铁路桥梁工程中悬臂挂篮施工技术的应用分析

2021-12-13曾健

工程技术研究 2021年18期

曾健

中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，四川成都 611130

1 施工准备阶段

1.1 挂篮拼装

挂篮拼装施工应提前做好杆件预处理、构件质量检查等准备工作，铺设枕木起到控制箱梁腹板顶面高差的作用，确保挂篮稳定保持为水平状态。依次安装主梁、立柱底座、立柱、斜拉带与主桁前横梁等构件，在挂篮拼装期间穿插开展主梁后锚固与消除主桁非弹性变形量等作业，待底篮安装完毕后，即可安装行走小车与内外滑梁、模板，进入挂篮加载试验工序。挂篮拼装具体工艺流程如图1所示。

图1 挂篮拼装工艺流程图

1.2 挂篮加载试验

在悬臂挂篮施工体系中，通过挂篮加载试验工序能准确掌握不同工况条件下的挂篮变形量与内力状态，核对量测值和预先设定的期望值，根据对比结果选择性采取消除非弹性变形量等技术措施。在此项工序中，技术操作要点在于合理选择试验方法、进行加载程序控制和试验观测。

以钱江五桥工程的挂篮加载试验为例，首先，在试验方法选择方面，拟定选取堆载试验法，根据荷载计算结果编为1～12号块段，不同块段的等代荷载值不同。1号块段等代荷载值设定为93.6t，8号块段等代荷载值为136.2t，12号块段等代荷载值设定为121.7t。待全部模板支设完毕后，增加沙袋数量实现逐级递增荷载值，分4次逐级增加荷载值，将1～4级的加载值分别设定为85t、108t、137t、170t。然后，在加载程序控制方面，要求在现场温度相对较为稳定的时间段开展挂篮加载试验，根据结构变位情况设定各级加载与荷载持续时间，提前对挂篮开展20min的2级加载操作，使其快速进入工作状态，在预加载结束2h后开展加载试验，组合采取沙袋人工堆码和机械吊装方式逐级加载，并在各级加载完毕后观测挂篮变形量与应力状态。最后，在试验观测方面，提前在主梁前腿、前端销结点等部位设置一定数量的变形观测点与应力监测点，配置水准仪、电阻应变片等仪器设备，在试加载与正式加载期间持续观测采集和记录试验数据。根据试验结果判断所拼装挂篮的承载性能、变形量和刚度值是否均满足施工要求，再进入后续挂篮安装工序。

2 施工阶段

2.1 挂篮安装

在挂篮安装环节，提前做好滑轨安装、精轧螺纹预埋、所处梁段预应力施工等前期准备工作，确定具备全部的挂篮安装条件。首先，安装挂篮底模板，使用螺纹钢筋在挂篮轨道上将底模板保持固定状态，并在轨道上吊装就位和锚固主桁架，依次安装前横梁和前吊带等部件，控制塔吊设备将挂篮底模板保持为悬吊状态。然后，拆除所处与邻近梁段的外模板，操纵吊车将外模板运输就位后，在走行纵梁部件上支设外模板，要求模板上端与主桁架保持固定连接状态，待外模板支设完毕后，即可安装内外吊梁、吊杆等构件，以及支设内模板和配套部件。最后，参照施工图纸安装悬臂挂篮，重点检查锚固钢筋间距、螺栓紧固性和吊耳间距等技术参数，对质量缺陷部位与安全检查未通过部位进行返工处理，将悬臂吊篮安装误差控制在允许范围内。

2.2 箱梁悬臂施工

（1）挂篮悬臂方法选择。铁路桥梁工程中常用的箱梁悬臂挂篮方法为分离式挂篮和连体挂篮两种，需要根据桥梁箱梁悬浇节段长度加以合理选择。例如，在钱江五桥工程中，同时采取分离式和连体式的施工方法，优先开展1号块段箱梁悬臂施工作业，采取连体式挂篮施工法，设置联接板，将2只挂篮主梁保持为联接状态。随后，对剩余块段开展箱梁悬臂施工，采取分离式挂篮施工法，施工人员将挂篮主梁分离形成一侧主梁接长和另一侧独立挂篮的两部分，将二者保持为对称平衡布局，提前将一只挂篮前移至设计位置，再将剩余挂篮拼装前移，待挂篮就位后开展混凝土现浇作业。

（2）模板支设。施工人员依次支设底模板、外模板、内模板以及堵头模板，在底篮上方支设底模板，在主桁前端悬吊外模板骨架滑梁，在已成型箱梁翼板中设置锚杆并浇筑混凝土，控制外模板与滑梁和挂篮同步开展前移操作，并在箱梁到达设计高度后拆除底节模板和配套骨架，完成外模施工。随后，使内模板和滑梁前后端分别在主桁和已成型箱梁顶板部位保持悬吊状态，同步前移挂篮、内模板和骨架滑梁，将钢模板组合拼装支设内模腹板，并在横竖肋连接部位设置绞件，打入对拉螺杆将内模板与外模板固定连接。最后以箱梁腹板高度为依据，分多次完成堵头模板支设作业，施工人员提前清理墩顶部位残留浮浆和各类杂物，淋洒适量水分使其保持湿润状态，参照施工图纸支设堵头模板，使用泡沫双面胶材料和砂轮工具完成模板拼缝处理与抛光作业。待所处块段预应力张拉结束，以及混凝土试块强度达标后，拆除底模板和侧模板，分类整理模板与配件，清理表面浮浆，留待循环使用。

（3）挂篮行走。挂篮行走工序可拆分为轨道接长锚固、安全检查、挂篮前移、挂篮到位4项施工步骤。各项步骤的技术要点如下：第一，轨道接长锚固。施工人员提前清理轨道表面附着的灰尘污渍与杂物，均匀涂抹润滑油，并设置镀锌铁皮。待准备工作结束后，按顺序依次拆除底模板后吊带以及内外模板体系的锚杆件，将模板和已浇筑成型混凝土保持完全脱离状态，控制塔吊将内模板和配套骨架精准吊装至内滑梁，再将外模板精准吊装至底模走向纵梁部位，通过拆除桁架锚杆来改变后支座受力状态，保持梁体与底模安全间隔距离，完成轨道接长锚固步骤，满足挂篮前移条件。第二，安全检查。务必重点检查滑移轨道铺设质量、底模板平台水平情况、挂篮部位联结状态、安全网挂靠稳固情况等，将桥轴线以及挂篮轨道保持为平行状态，消除质量安全隐患，确定一切无误后再开展挂篮前移作业。第三，挂篮前移。使用倒链牵引主桁架，要求箱梁两端挂篮在前移过程中保持对称与同步状态，通过倒链与主桁架来牵动挂篮模板向前移动，必要时停止挂篮前移，处理接缝和对拉杆头等问题，在问题得到妥善解决前禁止前移挂篮。第四，挂篮到位处理。待挂篮前移至设计位置后，按顺序依次安装底模板后吊带、滑梁吊杆、桁架锚固等装置，以改变挂篮体系受力状态。

（4）箱梁悬臂浇筑。在箱梁悬臂浇筑环节，参照施工图纸绑扎顶板和翼板顶层等部位钢筋，在吊带等部位设置预留孔，并检查是否具备混凝土浇筑条件，如检查前后短吊杆使用情况、挂篮后锚装置安装质量等，确定无误后，采取对称方法在箱梁两端匀速浇筑混凝土，依次开展混凝土浇筑、振捣与养护作业，预防混凝土干缩裂缝、温度裂缝等问题出现，并在拆模环节修补混凝土破损部位。待混凝土强度达标后，观测各测点高度，开展纵、横、竖三向预应力束张拉和压浆作业，在张拉结束后重新观测各测点高度。确定施工质量达标后，进入挂篮就位环节，重复上述步骤，开展后续块段的挂篮前移与箱梁悬臂浇筑施工。

2.3 预应力筋与合龙施工

在预应力筋施工期间，依次开展纵向与横向预应力筋张拉作业，根据钢绞线长度合理采取穿束方式，如在钢绞线长度小于或超过30m时，分别采取人工穿束和卷扬牵引穿束方式，直至全部预应力钢绞线穿入对应孔道内，即可开展钢绞线张拉作业。待张拉完毕后，检查预应力筋张拉质量，处理出现的张拉伸长量超标、断丝滑丝等问题。以预应力筋伸长超标问题为例，在张拉前反复核对钢绞线安装位置，使用通孔器检查是否存在孔道堵塞问题，做好千斤顶等设备工具的调试检查与维护保养工作，并在预应力筋张拉期间持续测量记录实时伸长量，必要时采取启用备用孔道和增加预应力筋数量等措施，将预应力筋伸长值的设计值与实际值误差比例控制在±6%以下。此外，在合龙施工期间，预先做好预埋件埋设、刚性支撑结构展开等准备工作，在约定时间内完成合龙口锁定作业，在合龙口部位浇筑适量混凝土，待T结构梁切换至正、负弯矩受力状态后开展合龙段体系转换作业。