鐵路大跨度連續(xù)梁工程中掛籃施工技術(shù)的應用

劉繼勇

（中鐵十六局集團電氣化工程有限公司，北京市 100018）

1 工程概況

新建吳忠至中衛(wèi)城際鐵路楊灘村跨定武高速立交特大橋位于寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市境內(nèi)，該橋于DK125+591.72處以連續(xù)箱梁型式跨越定武高速公路，與高速公路交角為43°。連續(xù)梁起訖里程為 DK125+479.29～DK125+701.09（20#～23# 墩），全長221.5m，一聯(lián)三孔（60+100+60）m。該連續(xù)梁為預應力混凝土雙線連續(xù)箱梁，采用懸臂澆注法施工。連續(xù)箱梁采用單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.2m，底寬6.4m。頂板厚度35.4～45.4cm、45.4～55.4cm，按折線變化；底板厚度40～120cm，按直線線性變化；腹板厚60～80cm、80～100cm，按折線變化。全梁在端支點、中跨中及中支點處共設5個橫隔板，橫隔板設有孔洞，供檢查人員通過。上部連續(xù)梁采用掛籃懸臂澆筑施工，下部結(jié)構(gòu)墩身采用薄壁空心墩，基礎采用直徑1.8m鉆孔灌注樁，承臺樁基礎。文章重點對掛籃設計和施工進行分析和探討。

2 掛籃設計

在本次施工中，按照要求，選用吊帶系統(tǒng)、主桁架、低平臺系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)幾個部分組成一個菱形的掛籃。掛籃設計示意圖如圖1所示。

圖1 掛籃設計示意圖

3 掛籃施工

3.1 掛籃拼裝

在施工現(xiàn)場，為保證施工安全，需對掛籃進行檢測。正式的拼裝在主墩的墩頂完成，所以需將每一個部分小心地運至施工現(xiàn)場。拼裝完成后預壓掛籃，以便將掛籃所產(chǎn)生的非彈性變形徹底消除。利用托車以及履帶吊等工具調(diào)運掛籃的每一個部分與零件完成掛籃的安裝，對梁端施工預拱度的計算需要將掛籃的彈性形變量也一并考慮進去。

3.1.1 主桁結(jié)構(gòu)拼裝

首先對指定墩頂頂板上的軌道端頭位置線和掛籃軌道中線等一系列的線條進行測量，然后找出平軌道底面，此項工作需要借助高標號的砂漿來完成。

在軌道起吊過程中，要做到完美對中。對中后小心安放，連接錨固梁，同時連接豎向預應力筋以及錨梁。在軌道上的每一根錨筋上施加一定大小的錨固力，之后在軌道的后節(jié)點與頂端安裝支承設備與滑輪。

為保證主桁片的穩(wěn)定，需要在履帶吊裝置的輔助下完成單片主桁菱形體的安裝和固定[1]。

錨固頂板預留的孔洞與錨固筋，然后連接分配梁與主桁后節(jié)點，在此之前，需要安裝位于主桁后節(jié)點的千斤頂、后錨桿等物件。

依次安裝前上橫梁、上平聯(lián)桿件和下平聯(lián)桿件。再拆掉后錨臨時支撐墊塊，對吊桿進行安裝。

3.1.2 底平臺安裝

在主桁架安裝完成并對一系列工作檢查之后進行底平臺系統(tǒng)的安裝放置。首先在托架鋼管立柱的輔助下焊接懸臂梁于底平臺上，然后在倒鏈的幫助下固定好懸臂梁及橫梁，并把底籃后橫梁與底籃前橫梁吊放在懸臂梁下。連接主桁橫梁吊桿與前橫梁吊桿，吊放前后橫梁，使后吊桿穿過#0段底板的預留孔，并把其與后橫梁連接，再將其整體錨固在#0梁段底板上，之后解除鎖定倒鏈[2]。最后，安裝后端工作平臺與底平臺的前端。

3.1.3 模板系統(tǒng)拼裝

在以上的任務完成且檢查達到合格后方可開始進行側(cè)模的拼裝。準備工作為在側(cè)模架上安裝固定側(cè)模滑道。充分利用各類吊帶裝置完成側(cè)模滑道的起吊，為使側(cè)模的位置能夠精確地到達指定位置，需要利用倒鏈不斷進行調(diào)整與對比，完成以上工作后即可對側(cè)向工作平臺進行安裝[3]。

將拱肋與內(nèi)模滑道連接起來，并起吊。隨之一起被吊起的還包括內(nèi)滑道，而內(nèi)滑道的起吊需要前后吊桿的輔助。以上工作在橋下完成后調(diào)整部分位置的尺寸。

為方便工作需要，要將一個工作平臺懸掛于主桁系統(tǒng)上，以此完成端頭鋼模的安裝。

3.2 掛籃預壓

掛籃拼裝完成后，需要先采用堆預壓塊的加載方式進行預壓工作。掛籃的預壓壓重在懸臂梁最重梁端的重量上，加載過程中前三段每20%進行一次，第四段與第三段之間的間隔為40%，最后一段與第四段之間的間隔依舊為20%，此方法同樣適用于卸載時。每一級的加載或卸載都擁有10min的變形時間，對該時間所得到的數(shù)據(jù)，進行觀察與評測。當加載量滿額后需要停留24h以上的時間，之后對其進行觀測對比與分析數(shù)據(jù)，最后篩選出正確的數(shù)值。

3.3 中線、標高調(diào)整

掛籃安裝完畢后，對齊已成梁與底模后端，微調(diào)測量中線以及底模中線，使兩條線能夠完美重

式中：F為前吊帶拉力；G為懸澆梁段重量；l1為懸澆梁段重心至桁架前支座中心距離；M為模板、滑梁等恒載重量；l2為模板、滑梁等恒載重心至桁架前支座中心距離；L為前吊帶至桁架前支座中心距離；F為前吊帶總拉力。

每一套吊籃都有兩榀桁架承重，每一套需要承受總拉力的1/2。可以根據(jù)測量得到的彈性變形曲線，計算出變形量和上吊帶變形量，進而得到預設預拱度。此外，預拱度還包括后期施工梁段加載對混凝土收縮徐變產(chǎn)生的影響以及對箱梁產(chǎn)生的影響，對這些影響需要進行仿真分析和預測，并根據(jù)測算結(jié)果對預拱度進行修正，確保橋梁線形可以達到設計要求。

3.4 預應力施工

在進行預應力施工時，使用預應力和伸長值進行雙控，張拉力以千斤頂標注為主，伸長值控制在設計值的±6%以內(nèi)，如果張拉量超出了該值，需要立即分析原因。按照先下后上的順序進行孔道壓漿，完成壓漿后清理干凈錨槽處的雜物和水泥漿，并鑿毛端面混凝土，清除錨具、支撐墊板和端面混凝土的污垢，最后將風錨鋼筋綁扎好，澆筑混凝土。

3.5 掛籃行走

為了能夠順利施工，掛籃需要發(fā)生位移工作，而每一次的位移都會發(fā)生在預應力張拉與混凝土澆筑后。掛籃的位移步驟如下。

（1）脫模。顧名思義，將側(cè)模、內(nèi)模與底模脫合。底模前端中線的放出工作需要在經(jīng)緯儀的輔助下完成，然后借助全站儀的輔助對梁段封端線進行放出工作。在標高到位后，檢查梁段封端線的標高，將底模錨固定在已成梁段上。底模靠近外側(cè)模，并使已成梁段緊貼于外側(cè)模后端上，將前端的外側(cè)模利用垂球打直。確定出外側(cè)模的標高（可參考梁段截面腹板的高），對標高與中線進行多次調(diào)整，直至最終完美地符合設計要求。最后需對鋼筋與擋頭模板進行一定的加工，并完成對內(nèi)模的安裝。

懸澆梁的前端中線及標高都需要做到非常精確，否則會釀成很大的損失，因為成品梁上有錨固的后端，而前端則包含了標高調(diào)整的控制點以及每一段懸澆梁的中線，而這些基本上都是不能調(diào)整的。由于掛籃的彈性形變，這便要求在計算時考慮此形變量，以下為前吊帶所承受拉力的計算公式：開。此工作發(fā)生在前梁張拉及壓漿完成之后。對部分指定位置進行松解工作，分離兩模（底模與側(cè)模）與箱梁混凝土，但不能妨礙其懸掛。

（2）考慮到安全問題，連接時需要采用豎向蹬筋與鋼絲繩相連接，移動側(cè)模、主桁系統(tǒng)及底模等裝置至下一個梁段。在此之前還需要將掛籃主桁架后支點錨固進行解除作業(yè)，逐漸松開掛籃尾部鋼絲繩，推動掛籃前移[4]。為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在掛籃行走時安裝滑道吊點扣架至指定的孔洞處。在移動過程中，需要保持同步且速度不能發(fā)生變化，不斷對出現(xiàn)偏差的軸線與中線進行調(diào)整（可利用經(jīng)緯儀定線或劃線吊垂球的方法）。

（3）為防止掛籃的移動，需要固定特定位置的支點。調(diào)整模板位置等數(shù)值，對各類桿件進行安裝。腹板鋼筋與底板綁扎完成后，拖動內(nèi)模到達指定位置，再次對標高進行調(diào)整。以上工作完成后即可對梁段頂板鋼筋進行安裝。

（4）箱梁的尺寸變化可以分為內(nèi)部變化與外觀變化。

（5）當掛籃完成懸灌梁的移動后，調(diào)整指定位置高度。箱梁的變化區(qū)間在4.7～7.3m。每一個懸澆段的最短與最長之差要不大于1m，滿足部分位置所需長度的要求。

（6）腹板、底板與頂板的厚度變化區(qū)間分別為1～0.6m、1.2～0.4m以及0m。調(diào)整內(nèi)模拱肋厚度及寬度，滿足部分位置尺寸變化要求。

3.6 掛籃脫模

掛籃進行脫模前，必須要完成一些基礎工作，包括混凝土養(yǎng)護、預應力鋼筋張拉、節(jié)段澆筑等。

在準備前期，需要將外側(cè)模骨架的下端拉桿松開，之后對各個位置上的千斤頂進行一定的調(diào)整，將精軋螺紋鋼螺母旋至0.1m左右的位置，松開外側(cè)模和側(cè)面吊架間的倒鏈；同時還要將吊桿螺母調(diào)整到指定的高度。松開一些特殊位置之間的倒鏈，并使混凝土脫離側(cè)模及底模（可利用側(cè)模模板的重力），脫模的高度掌握在0.1m附近，以上所有工作完成后拆除外后吊桿。

內(nèi)模脫模時，將特定位置的吊桿螺母松至0.1m左右高度的位置，對內(nèi)滑梁的前吊帶進行調(diào)整[5]。利用重力，使內(nèi)滑梁的后端高過前端，達到便捷的效果。

3.7 掛籃拆除

在拆除掛籃過程中，將之前安裝方法倒放以拆除模板與底籃，再依照與安裝方法相反的順序?qū)旎@主桁桿件進行拆除。為了確保拆除過程中的施工安全，可以利用對稱的方式，這樣便可以達到受力的平衡。

4 結(jié)語

綜上所述，在連續(xù)梁工程施工過程中，掛籃施工技術(shù)是一種常用的施工技術(shù)，施工過程中不會對公路的正常通行造成影響，操作也比較簡單，在鐵路工程中得到了比較廣泛的應用。文章以實際工程為例，重點對掛籃施工技術(shù)進行了分析和探討，使掛籃施工效益和施工作用充分發(fā)揮出來，經(jīng)濟效益顯著，可見掛籃施工技術(shù)值得推廣應用。

參考文獻：

[1]張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)梁橋（梁橋類）[M].北京：人民交通出版社，2004．

[2]王少勇.大跨度鐵路預應力混凝土連續(xù)梁施工監(jiān)控研究與實踐[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2014.

[3]方魯兵.大跨度連續(xù)梁懸臂施工三角掛籃受力性能研究[D].安徽：安徽建筑大學，2013.

[4]張雷.連續(xù)梁橋平轉(zhuǎn)施工關(guān)鍵問題研究[D].重慶：重慶交通大學，2011.

[5]王鵬.大跨度預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制研究[D].武漢:武漢理工大學，2007.