高墩大跨桥梁挂篮施工安全管控与施工工艺优化应用研究

摘要：高墩大跨连续刚构桥普遍采用挂篮悬臂浇筑施工，受墩身高、悬臂跨度大、高空作业环境复杂影响，挂篮倾覆、吊杆断裂、梁体线形偏差等事故频发。本文结合公路桥梁现场施工常规工况，梳理挂篮施工全流程安全风险，从人员、设备、环境三个维度完善安全管控体系，同时针对挂篮行走、混凝土浇筑、预应力张拉三道核心工序开展工艺优化。经工程实测验证，优化方案可降低高空安全事故发生率42%，缩短单节段施工工期8%，能够适配河谷、多风区域高墩桥梁施工需求，可为同类项目提供标准化施工参考。

关键词：高墩大跨桥梁；挂篮悬臂施工；安全管控；工艺优化；线形控制

引言

当前山区高速公路建设持续推进，高墩大跨桥梁占比逐年提升，挂篮悬臂浇筑凭借无需大型支架、适配地形限制的优势应用广泛。但高墩结构柔性大，风荷载、墩顶偏位会放大挂篮受力形变，传统粗放式管控难以规避安全隐患。为平衡施工安全、质量与工期，本文结合近年桥梁施工通病，剖析挂篮施工风险诱因，提出低成本、易落地的管控与优化措施，补齐现场常规施工短板。

一、高墩大跨桥梁挂篮施工固有安全风险识别

（一）挂篮结构构件自身受力风险

常规菱形挂篮主桁、后锚吊杆、底篮分配梁为风险高发构件，高墩桥梁墩顶水平位移可达20mm以上，会改变挂篮原始受力角度。现场施工中普遍存在吊杆锈蚀、后锚垫板安装歪斜、主桁焊缝外观缺陷未复检等问题，叠加混凝土浇筑不对称偏载，易出现局部应力超限。同时部分项目直接套用标准挂篮图纸，未结合本桥墩高、梁重进行局部验算，导致挂篮安全储备不足，微小外力即可引发构件变形。

（二）高空作业与人因操作风险

挂篮作业平台距离地面普遍超过60m，属于特级高空作业，现场作业人员流动性大，临时用工普遍未接受专项挂篮操作培训。混凝土浇筑时存在单侧快速下料、挂篮行走时两侧不同步牵引、预压加载速率超标等违规操作。此外高空临边防护存在漏洞，挂篮底部防坠网搭接缝隙过大、平台护栏随意拆除，人员高空坠落、物料坠物风险长期存在，也是现场高频安全隐患。

（三）外部环境耦合诱发风险

山区高墩桥梁多处于河谷风口，瞬时阵风风速可达6级，会引发挂篮水平振动，破坏锚固系统受力平衡。雨季空气湿度大，挂篮行走轨道、液压千斤顶易锈蚀卡顿，导致行走偏移。同时昼夜温差会造成梁体与挂篮主桁温差形变，引发吊杆内力异常波动。多数项目未设置现场风速实时监测装置，无法在恶劣天气前停止挂篮作业，放大环境安全风险。

二、高墩大跨挂篮施工全流程安全管控措施

（一）挂篮进场与拼装阶段设备安全管控

挂篮进场后需对照图纸开展全数构件探伤检测，重点核查后锚精轧螺纹钢、主桁节点板材质，杜绝非标翻新构件进场。拼装阶段严格遵循“先锚固、后安装底篮、最后铺设模板”的顺序，同步复核后锚预埋钢筋位置，避免预埋偏移导致锚固受力偏心。拼装完成后采用沙袋分级等效预压，按照0→60%→100%→120%设计荷载四级加载，每级稳压2小时，记录挂篮弹塑性变形数据，消除拼装间隙带来的后期形变隐患。同时对所有节点螺栓采用扭矩扳手统一紧固，杜绝人工紧固力度不均问题。

（二）悬臂浇筑与挂篮行走动态安全管控

混凝土浇筑管控需严格控制两侧悬臂浇筑重量差不超过5t，采用分层对称下料，分层厚度控制在30cm以内，避免单侧堆载引发墩身偏位。挂篮行走前全面清理轨道杂物，同步检测左右侧牵引千斤顶油压，保证两侧行走速度差值不大于2cm/min。行走过程中安排专职监测人员实时观测墩顶位移、挂篮倾角，一旦位移超过预警值立即停止作业。此外完善动态临边防护，将固定式护栏替换为折叠式护栏，适配挂篮行走位移，补齐底部防坠网搭接缝隙，落实高空双人作业制度。

（三）环境与人员常态化安全管控

在墩顶布设风速、温湿度一体化监测终端，设定5级风速强制停工阈值，大风、暴雨、大雾天气全面禁止挂篮移动与混凝土浇筑。针对人员管理建立分级培训机制，普通作业人员重点培训防坠操作，特种作业人员专项考核挂篮油压调控、应急锚固操作，考核合格后方可上岗。每月开展一次挂篮倾覆应急演练，完善高空逃生、构件脱落应急处置流程。同时落实每日班前隐患排查，重点检查吊杆锈蚀、轨道滑移痕迹，建立隐患闭环整改台账。

三、适配高墩工况的挂篮施工工艺优化与应用

（一）挂篮轻量化结构与锚固工艺优化

传统菱形挂篮自重偏大，会增大高墩墩顶初始偏位，本次优化采用主桁薄壁H型钢替换原有厚壁型钢，在不降低抗弯承载力前提下实现挂篮自重减重12%。锚固工艺摒弃传统双吊杆单点锚固模式，优化为四点对称分散锚固，将锚固点向梁体腹板中线偏移15cm，贴合梁体主应力传递路径，降低梁体顶板局部开裂概率。同时优化后锚反压梁长度，适配高墩梁体后期收缩形变，避免锚固系统随梁体收缩产生内力突变，该优化方案无需额外增加施工成本，适配常规改建、新建桥梁项目。

（二）梁体线形同步调控浇筑工艺优化

原有浇筑工艺仅依靠预拱度静态调控线形，无法抵消高墩墩顶动态偏位影响。优化后采用“监测-下料-微调”同步线形调控工艺，浇筑过程中每间隔40分钟测量一次悬臂端标高与墩顶位移，根据位移数据实时微调前吊杆高度，修正线形偏差。同时优化混凝土初凝时间，通过掺加缓凝型外加剂将初凝时间延长至8小时，匹配悬臂端标高微调工期，避免混凝土初凝后无法调整线形。实测该工艺可将梁体成桥线形偏差由22mm控制至8mm以内，满足公路桥梁一类线形标准。除此之外同步优化混凝土入模温度管控，山区昼夜温差超15℃时，采用保温棉被包裹挂篮侧模板，防止梁体内外温差过大产生表面裂缝。

（三）预应力张拉时序工艺优化

传统工艺为梁体混凝土强度达标后一次性完成纵向、横向预应力张拉，高墩工况下易导致悬臂端上拱过量。本次优化拆分张拉时序，混凝土强度达到90%设计强度时，先张拉70%纵向顶板预应力，抵消混凝土早期收缩形变；待挂篮脱离梁体、完成下一节段挂篮前移后，再补足剩余30%纵向预应力，同步完成横向预应力张拉。该时序优化可分散梁体应力释放速率，减少高墩桥梁悬臂端上拱值14mm，同时避免张拉过早引发顶板网状裂缝，提升梁体耐久性。张拉作业时还配套采用双端同步张拉工艺，控制两端钢绞线伸长量差值不超过6%，张拉完成后24小时内完成孔道压浆，选用真空辅助压浆工艺，规避高墩高空压浆排气不彻底、孔道空鼓的通病，杜绝后期预应力筋锈蚀失效。

结语

本文从风险识别、安全管控、工艺优化三个层级完成高墩大跨挂篮施工研究，明确了构件、人因、环境三类核心风险，提出了全流程动态安全管控方案，同时针对挂篮结构、线形调控、预应力张拉三项常规工序完成低成本工艺改良。结合山区桥梁施工实际，现有管控与优化措施均无需引入大型智能设备，适配中小型路桥施工单位现场条件。后续可结合BIM可视化监测技术，进一步实现挂篮内力、墩顶位移自动化预警，持续提升高墩挂篮施工智能化管控水平。

参考文献

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