鐵路連續梁掛籃施工技術的應用分析
——以魯南高鐵跨濟徐高速為例

岳俊夫

（山東高速軌道交通集團有限公司，濟南 250101）

1 工程簡介

梁濟運河特大橋位于山東省濟寧市嘉祥縣及任城區范圍。本橋跨越G1511 濟徐高速公路、梁濟運河等河道、道路。沿途地勢平坦，交通較發達。其中，在線路394#～395#墩處采用60 m+100 m+60 m 連續梁跨越，如圖1 所示。

圖1 濟徐高速與連續梁位置平面圖

魯南高速鐵路菏澤至曲阜段QHTJ-2 標梁濟運河特大橋在里程DK318+700 采用60 m+100 m+60 m 連續梁跨越濟徐高速，與高速公路夾角為45°，雙向4 車道瀝青路面，公路為路基段，組成情況為行車道+ 花壇+ 行車道，全寬30 m（含路肩），高速路下穿1 條鄉鎮水泥路，水泥路連接連續梁兩側李北村和張坊村2 個村莊。為了保證施工期間的安全問題以及周邊道路車輛正常的通行和運作，本工程計劃使用連續梁掛籃技術施工，掛籃四周使用密目網和鋼筋網做防護措施，預防施工期間因操作不慎掉落雜物影響到行車的安全，在掛籃底部預設2 m 高的平臺進行兜底，兜底平臺采用鋼板、防水材料及膠合板組成，連續梁于6#澆筑節段正式跨越高速公路，跨越高速處設計梁底高程距離路面8.9 m，道路中央距離設計梁底高度為10 m。

2 鐵路連續梁掛籃施工技術概述

連續梁掛籃技術是1 種沿預設軌道行進的移動型腳手架。澆筑懸臂時，掛籃技術的作用就有了體現，對混凝土澆筑、管道安裝以及鋼管模板架設都有著輔助功能。在某一梁段的施工完成后，掛籃可以解除懸掛狀態，移動至下一個梁段接著施工。在連續梁掛籃懸掛技術中，掛籃技術自身就有著結構質量小、壓力小的優點[1]。通過實際施工可以總結到，連續梁掛籃技術在鐵路施工中可以有效地提高工程整體的質量和效率。掛籃施工技術在鐵路連續梁中得到了廣泛的應用，還可以使整個施工項目的安全、效率以及經濟得到大大的提高。鐵路橋梁的整體結構是連續梁掛籃施工技術的基礎，通過此基礎才能保證鐵路橋梁整體的穩定性，滿足建設初期施工設計的要求。在鐵路連續梁施工期間，有必要科學計算結構各部分的承載力和主要分析框架的穩定性，以實現配置優化。還需要加強對各個施工過程的監督，做好檢測工作，使鐵路整體結構穩定性達到設計的標準。而走行系統的安全搭建，應按照設計要求合理配置鋼枕木、滑塊、滑軌等主要部件，為掛籃施工技術的順利應用提供保障。

3 掛籃施工技術的基礎結構

連續梁掛籃技術在橋梁施工技術中的顯著特點是將多個單元組合成一個有機系統。這些單元都是各種施工方案和關鍵技術。隨著這些單位的排列組合，形成了具有不同特點和豐富優勢的建設體系，如圖2 所示的支座體系。這種特殊的安排性質使得掛籃施工技術多樣化、多變，更能適應各種變化的地形條件。施工人員的操作過程也不同于傳統的橋梁施工技術。在施工前，分析計算相應的地形條件，并找到匹配的掛籃系統。這種方法比普通橋梁施工更有針對性，核心部件的穩定性提高到一個新的水平。

圖2 支座平面布置圖（單位：mm）

4 連續梁的掛籃鐵路橋梁施工中的問題

4.1 掛籃型號制定以及在構成理解中的難題

合適的掛籃尺寸、材料以及質量成本的設計是橋梁施工技術被廣泛應用的原因。第一個問題難點就是連續梁掛籃的設計。掛籃對橋梁的重量是否能滿足鐵路設計要求起著至關重要的作用。例如，三角形形狀的平衡式掛籃，依靠著自身的高可靠性已經成為掛籃技術工程師中最常見的選擇。

掛籃設計分為3 個步驟：（1）根據編制說明書、工程概況、施工周期、施工方案要求以及各種環境特點，對掛籃的一般型號進行說明；（2）根據施工現場的三維地圖、材料運輸路線、機械加工設備等，將掛籃施工技術具體地體現出來；（3）根據施工保證、施工維護方法的要求，并與其他高科技材料和高科技工程施工技術相匹配，確定最終的掛籃設計圖紙。

設計方案確定后，通過氣焊與相應的底籃承重能力及優化的掛籃系統相匹配。氣焊不僅要注意焊接溫度，而且要準確把握焊接距離。只有這樣，掛籃才能與連續梁成功地結合為一個整體，為以后的工程檢查打下基礎。

4.2 掛籃設計中非線性數學模型的建立

在掛籃施工技術的設計初期，需要先建立系統的數據模型。通過精密的計算，描述出實際承重的壓應力以及內力關系的數學方程式。面對極高要求的工程，必須建立更為復雜的動態數學模型。線性系統為掛籃工程的可靠性提供了穩定的分析計算[2]。而穩定性正是掛籃施工技術的主要要求，也是它能正常使用的必要條件。當外界輸入不穩定的壓應力時，掛籃能否迅速恢復到正常工作狀態（即原始平衡工作點）以及所需要的時間是連續梁掛籃施工技術的研究重點。

4.3 掛籃安裝程序難題

掛籃安裝程序是基于掛籃受力的平衡方程的成功設計為基礎的。這也是連續梁掛籃施工技術需要面對的第三個問題：不僅要考慮項目的可靠性，還要保證掛籃可以在實際施工使用中發揮積極作用，如何在極短的時間內承受外界巨大的力，并有效地減少或避免大量的人力和財力的損耗。不僅如此，在測量領域和配件互換性上，也必須達到掛籃技術基本的匹配水平。

4.4 掛籃各組件之間工程配合

在工程建設領域工程之間的通力合作是永恒的話題，在建造大型橋梁時尤其如此。巨大的工作量和大型的材料加工以及工程技術的局限性，難以有效保證加工精度。各種間隙配合、過渡配合和過盈配合已成為困擾工程人的問題[3]。經過大量的工程實踐，一些工程學者得出結論：在處理掛籃各部件之間的工程協調問題時，過盈配合是主要的。實際生產必須滿足專業協同生產的要求。當然，尺寸公差按照相關的要求可以適當地進行改變，需要依據工程的實際現狀進行細致的分析。幾何公差的確定應該遵循掛籃實際的性狀結構、功能作用、測試可行性、低成本等綜合考察。掛籃實際的性狀結構影響著其公差特性，根據檢測條件進行公差特性的分析。對于掛籃施工技術系統而言，可以采用徑向全跳動來綜合控制圓柱度和同軸度。由于搖床內部構件種類繁多，功能各異，只有在充分闡明設計要求后，才能對掛籃的幾何公差特征進行更合理、更合適的分析[4]。

5 提高連續掛籃方式施工技術的方法

5.1 梁端底板和頂板保留孔洞

梁端底板和頂板中的預留孔是為了方便輔助設備的嵌入，如位移點、應力計和溫度計等。預留孔的位置和孔位是根據設計提供的圖紙和規范布設的，施工時需嚴格測量后預留。預留孔實施成功后，禁止隨意更改孔位，以免對連續梁整體造成不可逆的損害。為保證預留孔在混凝土澆筑過程不受影響產生移位和形變，需要將預留孔的鋼管與鋼筋固定在一起。在掛籃施工完成之后，為了確保預留孔不受影響，可以用千斤頂來調整梁上端位置，但必須保證錨桿的安全穩定性。

5.2 控制橋梁線形

跨度大的鐵路橋梁施工過程中，線形控制是鐵路橋梁提高整體質量的施工方法，用來衡量整體的施工質量，促進橋梁整體的安全施工。在鐵路橋梁的施工中，不同的階段所產生的內力變化也有著很大的區別。通過對預留孔內安裝的監測設備對其內力變化進行觀測，計算其內力變化是否達到或超出警戒值[5]。利用線形監測系統對橋梁進行線形觀測，可以在不同的時間，不同的自然環境進行精準的監測，隨時可以提取到監測的數據，方便快捷，節省了大量的勞動力。若發現監測數據出現異?；虼嬖谳^大隱患，應立即通知相關責任部門進行隱患排除，保證橋梁整體的健康安全。

5.3 保證掛籃行進路徑無障礙物

障礙物是指在鐵路橋連續梁的重疊過程中，掛籃連續向前移動時在移動路徑上的障礙物。為了保證掛籃的平穩運動，需要清除路徑上的障礙物。并在掛籃表面涂上潤滑油，減少掛籃滑動時的摩擦，使掛籃平穩前進。施工中如發現掛籃偏移，應立即調整，調試成功后才能進行施工。

6 鐵路橋梁連續墻掛籃施工注意事項

6.1 確保預埋件的安裝精度

在對橋架預埋件進行安裝時，需要對預留位置和設計圖紙中的位置進行對照，若二者位置相同，方可進行安裝，使用量角儀器檢查預留孔是否為90°角。若在實際施工中發現預留孔與底管的位置存在沖突，應在底管位置不受改變的前提下對預留孔進行合理的更改，以免改變梁底整體受力特性。另外，在掛籃施工過程中，需要盡量保證預留孔不被移位。

6.2 懸澆掛籃之前做好檢查工作

懸掛式掛籃澆筑施工前，合理分析橋梁的線性承載能力、位移、應力和穩定性，確保施工的安全可靠。對橋梁整體的承載能力、位移量和應力進行監測時，需要根據預留的監測設備提供的監測數據進行詳細的分析，并結合現場的實際情況進行計算分析。通過以上因素的結合，才能有效地解決掛籃在施工期間出現偏離的現象，進而保證掛籃施工技術的順利使用。

6.3 預應力張拉應符合設計要求

在鐵路橋梁的施工中，設計單位會對預應力筋進行初步的計算和設計。因此，在預應力筋張拉施工時，需要對混凝土強度、管道摩擦力、鋼筋和混凝土的彈性模量以及期限等內容進行檢測，檢測所得到的數據為現場施工提供了參考依據。

6.4 做好掛籃的預壓和監測工作

預壓工作可以精準地掌握掛籃施工技術的力學性能，保證各個節點之間的有效連接，消除掛籃的非彈性形變，為鐵路連續梁混凝土澆筑提供足夠的施工保障。對掛籃自身的形變進行詳細的監測，并根據變形值對混凝土箱梁的垂直模標高進行連續修正，以保證連續箱梁在施工過程中的直線性[6]。

使用現場沙袋進行預壓縮。新運來的沙袋用地面泵稱重。記錄完畢后，直接放置在掛籃的平臺之上。放置順序是模具，然后是兩邊的法蘭和翼。按照實施方案應對稱放置側面的沙袋，盡量保證與混凝土澆筑的順序達到同步。預壓過程的荷載力分布盡量與施工荷載達到一致，嚴禁沙袋隨意堆放，影響預壓工作的進行。同時，每一個沙袋都應進行稱重，并進行記錄。加載的過程需要逐級進行，每一級加載的時間應達到設計的時長。同理，卸載的流程也應遵循逐級卸載，及時測量觀測點的高程，并對數據進行處理。

7 結語

本文通過對連續梁掛籃施工技術在鐵路橋梁施工中的應用進行分析，重點研究了鐵路橋梁連續梁掛籃施工技術的工作要點、施工期間存在的問題以及連續梁掛籃技術施工的改進技術，指出了連續梁掛籃技術施工期間的注意事項。在實際的施工中，需要根據施工現場的實際現狀進行合理的分析，計算出掛籃施工技術最合理的使用方法，各單位的管理人員和工作人員需要加強責任意識，對掛籃施工技術中的細節做到精準地把控，保證施工過程的安全，相關的技術人員也應多研究掛籃施工技術，完善我國整體的工程建造技術，為國家鐵路橋梁建設做出貢獻。