既有线挂篮的形式选定及施工走行方案优化

陈渝

（中铁大桥局集团第二工程有限公司 江苏 南京 210015 ）

1.工程概况

津秦高速铁路跨津山铁路连续梁，为一座一联三跨(60m＋100m＋60m）连续梁桥。主跨100m斜跨既有津山线津山铁路上下行，全联共两个T构，13个块段（对称T构），14号块段为合拢段，梁底距降空改造后的接触网最低净空高度为2.71m，桥梁中心线与津山铁路的夹角20.42°。

2.挂篮结构形式的选定

（1）施工方案的选定 对于跨线施工通常有三种方法可以采用，即棚架法、挂篮悬浇法、顶推法。由于顶推法施工技术难度大、造价高，不适合本项目使用，在此不赘述；棚架法虽技术成熟，但在棚架的实施过程中对场地的要求相对较高，多要地势平坦开阔，且材料耗费较多，资金投入也相对较大，加之既有附加施工对于大型吊装作业也有及其苛刻的控制要求，前期安装及后期拆除施工往往极其困难；挂篮法施工技术成熟、工艺简单、操作方便，能很好的克服场地、净空方面的限制，所以本项目经过综合比较后决定采用挂篮法施工。

（2）挂篮结构形式的选定 常见挂篮的方式分为三角形挂篮、菱形挂篮、贝雷桁片组合式挂篮。实践表明，当悬浇箱梁节段最大分段长度不超过3.5m、悬浇节段最大重量小于80t时，选用贝雷桁片组合式挂篮较为合适；当悬浇箱梁节段最大分段长度达到4.5-5m、悬浇节段最大重量在150t以上时，选用菱形挂篮较为合适；当悬浇箱梁节段最大分段长度为4-4.5m、悬浇节段最大重量在100-150t时，选用三角挂篮较为合适。结合本项目挂篮上跨既有线，桥梁净空高度低、给天窗点施工时间短（最短的天窗点仅为45分钟）、悬浇节段短且重量相对较小的特点，故选择贝雷桁片组合式挂篮。贝雷桁片组合式挂篮的上桁梁可以充分发挥拉杆能力，结构轻巧、自重轻，安装、拆除、走行等操作方法、步骤简单方便，前悬吊挑梁操作平台较低，能有效降低净空高度，安全性较好。

3.结构介绍

挂篮由主梁、前后上横梁、底模平台、内外模系统、吊挂系统、后锚固系统和走行系统组成。主梁通过前后支腿置于已浇筑梁段上面，主梁后端由锚固系统锚固于梁体竖向预应力筋上，前后上横梁置于主梁前端，底模平台及内外模系统通过精轧螺纹钢筋吊挂于前后上横梁上。（见图片1、2）

4.挂篮走行的选定

常用的挂篮走行通常分为两步，第一步用钢垫块将前后上横梁及挂篮抬起，脱离主梁，用倒链、千斤顶等设备牵引主梁向前行进，达到预定地点，然后锚固主梁；第二步拆掉钢垫块，使前后上横梁落回主梁，再利用倒链、千斤顶等设备牵引前后上横梁及挂篮向前行进，达到预定地点。该方法在挂篮走行方式中运用较为广泛，技术成熟、安全可靠，但本项目若依此方法施工，势必成倍增加要点次数，极大的干扰了既有线的正常运营，也严重制约了工期进度。因此结合本项目的实际必须对常用的挂篮走行方式做改变，即要达到主梁与挂篮同步行进，就是我们所说的一次走行，且还要满足快速安全的要求。

5.走行方式的优化

（1）增设后锚固框架系统 通常的挂篮之所以不能一次走行到位，是因为挂篮走行时要求取消主梁与梁体的固结，即先取消后锚固，而此时挂篮与主梁中心不在梁体上，势必产生倾覆。增设后锚固框就是一个与主梁非固结、自由的、可滑动的改装结构，它成框架型（见图片3），下部采用精扎螺纹钢与梁体竖向预应力钢筋用连接器连接（可拆装），上部装有滚轴，保证与主梁之间的自由滑动，且在挂篮走行过程中始终给主梁一个向下的作用力而不致主梁向前失稳倾覆。

（2）采用长螺旋液压千斤顶做牵引动力 通常的挂篮之所以不能快速行走，是因为动力牵引方式多采用倒链。采用倒链方式做动力牵引显然行进速度慢，且拉倒链的工人极易疲劳，影响工作效率。本项目通过综合必选后选定穿心式YDCJ240-400型千斤顶做动力牵引设备。通常的穿心千斤顶行程一般为20cm，本项目采用的穿心式YDCJ240-400型千斤顶行程可达到40cm，该型千斤顶走行并回油到位耗时不足1.5分钟。动力牵引系统由钢绞线、穿心YDCJ240-400型千斤顶、油泵、反力锚梁、精扎螺纹钢及螺帽等组成。在走行轨道前端将反力锚梁固定在梁体竖向预应力钢筋上，并将轨道压紧（见图片4），钢绞线一端连接在反力锚梁上，另一端穿过前、后支腿，安装穿心YDCJ240-400型千斤顶，千斤顶运行带动挂篮及主梁同步向前移动。

6.挂篮走行施工

（1）走行前准备

1)挂篮底模、外模、内模与已浇筑梁段分离。

2)检查后锚竖向预应力筋是否张拉。

3)复核后锚固架安装位置，查看连接器与上下精轧螺纹连接的有效长度。后锚固架与挂篮主梁垂直，两侧精轧螺纹保险带设置齐备，后锚固架斜拉缆风绳必须设置牢固，固定倒链挂设完毕。

4)轨道枕木抄垫平整密实、轨道连接件固定螺栓数量齐备、拧紧到位，轨道面平整，顺直，走行轨道均匀涂刷润滑油，标注有走行刻度。

5)走行吊带垂直、无曲扭，上下锚固双螺帽数量齐备、拧紧到位。

6)前支腿与主纵梁的连接扣件数量齐备、拧紧到位，后支腿与主纵梁的连接扣件数量齐备、拧紧到位。

7)检查牵引张拉油泵、千斤顶、牵引钢绞线齐全，性能良好，牵引固定端的分配梁安装稳固，牵引线通过前支腿、后支腿保持三点一线。

8)现场施工总指挥确认施工人员、设备和应急救援队员、设备、机具等到位，防护人员到达指定位置，防护用品放置于指定位置。各部位负责人完成相关检查签证工作。

（2）走行方法及步骤

第一步：在给点命令下达后，开始安装后锚固走行框；

第二步：解除挂篮固定后锚固；

第三步：同时启动两侧挂篮走行千斤顶，使挂篮前支腿、底模平台、前后上横梁及主梁整体向前滑移，每次走行35cm，2~3分钟一次行程，平稳向前推进挂；

第四步：走行到位后，安装挂篮固定后锚固；

第五部：解除后锚固走行框；

第六步：撤销远端防护和现场防护，现场指挥负责人通知驻站联络员向车站申请销点；

第七步：施工下个块段钢筋、模板及混凝土；

（3）走行过程中可能发生的事故及其应对方法

1)挂篮走行后锚固出现问题 应事先在挂蓝后锚固后端增设一组保险锚，在挂篮后锚固发生严重扭曲或失效时使其受力，以防挂蓝倾覆。当后锚固出现问题时，现场负责人应立即报告挂篮走行负责人，停止挂篮走行，迅速组织应急抢险队对问题后锚固进行更换或加固处理，待检查合格后，再进行挂篮走行。

2)走行过程中轨道位置偏移 应事先采取以下措施：①走行支腿卡槽适当加长，②加强轨道限位并保持两轨道顺直、平行，③在轨道上均匀涂抹黄油，减少支腿与轨道间的摩擦力；在走行时应紧盯走行进尺刻度，确保走行同步。

7.结束语

该项目跨既有线悬浇挂篮法施工自准备到拆除历时近一年时间，前后历经各级单位检查近百次，天窗点内挂篮移动仅十余次，未出现安全事故，极大的减少了对既有线营运的干扰，同时也确保满足了工期进度的要求。合理的决策、优化的工艺得到了上级单位及兄弟单位的一致好评，既节约了成本，又取得了良好的社会效益，并为同类工程的施工积累了宝贵的经验。

[1]《钢结构工程施工及验收规范》（JTJ025-86)

[2] 《客运专线铁路桥梁工程施工技术指南》（TZ213-2005)

[3]《钢结构工程设计手册》（GBJ17-88)