如

下：

荷载组合I:混凝土重量+动力附加荷载+挂篮自重+施工机

具和人群重；

荷载组合II:混凝土重量+挂篮自重+混凝土偏载+施工机具

和人群重；

荷载组合in:混凝土重量+挂篮自重+风载；

荷载组合IV：混凝土重量+挂篮自重+施工机具和人群重；

荷载组合v：挂篮自重+冲击附加荷载+风载。

荷载组合I~m用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载

组合IV用于变形计算；荷载组合v用于挂篮行走验算。

主桁结构内力与变形计算：简化的计算常假定主桁架每一桁

片承担的荷载相同，按平面结构计算。

5.其它构件检算

挂篮的悬吊系统、模板系统和走行系统等按一般钢结构计算

方法设计，在此不再赘述，但因挂篮是可移动的支架，又属于高

空作业，所以在设计时必须保证有足够的安全度，尤其要注意悬

吊系统的前吊带（杆），其在脱模过程中，受到的冲击振动最

大，而且承受重复作用，有发生端部断裂的危险，因此悬吊系统

的前吊带（杆）的安全系数不小于2。所有计算均根据不同的计

算图示与荷载组合，求得各构件的最大应力，经多次调整结构几

何尺寸，以达到在满足规范要求的前提下，使结构材料最省、重

量最轻。

第二节挂篮施工工艺程序

用挂篮逐段浇筑施工的主要工艺程序为：灌筑0号段；拼装

挂篮；灌筑1号（或2号）段；挂篮前移、调整、锚固；灌筑下

一梁段；依次类推完成悬臂灌筑；挂篮拆除；合拢。悬臂浇筑的

每一梁段，其施工工艺流程如图3-13示。图中所示工艺流程按

每一梁段的混凝土分两次浇筑排列（即先浇筑底板混凝土，后浇

肋板及顶板混凝土）o当采用一次浇筑时，将浇筑底板混凝土的

工序与浇筑肋板及顶板混凝土的工序合并，其它工序不变。

一、0号段的施工

0号段位于桥墩上方，其混凝土坛工数量较大，一般采用现

场就地浇筑，灌筑0号段相当于给挂篮提供一个安装场地。0号

段的长度依两个挂篮的纵向安装长度而定，有时当0号段设计较

短时，常将对称的1号段灌筑后再安装挂篮，这部分重量可用支

架支承，它主要有扇形、门式和斜拉式三种。若墩身较低，可采

用置于桥墩基础或地基上的支架；若墩身较高，可在墩中设置预

埋支撑支架（图3-15）。支架可采用万能杆件、贝雷梁、型钢

等构件拼装，也可采用钢筋混凝土构件作临时支撑。支架总长度

视拼装挂篮的需要而决定。由于考虑到在支架上浇筑梁段0号块

混凝土，支架变形对梁体质量影响很大，在作支架设计时，除考

虑支架强度要求外，还应考虑支架的刚度和整体性；当采用万能

杆件、贝雷梁、板梁型钢等做支架时，可采取预压、抛高或调整

等措施。

挂篮施工工艺流程

二、梁墩临时固结措施

对于预应力混凝土连续梁桥和悬臂梁桥，在悬臂施工过程中

应设置临时梁墩锚固，使0号块梁段能承受两侧悬臂施工时产生

的不平衡力矩。临时固结措施或支承措施有下列几种形式。

(1)将0号块梁段与桥墩预埋的钢筋或预应力筋临时固

结，待需要解除固结时切断。

(2)当桥不高，水又不深且易于搭设临时支架时，采用支架

式固结措施，在此情况下，悬臂端所引起的不平衡力矩完全由梁

段的自重来保持稳定。

(3)利用临时立柱和预应力筋来锚固上下部结构。预应力筋

的下端埋固在基础承台内，上端在箱梁底板上张拉并锚固，借以

使立柱在施工过程中始终受压，以维持稳定。

(4)在桥高水深的情况下，也可采用围建在墩身上部的三角

形支架作为梁段的临时支撑，并可用沙筒、硫磺水泥沙浆块或混

凝土块作为悬臂施工完毕后转换体系时临时支承的卸落设备。当

采用硫磺水泥砂浆块时，要采用高温熔化拆除支承时，必须在支

承块之间设置隔热措施，以免损坏支座部件。

三、拼装挂篮

挂篮运至工地后，应在岸边试拼，以发现由于制作不精确及

运输中发生变形造成的问题，保证正式安装时的顺利及工程进

度。

(-)滑动斜拉式挂篮拼装

(1)0号段施工完毕后，在墩顶帽上顺桥轴线方向两侧安装

三角形托架。

(2)在0号段设简易扒杆吊装挂篮主梁，并用压紧器将主

梁锚固在梁体上。在主梁上安装横梁、三角铁、主梁风撑等。注

意灌筑I号段时一侧主梁为正常长度，另一侧为接长梁，并与正

常主梁栓接成整体，不用后限位器。当滑至2号段时，将一侧的

接长梁换为正常主梁并将其尾部用节点板相连，悬灌到3号梁段

以后，两挂篮分开并在尾部加后限位器，各自对称独立工作。

(3)用已安装的主梁吊装底模系统(包括前下横梁及纵梁和

底模及外侧模)。底模平台的后下横梁支承在墩身侧面的三角托

架上。

(4)安装两根内侧斜拉带。

(5)安装外侧摸，用活动槽钢将外侧摸固定在前后下横梁

±o安装两根外侧斜拉带。

(6)绑扎I号梁段部分钢筋后，立箱梁内模，绑箱梁顶部钢

筋，再用斜拉带调整模型位置。

(二)菱形挂篮拼装

菱形挂篮悬臂灌筑时一般从I号或2号段开始，并且两侧挂

篮一开始就独立作业。当桥墩不太高时，其杆件一般用较大吨位

的汽车吊直接提升，当桥墩较高或桥下地形不允许，或有较深的

水流存在时，可用缆索或浮吊及扒杆等提升。

(三)弓弦式挂篮的安装

(1)先在箱梁腹板顶面铺好木枕、钢轨作为滑道，然后安装

弦杆、腹杆、弓弦杆及联系杆件；

(2)两侧挂篮尾部相互连接，形成一整体桁架。具体连接方

式为弦杆采用钱接，弓弦杆采用附设拉杆较接；

(3)在0号段外侧模设有滚动轴的桁梁下穿入滑梁，将底

模与外侧模间撑拉联系放松，在自重作用下，脱模于滑梁上，用

手动葫芦牵引就位；

(4)1号梁段箱梁施工完毕后，两挂篮解体，各自移动到位

并用手动葫芦在尾部牵引，然后接长弦杆、弧杆，安装后锚梁，

此后两挂篮对称独立作业。

(四)三角形组合挂篮的安装

(I)在0号及I号梁段上安装梁顶滑道，然后安装支座及

三角形组合梁，并将其两尾部相连并锚固，配置压重，见图3-

吊挂相应吊带(杆)；

19o

(2)将底模平台及侧模支架作为整体起吊，与相应点相连

接。后下横梁则用吊杆支承在箱梁底板上；

(3)将内部顶模吊挂在前后吊杆上；

(4)从3号梁段开始，两挂篮分开作业，其主梁尾部各安

装接长梁，并将主梁后端锚固在箱梁顶面上。

四、挂篮的行走

(-)滑动斜拉式挂篮的行走

(1)用手动葫芦把前下横梁固定在箱梁梁体上，松开斜拉带

顶端千斤顶，并拆除斜拉带；

(2)用压轮器更换主梁压紧器。手动葫芦把主梁系统牵引到

下一梁段设计位置，此时侧模滑梁在前上吊杆的带动下，沿侧模

支架上的滚筒一起前行；

(3)用手动葫芦将底模平台吊挂在滑梁上，拆除后下吊杆，

将底模平台通过侧模支架落在滑梁滚筒上，并用手动葫芦牵引就

位；

(4)安装斜拉带、后下吊杆、后下限位器等；

(5)将内模落于内模滑梁上，用手动葫芦牵引就位。

(二)菱形挂篮的行走

(1)用手动葫芦将底模平台吊在外侧模走行梁上，解除后吊

带，将其落于滑梁上；

(2)松开菱形桁架的上锚固，使其后支座反扣在轨道上缘，

用千斤顶推或手动葫芦牵引主桁并带动侧模及底模平台沿滑道前

行就位；

(3)将内模落于内走行梁上，用手动葫芦牵引就位。

(三)弓弦式挂篮的行走

(1)将底模平台及外模用手动葫芦吊挂在箱梁及滑梁上，并

松开前吊杆及后锚固。

(2)用手动葫芦将弓弦桁架沿梁顶滑道牵引就位，此时滑梁

同时在前吊杆带动下同步到位；

(3)将底模平台通过外模支承在滑梁的滚筒上，用手动葫芦

将其牵引到位；

(4)将内模下落在内滑梁上，用手动葫芦牵引到位。

五、挂篮的加工、试拼与预压

(-)挂篮的加工

对于型钢式挂篮，在加工过程中应注意以下环节：

(1)挂篮所用的主要材料包括主桁架、吊带等受力杆件所用

材料必须符合国标要求。

(2)确定合理的焊接工艺

由于挂篮杆件多为组焊件，为保证焊接质量，减少焊接残余

变形，各杆件焊接前，必须先制定焊接工艺。根据挂篮所用材质

选定焊条种类、型号、规格，确定焊接层数，坡口形状，电流大

小，进行试焊。重要部位杆件焊接时，焊工必须先进行首焊试

验，经试验合格后方准其焊接。试焊后的焊件，进行几何形状检

查并探伤，经检查合格后，此工艺方可作为挂篮杆件的焊接工

艺。

(3)确定合理的下料方案

由于杆件数量多，尺寸不一，因此，合理的下料方案对结构

的受力性能、材料的节省及焊接工作量的大小影响颇大。例如配

料时，受拉杆件多采用整料，受压杆件可用短料焊接等。

(4)对节点的处理采用机械加工手段与工地合理的组焊方法

相结合，使杆件的加工既在工地加工又有工厂的加工精度，从而

保证了工期和效益。

(二)挂篮的试拼与预压

挂篮制作完成后，对集中受力的重要部件，如钢带和销子，

先要进行应力测试，然后在地上试拼，这样既可以发现加工中存

在的问题和隐患，并能使操作工人熟悉拼装工艺，及时发现问

题。

根据设计荷载进行预压，既能保证质量又能保证施工安全，

并能将非弹性压缩事先消除，更能确定弹性压缩的正确数值。有

时非弹性压缩并不能一次全部消除，但至少可以消除大部分，有

的施工单位预压分三次加载，并稳载12h,测得的非弹性压缩

能够基本消除。实践表明，当几次预压的结果十分接近时，就达

到了预压效果。

试验方法是选择平整场地，将一套挂篮的2片主桁水平放

置，并用水准仪抄平，后端用①32精轧螺纹钢锁定，前端用千斤

顶对拉。按10%、20%、30%、40%、50%逐级加载直至最大

使用荷载的L3倍，检查各杆件焊缝有无开裂情况，同时记录力

与位移数据，根据试验测出结果，绘制力与位移关系曲线，实测

力与位移结果与结构分析结果一致，充分说明挂篮设计与加工达

到了预期的目的。

六、梁段混凝土的灌筑施工

梁段混凝土的悬臂灌筑一般用泵送，坍落度一般控制在14~

18cm,并应随温度变化及运输和浇筑速度作适当调整。

其主要注意事项如下：

1.箱梁各节段混凝土在灌筑前，必须严格检查挂篮中线，挂

篮底模标高；纵、横、竖三向预应力束管道；钢筋、锚头、人行

道及其它预埋件的位置，认真核对无误后方可灌筑混凝土。其标

高中线均误差标准的制订，应较现行规范混凝土梁的灌筑尺寸允

许误差扣除模板变形等影响的数字为小。箱梁各节段立模标高二

设计标高+预拱度+挂篮满载后自身变形，其中徐变对挠度的影

响除作结构电算分析外，有条件时，应做现场徐变试验对比，以

使徐变系数的取值更加符合工程实际。此外，后灌筑的梁段应在

已施工梁段有关实测记录结果的基础上做适当调整，逐渐消除误

差，保证结构线型匀顺。

2.若能全断面一次灌筑最好，否则应按以下顺序灌筑：

①二次灌筑：第一次由底板至腹板下承托；第二次为剩余部

分；

②三次灌筑：第一次由底板至腹板下承托，第二次由腹板下

承托至腹板上承托预应力管道密集处以上，第三次由腹板上承托

至顶板。

3.混凝土浇筑宜从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变化大部

分实现，从而避免新、旧混凝土间产生裂隙。

4.各节段预应力束管道在灌筑混凝土前，宜在波纹管内插入

硬塑管作衬填，以防管道被压瘪；管道的定位钢筋应用短钢筋作

成井字型，并与箱梁钢筋网架妥为固定，定位钢筋网架间距应保

持在0.5~0.8m左右，以防混凝土振捣过程中波纹管上浮，引

起预应力张拉时沿管道法向的分力，轻则产生梁体的内力不合

理，重则产生混凝土崩裂，酿成严重事故。

5.施工时应在挂篮上设风雨篷，避免混凝土因日晒雨淋而影

响质量。冬季施工应备保温设施。有条件时，挂篮可以配备能保

证全天候作业的设备，以提高作业效率和保证质量。

6.箱梁混凝土灌筑完毕后，立即用通孔器检查管道，处理因

万一漏浆等情况出现的堵管现象。

附件：确保工程质量的措施

一、质量管理目标

本工程的质量目标为省优良工程，为确保质量目标实现，我公司

将按照已运行的IS09002质量管理模式，以质量为中心，把"按规矩

办事，创一流质量”的质量方针贯穿于施工全过程。

二、施工质量控制要点的设立

为确保创优各项目标，就必须对每道工序的质量进行预控，确保

分项工程的质量目标，进而保证分部工程质量目标，再保证总目标的

实现。为此，针对工程质量的关键部位，设置施工控制点。

三、质量保证措施

为确保本工程质量达到标准，在工程质量上丝毫不能有任何放

松，为此从工作安排上，技术保障上采取如下措施:

1.建立质量保证体系：建立质量目标的分级责任保证体系，将质

量指标分级下达，形成由项目经理、质量员、技术员、班组和个人层

层负责的质量保证体系。公司成立质量检查小组，每周对该工地进行

一次质量循环检查、评比、周循环活动，将优罚劣。

2.建立以项目经理为首的质量监控体系，由项目专职质量员和相

关人员组成，各专业班组设置专职质量员，行使控制检查监督等职

能，实行质量一票否决权制度。

3.施工中开展全面质量管理活动，组织分工种、分专业的QC小

组进行质量攻关，开展PDCA循环活动。使所确定的质量管理点处于

有效的监控状态。广泛采用新技术、新工艺、新材料确保工程质量。

4.各职能系统要在管理上对该工程质量再负责。

(1)生产计划组负责施工准备，合理安排工序和劳力，下达任务

单，对分部工程验收时优质优价，不合理的要返工重作，在结算工程

量任务单上予以兑现。

(2)材料管理组严格把握采购关，各种原材料、半成品、成品必须

有出厂合格证，原材料须送实验室复试合格方可使用，严禁使用不合

格的材料及构配件。

(3)技术管理组认真熟悉图纸，按照设计