鐵路橋梁連續梁工程掛籃施工技術

樊 信

(中鐵十六局集團第二工程有限公司，天津 300162)

0 前 言

鐵路橋梁施工環節較多，連續梁掛籃施工是其中的關鍵一環，選取技術方案的合理與否將成為決定施工質量和進度的關鍵因素。對此，在鐵路工程項目中對連續梁施工質量提出較高的要求。盡管掛籃施工技術的應用效果較好，但工藝較為復雜，為全面提升施工質量，需對該項技術展開探討，總結技術要點，此舉極具現實意義。

1 工程概況

邯濟鐵路跨G106國道大橋，中心里程為右DK79+348.56，新建線路采用(32+48+32)m連續梁跨越G106國道，其余孔跨采用32 m簡支梁，橋梁凈高≥5.0 m。橋梁全長226.72 m。橋梁下部采用單線T形橋臺、圓端形實體橋墩，鉆孔樁承臺基礎。

2 掛籃拼裝施工

在廠內預制掛籃構件，統一轉移至施工現場，在0#梁段頂面展開拼裝作業，經塔吊設備提升構件并有序轉移到梁段頂面，隨后展開組裝作業。

2.1 掛藍主桁結構拼裝

掛籃拼裝流程為：軌道安裝、錨固→主桁片安裝→后錨桿錨固→主桁前、后橫梁桁片安裝→主桁上下平聯安裝→底平臺安裝→外模系統安裝→內模系統安裝→懸吊工作平臺安裝。

1)針對箱梁0#、1#、1′#段頂板面軌道采取處理措施，即利用砂漿找平，精確測量并彈出控制線。掛籃行走過程中利用全站儀控制，確保軸線位置的合理性[1]。

2)現場適配吊裝系統在其作用下起吊軌道，實現與錨固梁的穩定連接。設置軌道錨固筋，通過可行連接方式將錨梁與豎向預應力筋形成穩定整體，嚴格控制錨固力，各錨筋均在250～300 kN，且要在軌頂處設置前支點滑船，使用到支撐墊塊結構將其置于后結點處。

3)完成主桁拼裝作業使其形成棱形結構，在汽車吊輔助下有序展開主桁片安裝作業，為之增設臨時固定措施，以便提升各桁片之間的穩定性。

4)展開分配梁、后錨桿等結構的安裝作業，均設置在主桁架后結點處，并采取錨固筋連接的方式，使其能夠與分配梁達到穩定連接的效果。

5)經拼裝作業得到后橫梁桁片，并通過吊裝的方式將其轉移到施工現場。同時基于相同方法完成前橫梁桁片的安裝作業。

6)上、下平聯桿件的安裝，此環節遵循的是先下后上的操作流程。

7)設置吊帶、吊桿等施工必備的裝置，橫梁桁片與吊帶之間會形成銷接區域，需在該處安裝限位鋼管。

8)結束上述工作后，預先在后錨處設置的支撐墊塊不具備使用價值，需將其拆除。

2.2 掛籃試驗

在箱梁0#、1#、1′#段頂面分別完成各個掛籃的拼裝作業，通過固定措施將其置于合適位置，隨后試壓，在此過程中考慮的是最不利荷載下掛籃所表現出的承載情況。本次試驗采取分級加載的方式，在各級荷載狀態下分析掛籃的撓度情況，在此基礎上整理數據，形成荷載-撓度曲線，基于對該圖形的分析，明確掛籃在不同工況下所表現出的撓度情況，此舉可為大橋懸臂施工提供指導，確保線形控制的合理性。與此同時，在最大荷載工況下分析此時掛籃控制桿件的內力，基于所得數據經計算后掌握掛籃承載水平，明確掛籃施工中具有可行性的安全系數，為施工作業創設穩定的環境。

2.3 主桁拼裝及對拉試驗

施工過程中掛籃易出現非彈性變形現象，同時主桁架還伴隨有一定的彈性變形現象，對此，在結束主桁架拼裝作業后便要展開對拉試驗，以便對主桁架展開性能分析，掌握彈性變形系數。

主桁架加載環節，較為可行的是兩主桁架對拉加載的方式，結束主桁架的拼裝作業后便要設置精軋螺紋鋼與螺帽，在其作用下實現前支點與后錨的穩固連接，需在兩后錨間增設鋼板，利用千斤頂設備有序加載，在此過程中使用百分表測得變形值，持續加載并到達最大加載值，即超張拉20%。

2.4 掛藍走行工藝試驗

結束掛籃組裝作業后，需通過走行工藝試驗分析其使用情況，具體工藝流程如下。

1)適當改變主桁架后支座位置，使其到達與1#塊端面相距0.8 m處。

2)控制加載重量，該值在兩片桁架上應保持一致。

3)采取分次加載的原則，考慮到安全要求不可出現吊高、超載現象。

4)首次加載50%，給予20 min等待時間，觀察內部情況。

5)展開第2次加載作業并達到80%，依然等待20 min以便觀察內部情況，隨后走行0.5 m，分析此過程中各構件的受力狀況。

6)第3次加載并達到100%，此環節的靜載觀察時間延長至30 min，隨后走行0.5 m，分析各構件受力情況，后支座最為關鍵，該處走行輪與軌道接觸狀況需足夠良好。結束上述流程后拆吊重，轉移主桁架使其達到指定的位置，采取錨固措施，隨后即可展開另一幅主桁架的吊裝作業。

2.5 掛籃試壓的加載

1)根據主橋懸臂澆筑需求確定各梁段對應的混凝土體積，在此基礎上求得各級加載狀態下的配重情況，在本次計算中混凝土比重為2.6 t/m3(整個工程中以2#塊工程量最大，此部分重63.65 t)；經持續加載后最終配重需達到超載20%的要求。

2)試壓時確定合適的加載順序，需與混凝土澆筑施工保持一致，在滿足此條件后方可確保掛籃桿件受力合理性，使其與實際情況相符。

3)加載配重所用材料以袋裝砂較為可行，采取的是同步對稱加載的方式。

4)袋裝砂是本次加載作業的關鍵材料，按實際稱量計量。

5)確定單幅掛籃的合適加載流程，具體為：3級等效荷載加載的方式，控制好單次加載重量，應達到本節混凝土重的1.05倍，整個加載過程遵循的是由小至大加載的原則，在此過程中需控制好翼緣板的加載量；在上述基礎上，為了確保掛籃承載能力，需增設終級荷載試驗，以梁段最終值為參考，要求實際加載量應達到該值的1.2倍。

2.6 掛籃試壓的觀測

1)合理設置測點以滿足觀測要求，即在前主吊帶與翼緣板兩結構的底模處分別設置。

2)準確安裝水準儀，以滿足精確觀測的要求。

3)做好加載前的觀測，得到初始高程H1。

4)結束所有加載作業后，得到最終高程H2。

5)經卸載作業后，再次觀測并獲得高程值H3。

2.7 試壓成果整理

1)經上述觀測后可求得掛籃非彈性變形值A，具體計算式為：

A=H1-H3

2)求得掛籃彈性變形值B，具體計算式為：

B=H3-H2

3)從掛籃力學特性來看存在非彈性變形恢復現象，參考工程經驗需合理設置預拱度f，具體計算式為：

f=(1/2)A+B

4)將此成果整理成冊，編制連續剛構懸臂現澆掛籃試壓成果報告，上報審批。試壓成果報告包含對掛籃試壓的加載和觀測的敘述、最大彈性變形值、各級荷載下的彈性變形值、非彈性變形值、加載-變形關系圖、掛籃承載力、施工預拱度推算表、試壓原始數據匯總表等內容。

2.8 試壓安全要求及措施

嚴格按照施工規范、安全規程操作。試壓由專人負責指揮，并設專人檢查各類安全設施。掛籃加載時兩邊要對稱同步進行，同時要注意掛籃各部位的變形及支承等情況，并用水準儀觀測控制，發現異常立即停止加載并及時檢查處理。

3 鐵路橋梁連續梁掛籃施工質量控制要點

3.1 中跨合龍質量控制

采取必要的措施防止澆筑中跨合龍段時箱梁兩懸臂端的錯動變形破壞新老混凝土的結合；混凝土從初凝至達設計強度80%期間，梁體受溫度反復變化和日光不均等因素的影響。檢查合龍狀態時的施工荷載及其他情況是否符合設計要求，臨時預應力確保降溫時勁性骨架中既不出現拉應力，又要滿足升溫時骨架不致受壓過大而失穩，具體張拉力應根據合龍期間可能出現的溫度范圍計算[2]。

3.2 掛籃走行控制

在箱梁頂部設置一個平行對稱的輔助線，寬度可以設定為掛籃走行系統的中距，在掛籃走行的時候，其軌道是壓在這個平行對稱的輔助線上的，橋軸線和軌道的中心線的延長點，可以采用全站儀來控制。在掛籃到達指定位置時要對籃底的標高進行核查。另外，在混凝土澆筑的時候，需反復檢査籃底的標髙變化，當誤差超過5 mm的時候，需要及時對設備進行調整。

3.3 箱梁節段施工的質量控制

在箱梁的施工過程中需要對其澆筑的長度進行控制，具體來講是在每次澆筑箱梁端部的基礎上在上下軸線上分別設置一個明顯的樁號。在階段性施工完成之后，還應當使用全站儀對已經完成施工的各個梁段進行復測，以確保施工的精度控制在5 mm之內，及時發現問題，避免重復施工。

3.4 箱梁線形控制

線形控制是懸澆施工中的一項重要內容，主要包括撓度控制、中線控制和斷面尺寸控制。為此，一般會成立線形控制小組，對各種觀測數據進行統計分析，并同理論計算值進行比較，不斷調整控制數據，從而保證梁體的線形。

4 結束語

連續梁掛籃施工技術工藝成熟，有標準化的施工流程，越來越廣泛地應用在鐵路橋梁施工中。但是好技術需要好的管理才能充分發揮作用，特別是掛籃的制造、拼裝、試壓，掛籃的走行控制、預應力施工、合龍段澆筑等都需要精細管理。通過嚴密的受力分析、試驗數據的整理計算、縝密細致的監控量測以及與其他相關工作的協調配合，才能安全、高效地完成連續梁施工。

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