高速铁路桥梁连续梁挂篮施工技术及质量控制对策分析

周金鹏

（甘肃铁科建设工程咨询有限公司，兰州 730030）

1 工程概况

京唐京哈上行联络线特大桥工程，桥梁为跨线连续梁桥，桥梁结构为三跨单箱室变截面结构，桥梁跨径组合为48 m+80 m+48 m，箱梁顶宽、底宽分别为12 m、6.8 m，腹板为直腹板，厚度约为50～80 cm。该连续梁箱采用横向、纵向、竖直的混凝土预应力结构，混凝土材料为C50。京唐京哈上行联络线特大桥的跨线连续梁桥的0 号节段长度为11 m，梁体结构中共包含6 个悬浇段，悬臂浇筑过程中所采用的施工工艺为挂篮施工技术。目前，该高速铁路桥梁工程已如期竣工，连续梁桥的挂篮施工质量尚佳，符合高速铁路桥梁工程质量标准。

2 高速铁路桥梁连续梁挂篮施工技术概述

挂篮施工技术是高速铁路桥梁工程中桥梁悬臂浇筑的工艺之一，是连续梁施工建设的关键技术，相较于其他悬臂浇筑技术，挂篮施工技术具有拼装简单、结构轻、无压重等优势，与传统的支架法施工工艺相比，挂篮施工的便捷性更强。高速铁路桥梁工程施工设计中，根据连续梁挂篮结构可将其分为混合式、斜拉式、型钢式等类型，而在各类挂篮结构的具体设计中，菱形挂篮、三角形挂篮较为常见[1]。连续梁挂篮施工技术体系中，挂篮的主要结构包括走行系统、锚固系统、悬吊系统、模板系统、主梁桁架等内容，其中，挂篮的主要受力结构为主梁桁架。为有效应用连续梁挂篮施工技术，相关人员应结合高速铁路桥梁的功能要求、建桥区域的施工特点，科学地选择桥梁挂篮的组合形式，同时规范桥梁各主体结构的施工流程，制订更完善的挂篮施工方案。

3 高速铁路桥梁连续梁挂篮施工技术要点

3.1 挂篮设计

应用连续梁挂篮施工技术时，挂篮设计尤为重要，其设计质量影响着后期的施工效果，决定着连续梁挂篮的基本作用，因此，相关人员应结合铁路桥梁的承重要求，针对性地优化挂篮结构设计。在上述高速铁路工程案例中，挂篮为菱形挂篮，最大悬挂重量为1 010 kN（101 t），最大节段长度约为3.5 m，最大节段高度为3.6 m；挂篮主体由槽钢、工字钢拼装而成。该环节所用的施工工艺为主桁架悬吊法，桥面上设有支座滑道，可保证挂篮行走的整体效率，具体的施工技术参数见表1。

表1 某高速铁路桥梁工程连续梁挂篮技术参数

3.2 挂篮拼装

施工人员按照设计方案完成挂篮结构制作任务后，应在桥墩旁试拼挂篮，随后排查挂篮结构变形问题，具体施工流程如下：

1）正式拼装前，施工人员应再次确认吊带上为挂篮预留的孔位，确认符合设计值后使用混凝土对其进行浇筑，同时拆除底模、外模，将预留孔露出[2]。检查挂篮拼装所需的工具，如千斤顶、钢丝绳等，无遗漏后清理挂篮轨道，调整连续梁结构中与挂篮轨道相连接的纵向应力筋的外露长度。完成上述操作后，用施工专用墨线分别弹出连续梁中心线、挂篮行走中线。

2）铺设钢枕，钢枕间距约为50 cm，随后将其作为挂篮行走轨道，铺装钢枕期间，两侧高度差不得大于5 mm。挂篮行走轨道安装完毕后，安装挂篮主构架，施工人员可使用高强度的后锚将挂篮主要构架固定在挂篮行走导轨上，主构架误差应不大于5 mm。然后，施工人员可分别安装挂篮的其他构件，具体包括悬吊系统、底模桁架、各构件的联系杆件以及挂篮悬吊设施。挂篮结构中，底模桁架、挂篮前后横梁需要借助吊车完成拼装[3]。

3）拼装挂篮时，施工人员还应结合混凝土浇筑技术要求，分析底模桁架走行时的稳定系数，确定其稳定系数大于2 时，梁段混凝土强度到达90%后方可正式安装挂篮。在上述工程项目中，挂篮承重系统由H 型钢组成，承重系统中前横梁、后横梁的主要拼装内容是分别将两根I36b、I36a 的工字钢连接在主梁上，并使用承重吊杆组建挂篮承重系统。

3.3 挂篮预压

高速铁路桥梁工程连续梁施工中，挂篮正式安装前，首先要对挂篮进行预压。通常情况下，可采用静载试验法对挂篮结构进行预压。试验过程中应重点关注挂篮结构的非弹性变化值和弹性变化值。通过静载试验，相关人员可准确地验证挂篮结构的安全性能，保障连续梁后期施工的可靠性。静载试验时，可根据桥梁工程连续梁最大梁段的荷载总量计算分级预压值，一般情况下，预压荷载为最大梁段荷载总量的120%。在上述桥梁连续梁施工中，最大梁段为箱梁，其可承载的混凝土重量为1010 kN（101 t），设备重量为2.5 kN/m2，内部模板与加固设施总重量为50 kN（5 t），所以，最大梁段的总荷载N等于该区域所承受重量的总和。

挂篮预压过程中，预压可用的工具有钢筋和沙袋，正式预压过程中，可按照总荷载的60%、100%、120%对挂篮结构实施预压。每次预压时，当预压加载到规定荷载后还应保持约60 min，同时记录预压各观测点的弹性值变化，确认最终变形量小于2 mm 后可停止预压。除此之外，预压期间，挂篮结构中翼缘板、横梁上的预压监测点不得小于3 m，并在预压加载前，施工人员应记录初始高程H1，预压后高程H2，计算其非弹性变形值A时，计算公式为A=H1-H2，随后计算挂篮结构预压后的弹性变形值，计算公式为卸载后的高程H3减去预压后的高程H2。

3.4 挂篮行走

挂篮行走施工中，该工序的质量控制关键在于保证施工精度。（1）施工人员应在桥梁工程钢绞线、预应力钢筋全部张拉完毕并完成注浆后实测此时的梁体混凝土强度，确定梁体混凝土强度抵达设计值后，对挂篮前的连续梁结构进行脱模处理，随后迁移挂篮。挂篮行走时可使用垫块补充挂篮与桥面之间的孔隙，在此期间，拆除桥梁内模板、外模板之间的螺栓后，挂篮会逐渐前倾，而挂篮反扣装置则会紧扣在行走轨道上。（2）放松横梁上的吊杆，将悬吊架上的吊带拆除，确认挂篮外侧滑动安全后可拆除剩余吊杆。挂篮行走过程中，挂篮移动速度不宜大于0.1 m/min，就位时中线偏差不应大于5 mm，施工人员可配合电葫芦牵引挂篮，将其移动到下一梁段。（3）挂篮行走属于高空作业，应提前布设各类安全防护设施，如临边防护栏杆、悬挂安全网等。

4 高速铁路桥梁连续梁挂篮施工的质量控制对策

4.1 合理设置预留孔

为在高速铁路桥梁工程中加强连续梁挂篮施工的质量控制，施工人员还应合理设置预留孔，做好挂篮安装前的准备工作。具体来说，施工人员应分别将预留孔布设在连续梁段的底板与顶板处，精确地控制预埋孔洞位置，使其能够与梁体平面相互垂直。预留孔周围可利用钢筋绑扎的方式固定预埋件、预应力管道。挂篮施工中的后锚预留孔同样应重点控制，必要时可用千斤顶调整横梁位置上的挂篮预留孔，确保挂篮施工中锚杆使用的可靠性、牢固性。

4.2 加强桥梁线性控制

悬臂梁段浇筑前，应根据结构设计参数和施工环境温度、混凝土龄期和挂篮结构类型和重量等技术参数进行线性控制。具体来说，连续梁悬浇施工中，桥梁线性控制尤为重要。施工人员应结合连续梁的受力情况，科学地设置桥梁预拱度，确保连续梁体在挂篮施工中的受力符合桥梁设计线性。施工人员应结合高速铁路桥梁工程的实际工况，汇总其标高数据、挂篮模板安装高程，随后以此为基础，分析桥梁施工中的挠度变化，针对性地控制连续梁段高程、中线等。

除此之外，高速铁路桥梁工程连续梁的线性控制中，施工人员需在挂篮悬浇阶段中依据桥梁边墩控制点和梁体中心控制点加强梁轴线的控制。挂篮悬浇筑期间，悬浇节点的中心点可能会出现偏移风险，施工过程中技术人员还应逐一检查中心点，将其偏移误差控制在合理范围内。控制梁高程时，施工人员可直接借助水准点，控制挂篮悬浇区域的模板高程；用于控制高程的钢筋立柱，应在浇筑前布设在特定位置，立柱底部可使用底部模板作为支撑结构。

4.3 优化挂篮安装施工设计

1）混凝土浇筑是连续梁挂篮施工质量的控制难点，浇筑过程中施工人员应严格把控混凝质量，确保坍落度、含气量等指标符合要求；浇筑过程中还应结合挂篮施工设计方案，提前预埋挂篮组件，具体包括后锚预埋孔和后悬吊预埋孔，孔洞大小、竖直度应符合挂篮拼装要求。

2）挂篮安装环节的浇筑施工中，施工人员应先安装钢枕，钢枕下方需要铺筑水泥砂浆确保平整度，将钢枕放置在挂篮行走轨道上后，利用垂直的预应力筋固定钢枕，并将挂篮的后钩部位安装在行走轨道上。吊装杆件、后钩部位安装分别锚固在特定位置后，吊装上横梁，使用固定螺栓连接固定。

3）吊装底部模板到连续梁横梁结构后，应直接用竖向的吊带将底部模板吊住，然后使用固定螺栓分别连接横梁、纵梁模板。之后分别铺装底部模板，将模板标高调整到设计值，模板后方需要经吊带后和连续梁的混凝土梁固定。完成以上拼装工序后，安装挂篮行走所需的吊轮和走行梁，走行梁可直接用钢丝绳吊装在连续梁横梁结构上。

4）走行梁吊装后，安装连续梁内模吊梁，该区域的梁体同样需要与吊杆、悬吊带连接，并拼装钢模板。完成挂篮结构安装作业后，施工人员还应通过压载实验计算挂篮各结构的受力情况，为后续工作控制提供详细的参考数据。

4.4 完善挂篮行走施工工序

移动挂篮结构时，施工人员应提前将行走轨道上的杂物清理掉，必要时可涂抹黄油，以此减小挂篮滑动时摩擦产生的阻力。挂篮行走期间，为确保挂篮结构两侧行走的平稳性，还应利用水泥砂浆在轨道上找平，以此保障挂篮轨道衔接的可靠性。之后，施工人员可将挂篮下滑道顶面分为不同小格，使挂篮同步滑行，为保证其均衡性，可将轨道立柱间距保持在10 cm 以内。移动挂篮时，若出现偏移情况，施工人员应立即纠正。当挂篮结构中的主桁纵梁体中的后锚梁移动到特定位置后，可使用锚固梁将其固定，并移动中横梁和前横梁。需要注意的是，挂篮前移时，相关人员应重视施工安全，督促施工人员挂好千斤绳，同时在挂篮就位后及时安装后锚设施，拧紧螺栓，使挂篮、连续梁结构处于受力状态，随后施工人员可正式开展桥梁工程建设中的悬臂施工作业。

5 结语

综上所述，在高铁桥梁工程建设中，为保障连续梁桥的施工建设质量，相关人员在应用挂篮施工技术时，应明确连续梁挂篮施工的技术要点，并在挂篮安装、预压、浇筑等环节准确地分析连续梁挂篮要求，有效控制各关键工序中的施工质量。在此基础上，相关人员还应加强连续梁挂篮的质量控制，持续优化挂篮施工方案，突出挂篮施工在桥梁工程建设中的应用价值，促进我国桥梁建造技术体系的进一步完善。