挂篮悬臂浇筑在地铁建设中的应用分析

陈蛟龙

【摘要】悬臂浇筑法施工作为近年来发展起来的新工艺，广泛应用于我国地铁建设中。挂篮悬臂浇筑可以避免大量支架，在施工过程中没有跨度限制，各种不同的工程都可以采用。在整个施工过程中，需要使用的施工机械设备很少，有利于节约经济支出。本文主要以挂篮悬臂浇筑在深圳地铁11号线的施工建设中的应用为例，分析了挂篮悬臂浇筑在实际工程中的应用。

【关键词】地铁；挂篮悬臂浇筑；高架桥梁；三角挂篮

引言

在当今经济蓬勃发展的社会，城市中的地铁建设事业也在飞速发展，并且地铁已成为当今社会城市中市民出行的必不可少的交通工具，全国各大一线城市的地铁建设规模也在不断的扩大过程中。

一、工程概况及背景

深圳地铁11号线工程高架段起始里程为YDK26+238.23～YDK30+413.77，总长为4.175km，高架桥梁先于YDK29+148跨越新涌河航道，后于YDK29+517跨越涌边河航道。通过对过往船只的调查统计，确定通航的尺寸大约是：正交通航的宽度应不小于43m，通航净高度应不小于15m、并且根据统计分析发现，该河段河水较深，河中淤泥较多，如果采用满堂支架法施工的话，施工过程中会存在较大的困难。参加施工的各个单位经过对工期、技术难度以及成本等因素进行对比分析后，最终决定采用挂篮悬臂浇筑施工技术。

二、挂篮选型分析

挂篮是悬臂浇筑的主要设备，并且现已发展成了各种各样的种类，例如三角桁架式挂篮、平行桁架式挂篮及菱形桁架式挂篮等，在这些众多的种类中，三角形及菱形型钢桁架式挂篮比较受欢迎，因其构造简单、受力均匀合理等优势在实际工程中得以广泛应用。深圳地体11号线工程的建设单位和施工单位将菱形挂篮与三角形挂篮对比之后，决定采用三角形挂篮形式。在该工程中，三角形的挂篮与菱形挂篮相比的优点如下：（1）对比三角形挂篮与菱形挂篮之后，应把前横梁的高度降低一定高度，从而降低挂篮重心位置，进而提高挂篮走行时的稳定性；（2）三角形挂篮比菱形挂篮的结构简单，节点部位少且节点大部分采用销接，拆装方便，自重较轻。（3）该挂篮利用了已成型梁段竖向预应力钢筋及预埋钢筋作为枕轨固定装置及后锚体系，取消了平衡压重结构，大幅降低了挂篮自重。

三、挂篮悬浇施工方法的优点

桥梁的主要施工方法本就包括挂篮悬臂施工。随着当今社会经济和科技的飞速的发展，挂篮施工技术的完善基本趋于成熟，因为挂篮悬臂施工自身的这些施工优点，所以才被广泛采用在越来越多的国内外桥梁施工中。

在我国，依照目前已建成的大跨径预应力混凝土连续桥梁数量来看，大多采用的施工方法是悬臂浇筑工艺施工。施工质量也因为研究者或者实践者对挂篮施工技术的革新和经验总结而不断的提高。如不断缩短的悬臂浇筑的作业循环周期；不断提高的施工效率和混凝土整体质量；取得了较大的发展和相当的水平的施工机具、挂篮设备、现浇技术等方面。

在我国，根据当下的施工发展现状，挂篮悬浇施工技术发展方向主要如下：

第一，挂篮的结构形式新颖，挂篮的自重不断减轻。由于挂篮的重要技术指标包括一般采用挂篮自重与悬浇梁段重量之比和一次悬浇最大梁段重量的能力等参数，所以施工技术的关键点之一是减轻挂篮自重。减轻挂篮自重，使得网络挂篮所需要的材料和设备减少，同时节省了各项费用包括制造、运输、安装、拆卸的费用，进而使桥梁设计更为经济合理。挂篮作为悬臂浇筑法主要施工设备，使其结构更趋合理平稳，结构刚度不但增大，重量不断减少，变形逐渐减少。

第二，混凝土桥梁结构与挂篮的标准化。挂篮设备在国外已经发展成为规格化和系列化，而且国外对悬臂浇筑施工的预应力混凝土箱型梁已经有了定型设计。在我们国家一般大多数施工单位都可以进行加工，而且能从中积累大量的施工经验和方法，可以将现有的经验标准化。

第三，分段施工工艺更加成熟。能够在施工方案上进行改良和改进，从而总结施工经验，使循环的周期不断缩短，而且在保证施工质量的前提下，可以将总工期缩短。

第四，新设备和新材料的广泛应用和开发。如中线和标高的调整及其控制、箱梁的分段浇筑工艺以及施工各个阶段的安全度验算都有很大程度的保障。积极促进新设备、新技术和新材料的应用和开发，能进一步推动预应力混凝土连续梁桥的发展，促进挂篮悬臂施工技术的进步，从而使挂篮悬臂技术的发展前景更加光明和广阔。

第五，结合计算机的方法开发和技术手段，由于悬臂施工的受力过程比较复杂，其真实受力状态通过人工分析不能精确的反应出来。将挂篮悬臂施工技术与计算机分析技术开发结合在一起，能在很大程度上保证施工安全，而且可以使施工方案可以合理优化。

四、挂篮悬臂浇筑的适用性

桥梁的施工是对于建造者来说是复杂而艰难的，施工者与管理者要多方面的配合，然后建造桥梁会需要多方面协调配合，是一个长期的工程，从实际施工到各方面的理论，都要保证做到一丝不苟，认真对待，从开始准备施工到工程竣工工程时时刻刻都存在风险，在施工的过程中，要严格认真的检测工程中所用到的材料，因为如果材料强度没有按规定完全达到预定的设计强度，桥梁的承载力就会很低，所以桥梁就会处在最危险状态，在桥梁的施工中不仅会因为材料的原因导致桥梁的承载力降低，而且会受到很多其他确定或者不确定因素的影响，这些影响主要包括，物理的不确定性，化学的不确定性，模板的不确定性，统计的不确定性，天氣因素的不确定性，以及人为因素的不确定性和自然因素的不确定性，在施工过程中悬臂施工的混凝土桥梁，因为混凝土材料自身就有不稳定性和非均质性，在施工中混凝土还要受到温度，湿度，时间等因素的影响，在混凝土施工过程中的受力状态，难以估计，影响混凝土的耐久性，在施工过程中，不同阶段的内力也许会小于设计值，还有位移也许会偏离设计值。

根据对我国现有的桥梁坍塌事故的调查统计表明，除地震因素外，导致桥梁坍塌事故的主要原因就是设计和施工不当，而在公开报道的事故中，就是在桥梁施工过程中，对于安全没有足够的重视导致，故施工过程对桥梁的安全至关重要，所以在施工中一定要做到的就是重视安全问题，对于每个细节都做到深入的研究。挂篮施工技术，可以有效地减少施工过程中出现在的安全等问题。更有效的节省了人力，财力等资源。

结语

综上所述，将设计和施工结合，在地基处理代价较大或在施工过程中需保证既有道路、航道通行的情况下，采用挂篮施工工艺施工，不但可以确保桥梁结构体系的刚度、强度、稳定性及耐久性，保证道路通行，而且还可以降低工程总造价。采用挂篮悬臂浇筑在地铁高架桥梁建设中起到了不可替代的重要作用。不但完善了地铁建设，而且也对人民群众的出行安全问题得以保证。

参考文献

[1]游柯. 探讨菱形挂篮悬臂浇筑施工技术在桥梁工程中的应用[J]. 科技创新与应用，2014，06：209-210.

[2]王琦. 挂篮悬臂浇筑施工技术在桥梁施工中的应用研究[J]. 江西建材，2014，23：180-181.

[3]周倩. 悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥主拱圈构造研究[D].重庆交通大学，2013.

[4]李铮. 挂篮悬臂浇筑连续箱梁施工工法的应用[J]. 世界桥梁，2010，02：33-35.

[5]刘清凯. 挂篮悬臂浇筑施工法在江苏徐宿连运河大桥中的应用[J]. 中国石油和化工标准与质量，2011，03：41+39.

[6]贺德林. 挂篮悬臂浇筑施工技术在大型箱梁桥梁工程中的应用[J]. 广东建材，2009，05：76-79.