轻轨悬臂梁挂篮工程中的综合施工技术

管庆健，霍向鹏

（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266061）

1 工程概况

青岛蓝色硅谷轨道交通工程跨滨海公路悬臂梁中心里程为 K67+134.819，跨径为（56.386+90+56.386）m，处于蓝色硅谷城际轨道交通工程项目线路盐田西站～王村新城站区间，该连续梁为三跨预应力混凝土连续梁，梁体为双向预应力结构，腹板设有 32mm竖向预应力精轧螺纹钢，顶板、底板和腹板留有纵向预应力钢绞线孔道。箱梁0号段长12m，其中桥墩两侧各外伸4.4m，每个“T”构沿纵桥方向分为10个对称梁段。箱梁采用变截面单箱单室断面，悬臂梁施工采用2套菱形挂篮同步施工，靠滨海公路侧确保公路双向4车道通行，限高4.5m。其施工流程确保了各项指标符合设计要求，质量、安全、进度和投资控制都取得了预期效果。因为是跨城市交通道路施工作业，所以必须采用悬臂法挂篮施工，该挂篮具有自重轻、拼装简单、走行方便、综合技术指标高的特点。

2 挂篮设计

主桁架和行走及锚固系统是挂篮最主要的2个组成部分。挂篮共由5部分组成，除了主桁架、行走及锚固系统外，还有吊杆、底托和模板系统，其式样和结构如图1所示。

主桁架结构是相对简单的空间桁架，通常由2片三角形桁片组成。为确保主桁架的稳定性和刚度达到施工标准，通常在中间设置中门架。为了施工安全，主桁架的用材比较讲究。竖杆旁边设有吊架，吊架多用于底托系统、后托梁和外侧模。

2.1 行走及锚固系统

预应力张拉需满足一定的条件，并不是刚浇筑完就可以进行。这些条件包括:龄期达到或超过5d，强度和弹性模量均达到设计的100%。张拉操作完成后，再用倒链滑车牵引主桁架缓慢且均匀地向前移动。在这个过程中，通过前吊带的牵引，底模平台和内外模也同时滑动。为了减少滑动过程中的摩擦力，通常在行走轨道上铺设不锈钢板，但不锈钢板不宜太厚，一般只有4mm。行走轨道要通过竖向的钢筋锚固，因此在设计时采取间隔焊接就是很好的解决办法。

2.2 提吊系统

提吊系统主要作用是连接主桁架和底模平台。为了确保效果，一般吊杆都采用螺纹钢，螺纹钢的直径是32mm，底座系统的标高依靠千斤顶来调节。

2.3 底座系统

底座系统的组成比较复杂，由托梁、纵梁、护栏等部分组成。底座因影响到整个支架的稳定性，因此需要用螺栓进行固定，底纵梁直接连接固定的地方是底盘模板，更确切地说是其“横肋”。后托梁必须固定于梁体，前托梁必须与前横梁连接。

2.4 模板系统

外模模板的结构相对简单，由1块6mm厚的钢板加型钢带和侧模的桁架钢组成。内膜系统由钢带拼接焊连而成，是可调节的支撑架。内外模通过对拉的螺栓进行连接，采用内滑梁整体移动。在施工过程中，如果遇到齿板等障碍物时，可将内模里的下角钢板进行拆除，最终完成浇筑任务。拆除时，可对锚固端进行放松，即可进行下沉和前移等各种操作。

图1 主桁架系统

3 挂篮安装

3.1 挂篮试拼装

为了确保准确无误，在厂家进行调试，调试好后再发货，可节省客户的时间。另外，也可以在现场进行操作。在现场操作有一大好处，即可根据现场的实际情况进行安装调试，实现一步到位。

3.2 安装顺序

整个安装程序比较复杂，需经过许多环节。从测量放线开始，一共有12个环节。如果顺序被打乱，将导致无法安装。一旦返工，则浪费更多的人力和时间，甚至影响工期。

1）测量放线 在放线之前，必须对工作面上的杂物进行清理，混凝土面也要铲平，放出主桁、前后上梁的中线。

2）铺设垫梁 垫梁铺设在滑移梁的中线上，10:00的位置必须铺满，而且要保证有1m的间隔。

3）安装滑移梁、支点、主桁 滑移梁装在垫梁上，支点、主桁装在滑移梁上。

4）安装上横梁 先把支点主桁和后上横梁连在一起，再把前上横梁装上，然后通过焊接的方法把上横梁和主桁连成整体。

4 挂篮预压

1）预压的目的主要是检验安全性，确保挂篮不出问题，消除结构变形。

2）必须在挂篮调试完成后才能进行。如果不注意这点，在施工过程中很容易出现返工的情况。

3）常用的方法是砂袋堆载（见图2）。

图2 砂袋堆载预压

4）通过荷载测出非弹性变形，绘制出荷载与挂篮在预压下的变形曲线。

5）通过设在悬臂端的3个观测点测出标高和回弹值，并得出挂篮的2个数值:弹性变形的数值和非弹性变形的数值。

5 挂篮行走

悬臂的浇筑过程也比较复杂，这主要是因为挂篮要缓慢分段移动。把整个浇筑工程分成若干梁段，完成这一段后，挂篮才能移动到下个梁段，具体的工作步骤如下。

1）张拉、压浆完毕之后，进行脱模。

2）上拔力通过锚固转换的方式转给后锚的小车。

3）拆除后锚杆，锚固外侧的后吊杆，悬挂后托梁。

4）在2号块铺设轨道，并通过焊接的方法，把这根轨道和原有轨道连成一体。

5）两侧的耳板焊接在下旋杆上。倒链重达10t，配在下弦杆两侧。为了保证结构的稳定性，还要安装横梁吊点的扣架。挂篮行走时要十分小心，做到匀速平滑、平移同步行进，随时注意挂篮中线是否与箱梁轴线出现偏差，并及时纠正偏差。

6）锚固转换。

7）对底模的后吊杆进行安装。

8）对模板的位置进行调整并比较高度是否一致。

9）梁段顶板钢筋的安装，必须在以下工作完成后才能进行，底板和腹板的钢筋捆扎完成后，把内模调到相应位置，然后进行标高的调整。

10）浇筑混凝土和张拉操作完成后，即可进入挂篮移动的下一个循环。

11）后锚位置的连接墩两侧预埋有2根螺纹钢筋。2号块浇筑完后，挂篮拖移至下个施工段位。其操作顺序如下:锚固挂篮的后部，顶起前支点，对锚固的轨道钢筋进行拆除，并将其拉到下个工作段位进行锚固，调节千斤顶，将移动过来的挂篮安置于轨道上，拆除锚固的钢筋，用倒链把挂篮牵引到下个浇筑的段位。

12）因为施工的需要，挂篮有时要进行倒退行走的操作。此时，必须先锚固轨道，然后处理倒链。倒链的两端分别连接在弦杆耳板和预埋的稳固的钢筋上。挂篮倒退行走的速度要缓慢且均匀、同步。

6 结语

综上所述，采用挂篮悬臂进行施工，之所以受到众多施工单位的欢迎，因为其具有其他施工方法无法比拟的优点。比如，因为其缓慢均匀地行走，使受力十分明确；因为跨栏自身的重量，使整体刚度比较大，而且变形小；其在施工过程中易拼装、易操作，质量有保障。此外，挂篮悬臂施工不用搭建过多的支架，受限制的条件较少，经济效益较好。