桥梁工程悬浇段挂篮施工技术应用研究

摘 要：挂篮悬浇施工作为大跨度预应力混凝土连续箱梁施工中的核心技术手段，在跨越河道、道路及复杂地形条件下表现出良好的适应性与高效性。本文以某工程为依托，围绕挂篮悬浇施工展开系统研究，重点从挂篮结构参数、安装工艺、预压试验、悬浇流程、预应力张拉及压浆等关键环节入手，梳理了其全过程施工技术要点。通过实践验证与数据支撑，证明了菱形挂篮系统在结构安全、施工效率及线形控制方面的优越性能。研究成果可为类似结构条件下的连续梁施工提供技术参考与实施依据。

关键词：挂篮悬浇；连续箱梁；预应力施工；施工技术

悬浇段挂篮施工技术因其无需地面支撑、结构适应性强、施工工序可控性高而被广泛应用于大跨度预应力混凝土连续梁桥的建设中。然而，该技术对设备参数设计、节段施工控制、预应力施加与线形调整等方面提出了更高的标准。为此，本文基于实际工程案例，系统总结挂篮悬浇各环节的核心技术与施工控制要点，旨在为工程实践提供科学指导与可复制经验。

1 桥梁工程悬浇段挂篮施工技术概述

悬浇段挂篮施工是现代大跨度桥梁建设中极具适应性的一种施工技术，其通过挂篮为作业平台，逐段悬臂浇筑混凝土，不仅提高了结构连续性施工的效率，也降低了对地面或水体下部空间的临时支撑依赖。在预应力混凝土连续箱梁施工中，该技术通过在已浇筑节段上安装挂篮，向外逐段推进，实现了工程结构的稳步延伸。尤其在跨越河道、交通干道等复杂地形中，挂篮施工凭借其轻质高强、自锚悬挂、可移动的技术特性，成为替代支架体系的优选方案。其核心优势体现在三方面：首先是施工高效性，挂篮作为平台实现模板、钢筋、混凝土的同步作业，显著缩短工期；其次是环保性，施工过程不占用地面资源，避免对水源、植被的破坏；最后是工程质量控制更为集中，便于实现全过程线性监测与精细化管理。但该技术对结构受力分析、挂篮设计、节段浇筑对称性、预应力张拉时机、立模标高控制等方面要求极高，稍有偏差，易引发结构线形失控或应力集中问题。

2 项目背景

本项目主桥采用（55+90+55）m三跨连续结构，桥长200 m，设计为双幅桥形式，每幅桥梁宽度达23 m，断面形式为单箱双室结构。主桥梁高2.3~6 m，呈二次抛物线变化，体现了现代桥梁设计中对结构刚度与施工便捷性的高度统一。施工采用典型的挂篮悬臂法进行节段浇筑，其中0#与1#块段通过三角托架现浇完成后，在其基础上逐段使用挂篮进行2#至12#段的悬臂浇筑，直至中跨合龙。本项目特点在于跨越区域环境复杂，河道和市政道路交错，无法设置常规支架，这就要求施工体系具备更高的自稳定性与构造轻量化。此外，悬浇节段重量最大达254.4 t，挂篮自身自重也达88.5 t，如何在承重能力、结构刚度与行走稳定之间取得技术平衡，是项目成败的关键。该项目不仅在设计与施工技术上具有显著的代表性，也提供了真实场景下验证悬浇挂篮技术全过程应用效果的理想平台。

3施工技术要点

3.1 挂篮参数

挂篮的参数设定在整个悬臂施工体系中至关重要，其直接关系到结构受力、施工安全及节段浇筑精度。本工程采用三榀主桁布设的菱形挂篮系统，挂篮自重为88.5 t，相较于最大悬臂梁段质量254.4 t，自重比为0.35，完全满足不超过0.5的技术要求，具体如图1所示。主桁架间距8.6 m，底篮采用HN400×200型钢横梁与HN350×175型钢纵梁组合，形成高刚度框架体系；顶部结构由HN500×200型钢前上横梁构成，以确保荷载传递路径明确。吊杆采用直径32 mm、强度930 MPa的精轧螺纹钢，具备高强度与延性匹配特性。在结构刚度方面，挂篮整体变形控制在2 cm以内，有效抑制挠度积累。悬浇节段平衡控制方面，最大不平衡荷载不得超过820 kN，约等于最大悬臂段重量一半。安全系数方面，挂篮在吊装及移动过程中均需满足抗倾覆系数≥2，避免施工中出现结构偏移或下沉。挂篮系统同时集成模板调节、轨道走行、吊杆系统与限位保护装置，形成一套完整、高可靠性的悬臂浇筑设备体系。此种参数配置不仅保障了施工安全性，更为箱梁线性控制、节段质量与现场作业效率提供了坚实支撑。

图 1　挂篮构造3.2 挂篮安装

挂篮安装作为悬浇施工启动阶段的核心工序，其质量直接影响后续每一节段施工的稳定性与结构一致性。在施工准备阶段，应首先完成挂篮预制构件的检查验收，确保所有零部件参数与设计图纸相符，特别是对主桁架、吊杆、锚固件及焊接节点进行重点复核，排除潜在质量隐患。挂篮在施工现场的拼装应遵循由下至上、由内至外的顺序，先行安装主桁架体系，再组装底篮结构及行走系统，具体如图2所示，随后配置模板调节装置与操作平台。挂篮锚固应在0#、1#节段混凝土完成强度标准后进行，确保承台具备足够承载力。在挂篮安装完成后，应立即开展静载预压试验，采用沙袋法模拟最大悬浇节段质量1.2倍的荷载分五级加载，逐级检测弹塑性变形及结构响应。试验完成后，记录的14个测点数据将输入线形计算模型，用以指导后续节段立模高程设定。为确保安装精度，所有吊杆应统一调平，模板应提前设定基准高程，挂篮定位后由第三方监测单位复测其轴线与桥梁纵轴重合度。安装期间必须配置限位与防倾装置，保障挂篮静止与行走状态下的稳定性。整个安装过程强调流程规范、工艺细致，确保挂篮系统在结构、动力与几何条件上为悬臂浇筑提供最优支撑平台。

图 2　挂篮行走中保险装置构造

3.3 挂篮预压

挂篮预压试验是保障悬浇施工安全可靠进行的关键环节，其目的在于验证挂篮系统安装精度、构件受力性能及结构整体刚度。预压通常在挂篮组装完成并锚固稳定后实施，本工程采用沙袋荷载模拟法，最大加载重量为节段质量1.2倍，即305.28 t，以模拟最不利工况。预压过程分五级逐步加载，级差合理控制变形速率，避免结构突变或局部超载。在每级加载完成后，需布设14个位移监测点，覆盖挂篮前后锚部、前支点、吊带位置与主桁关键节点，通过全阶段变形数据判断挂篮结构的弹性响应与非弹性残余变形。若连续两次沉降量小于2 mm，可视为系统进入变形稳定状态，具备承载能力。加载后卸载过程亦按逆序分级进行，并同步测量卸载过程中的回弹量，用以校核钢构件残余应变，评估结构的可逆性。最终变形数据输入桥梁线形控制系统，作为各节段立模高程设定的重要依据。整个预压操作过程须严控操作节奏与同步精度，期间必须专人负责监测与记录，并保留全过程数据用于结构追溯分析，确保挂篮在正式悬浇施工中处于稳定、安全的工作状态。

3.4 挂篮悬浇施工

挂篮悬浇施工是桥梁主梁分段推进的关键阶段，要求施工流程精密组织、设备运行稳定、节点工艺严格控制。每一节段浇筑之前，先由专业技术人员依据前一节段线性测量结果，通过软件修正当前节段立模高程，调整模板系统位置。模板调节完成后，先绑扎底板与腹板钢筋，并敷设预应力管道及定位网，安装锚垫板等预埋件。钢筋绑扎完成后，经专项检查确认无误方可进行混凝土浇筑。浇筑需从梁端向梁根方向对称推进，采用分层水平浇筑法控制厚度，每层厚度不大于30 cm，以降低收缩应力集中风险。混凝土质量控制需从拌合、运输、入模、振捣至养护全过程闭环管理，确保梁段密实成型。浇筑完成后，模板与挂篮受力系统进入保载状态，待混凝土达到设计强度90%以上方可进行下一节段施工。为控制线性误差，悬浇施工中每节段完成后需实施高精度测量，及时反馈线形调整数据。挂篮的行走系统则利用液压千斤顶配合限位导向装置完成平稳推进，同时通过钢轨锚固系统固定新位置，进入下一循环。整个悬浇过程必须保证施工对称性与连续性，避免因节段应力不平衡或模板变形造成梁体结构性能缺陷。

3.5 预应力施工

预应力体系在悬浇段桥梁结构中起到核心作用，不仅提升结构整体承载能力，也确保其抗裂与挠度控制满足设计要求。本工程采用纵、横、竖三向预应力布置策略，预应力张拉按照“纵向优先、横向跟进、竖向最后”的顺序进行，以匹配结构受力发展规律。纵向预应力钢束张拉通常在混凝土强度达到设计值的90%、且龄期不少于7天时进行，采用张拉力与引伸量双控方式，确保施加值与理论计算同步。张拉过程需对称进行，以避免局部偏压引发应力集中。控制程序通常为：初张→持荷2分钟→最终张拉→锚固。横向与竖向张拉过程亦需按控制张拉力分阶段施加，尤其在节段合拢前后的内力调整阶段，其顺序和时间点须严格执行设计要求。张拉完成后24小时内必须完成压浆作业，以防止孔道锈蚀与预应力损失。张拉作业全程由专人进行引伸量、油压、位移的同步监测，形成张拉数据报表，供结构验算与质量评估使用。整个预应力施加过程不仅需设备状态良好，还需施工班组对工艺细节高度熟练，确保张拉值稳定、结构内应力分布合理，为后续合拢与运营阶段结构性能提供保障。

3.6 封锚及压浆

封锚与压浆是预应力施工的后续工序，直接关系到结构耐久性与预应力效能的长期保持。在钢束张拉完成并通过验收后，应及时进行锚具封闭处理，并同步进行孔道压浆。封锚采用高强封锚砂浆，封闭范围需覆盖锚垫板及螺纹钢锚头，确保密封性与抗腐蚀能力。压浆采用水泥基灌浆料，要求强度不小于50 MPa，和易性良好，粘度适中。施工前必须对压浆设备进行全面检查，确保泵送能力与回流系统畅通。压浆操作前，应将孔道用压风和水彻底清洗，消除残留杂质和积水。压浆应自下而上、逐束逐孔进行，并设置排气管，排除孔道内空气与多余水分，保证浆体密实无空腔。压浆完成后应封闭排气孔，并在24小时内进行硬化度检测。整个压浆过程由专业监理单位全程监督，测量每一孔道的浆耗量、灌注压力及时间，确保其满足技术规范。压浆完成后须及时进行封孔处理并做好保护，避免机械损伤或雨水侵蚀。在压浆达到设计强度后，方可进行挂篮行走与下一段模板拼装作业。封锚与压浆的严谨执行，是保障结构后期力学性能与耐久性不可或缺的技术步骤。

4总 结

通过对项目悬浇段挂篮施工全过程的实践分析，可以得出以下结论：一是挂篮系统的结构参数设计需兼顾承载力与轻量化目标，满足悬浇梁段自平衡需求；二是在安装与预压阶段应加强过程控制与数据监测，确保施工安全；三是在悬浇与预应力施工环节中，需重视施工顺序、线形控制与材料性能协同；四是封锚压浆等后期工艺对于结构耐久性与受力稳定性具有决定性影响。整体来看，挂篮悬浇施工技术已具备成熟的设计与应用体系，但在不同工程背景下仍需结合结构特性与现场条件进行个性化优化。本研究成果为今后类似桥梁项目提供了实证依据与技术借鉴。

参考文献

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