铁路桥梁连续梁挂篮施工技术研究

张建忠

(长江沿岸铁路集团股份有限公司 湖北武汉 430062)

随着铁路客运专线的发展，桥梁所占的比例越来越大，连续梁比重也随之增加。由于连续梁为超静定结构，具有跨度大、跨中弯矩挠度小，与简支梁相比在跨越河道、公路上有较大优势，挂篮法悬臂浇筑工艺得到越来越广泛的应用[1]。客运专线桥梁结构、荷载分布具有自身的独特性，对徐变上拱、桥梁线性、结构尺寸等要求较为严格，同时挂篮构件繁多，不同工况各部位受力具有明显差异，施工工序多，安全威胁大。因此，挂篮施工中对控制点的布控与管理是客运专线连续梁挂篮施工的重中之重[2]。本文以某客运专线的桥梁施工为例进行分析。

1 工程概况

某铁路工程设计行驶速度为350 km/h，其中某座连续梁为单箱单室结构，梁跨总长为113 m，连续梁的中跨合拢段和边跨合拢段的梁体高度均为2.7 m，中支点梁体高度为3.8 m，边跨直线段的长度11 m，连续梁端口和支座中心线之间的距离为0.8 m。工程采用挂篮技术进行连续梁施工，各个节段混凝土全截面一次性浇筑完成。

2 挂篮施工的控制关键

（1）合理的静载预压及观测分析是挂篮及支架系统起到良好效果的首要关键，预压时模拟梁体重量在单位平面上的分配情况，并考虑适当的安全保证系数。

（2）挂篮行走时认真检查悬吊系统是否连接稳固，检查行走系统轨道移动是否正常，纵梁滑移均衡一致，同时，“T”构上的两副挂篮应整体同步移动、同步锚固[3]。

（3）在进行挂篮施工的过程中要配置斜拉梁和斜拉带，并通过对斜拉带和斜拉梁的位置进行合理的布置来相互进行牵制，确保桥梁梁体受力的均衡性，避免出现变形和裂缝。

（4）在使用此技术进行施工时，需要做好结构受力端的加固处理工作，定期检查锚固构件破损程度。

（5）预应力体系是连续梁受力承重的主要结构，预应力施工对梁体线形影响很大，也关系到挂篮能否及时卸荷行走、各工序顺利循环等。

3 挂篮总体结构形式探讨

3.1 结构组成与要求

组成挂篮结构的各系统包括主桁架、底模平台、模板系统、悬吊系统、锚固系统、走行系统等。挂篮要求各构件除满足强度、稳定性要求外，还必须有足够的刚度，在浇筑混凝土时其前段挠度＜20 mm。

3.2 各结构系统

3.2.1 主桁架

主桁架是挂篮的主要受力结构，由两榀三角主桁架、竖向联结系和水平联结系组成。桁架主杆件采用槽钢焊接的结构形式，节点采用承压型高强螺栓联结[4]。

3.2.2 底模平台

底模平台直接承受梁段混凝土重量，并为立模、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序提供操作场地，其由底模板、纵梁和前后横梁组成。

3.2.3 模板系统

外侧模采用大块钢模板，内模采用组合钢模板拼组而成。

3.2.4 悬吊系统

悬吊系统用于悬吊底模平台、外模和内模。并将底模平台、外模、内模的自重、梁段混凝土重量及其他施工荷载传递到主构架和已成梁段上。

3.2.5 锚固系统

锚固系统设在两个主桁架的后节点上，共2组。

3.2.6 走行系统

走行系统包括垫枕、轨道、前支座、后支座和牵引设备。

4 挂篮施工工艺流程

4.1 0号段施工工艺流程

0号段施工工艺流程具体见图1。

图1 0号段施工工艺流程图

4.1.1 支架施工

在现浇施工时使用的是钢管柱支架，主要的组成部分包括分配梁、斜撑、平联、主横梁和钢立柱等，0#段模板使用挂篮模板组拼。立柱的主要材质为螺旋管，型号为φ100 cm，在立柱上焊接牛腿时，使用2 cm厚的钢板进行施工，设置贝雷梁在横向上，接着将底模纵向放置好，再将分配梁进行横向放置，最后对底模、分配梁和纵向桁架进行设置。

4.1.2 临时锚固施工

当0#段预应力施工完成后，即可进行墩梁之间临时锚固施工，锚固支墩使用螺旋管进行制作，其型号为φ1 000 mm，将支墩下部和承台上面的螺纹钢筋进行焊接，焊接采用双面焊。临时支墩上部预埋的钢筋一定要伸入底板中，还要从钢管柱顶伸入管中，并与钢管内壁进行焊接，将粗砂灌输到钢管中，并使用水沉法将其振捣密实。

4.2 悬臂浇筑节段施工工艺流程

悬臂浇筑节段施工工艺流程如图2所示。

图2 悬臂浇筑节段施工工艺流程图

4.2.1 静载预压试验

0#段全部施工完成后即开始进行挂篮组拼，组拼完成使用预压块和底模逐级加载的办法来对挂篮静载进行试验，或者采用千斤顶对挂篮主桁节点逐级加压的方式进行静载预压试验。加载结束后对变形点每隔1 h观测一次，连续预压的最佳时间为4 h。

4.2.2 悬浇段施工

悬浇段施工时其钢筋、混凝土、预应力等工序与0#段基本相同，关键工艺是对挂篮的走行、锚固、杆件调整等方面的控制。挂篮走行前应检查挂篮安装预留孔洞的位置、尺寸、垂直度偏差是否符合挂篮安装要求。两端的挂篮应同步行走，不同步距离应符合设计文件的规定。挂篮接近预定位置时应放慢走行速度，缓慢逼近，防止挂篮超越预定位置。悬吊底模平台后横梁的两侧的钢丝绳必须等长，以防止底模平台的扭转。钢丝绳接头处绳卡不得少于4 个，且绳卡型号必须与钢丝绳直径相匹配。除直接受力的悬吊钢丝绳外，还必须设置保险钢丝绳。挂篮后锚拆除前检查确认后支座与主桁架的连接螺栓、轨道与垫枕和后锚下扁担梁的连接螺栓是否已全部拧紧。

4.3 合龙段施工工艺流程

合龙段施工工艺流程见图3。合龙顺序采用先边跨、再中跨的顺序进行合拢段的施工，合龙温度应符合设计要求，合龙时间选择在一天温度变化较小的时刻。

图3 合龙段施工工艺流程图

合龙施工时使用挂篮底模来进行吊架操作，并将走行梁及模板系统由牵引设备拉至对向节段，再将前吊杆从预留孔中穿越，将其锚固，形成整个模板吊架。最后，将临时固结进行拆除，从而实现对整个体系的有效转换。

5 挂篮管理中的质量控制

5.1 挂篮的选择和结构设计

选择挂篮是设计和建造铁路桥的第一个技术主题。建造连续梁的关键是确保实际箱梁桥适合挂篮[5]。挂篮有很多类型，如菱形、三角形、斜拉等。其中，平衡三角篮最强大，稳定性最高。

挂篮结构设计主要集中在主桁架系统，也就是说，负责人要全面、周密地计算桥梁整体荷载结构，确定标准参数，确定项目最大荷载，交叉设计规划的可能性。同时完成安装系统的设计。为获得合适的成品孔直径，需将篮式锚固定在连接成功的孔下。最后，篮子底部区段的标准承载能力由切割钢焊接方法确定。

5.2 清除悬浮篮路径的障碍

在安装铁路桥连续梁时，挂篮应向前方均匀移动。一方面要清除所有进入篮筐的障碍物，另一方面要提高滑动灵敏度。例如：在某些情况下，通过在薄膜表面涂布润滑油，可以使篮子顺畅地前进，显著提高其柔软性[6]。如果发现挂篮移动有偏差，建议技术人员进行精准的调整，以确保铁路桥梁的顺利建造。

6 结语

在铁路桥梁施工中，合理应用连续挂篮施工技术，并在施工过程中注意质量控制，有助于提高桥梁整体施工质量。铁路连续梁施工技术具有效率高、投资少、操作方便等优点，应用非常广泛。结合该技术，可在施工阶段控制系统平衡和确定结构负荷，显著提高吊篮的稳定性和强度，确保施工效率，提高铁路桥梁的安全性、发展性和繁荣性。挂篮可防范安全风险，从而提高混凝土浇筑质量，确保连续梁施工顺利进行，提高施工质量，降低投入运行后维护成本，获得更多的经济效益。