悬臂灌注连续箱梁挂篮施工技术
(中铁六局呼和浩特铁建公司，内蒙古 呼和浩特 010050)
摘 要：文章介绍了挂篮结构和施工方法及其在兴和特大桥连续梁施工中的应用和质量控制，研究总结了其施工技术及工艺。
关键词：悬臂；连续箱梁；挂篮；施工技术
中图分类号：U445.466 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)03—0082—02
兴和特大桥为张集新建铁路控制工程，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。铁路线桥梁多跨连续梁工程是我公司首次施工，因为是跨高速公路施工作业，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。
1 工程简介
张集线新建铁路跨集老高速公路特大桥位于内蒙古乌兰察布市境内，中心里程为改DK83＋150.72，全桥20孔，总长757.3m。桥的上部结构0＃台～6＃墩、9＃墩～20＃台为17孔32m简支梁，6＃墩～9＃墩为三跨一联预应力钢筋混凝土连续箱梁，其跨径组合为48＋80＋48m，最高墩14.5m，连续箱梁位于直线上，单箱单室变截面、变高度，梁高3.5m～6.0m，顶板宽6.9m，底板宽4.0m，梁底线为大半径圆曲线，箱梁采用纵、竖向双向预应力体系，连续梁主跨跨越集宁市——老爷庙高速公路。
2 挂篮的构造
挂篮主要由主梁系统、行走及锚固装置、前上横梁、前后吊挂装置、内外导梁系统、底模平台等组成。
2.1 主梁系统
主梁系统由箱型主梁、立柱、斜拉钢带、连接系和门架组成。主梁和斜拉钢带均使用16锰钢加工而成，由联结系及门架将其联成整体，是挂篮的主要受力结构。
2.2 行走及锚固装置
行走装置由槽型轨道、砼枕、前后支腿、手动葫芦等组成。锚固装置采用Φ32的高强精轧螺纹粗钢筋及其连接器和平衡重梁组成。
挂篮的前后支腿，均支承在槽型轨道顶面，其下垫聚四氟乙烯滑板，可沿轨道滑行，槽型轨道由δ＝12的钢板组焊而成。挂篮前移时，其后方反扣轮压重平衡。浇注混凝土时，用8根Φ32的精轧螺纹粗钢筋及其连接器锚固在已成梁段上。
2.3 前上横梁
前上横梁由2根40a的工安钢组焊而成，长11.2m，通过螺栓与梁主梁连接。
2.4 前后吊挂装置
前后中挂装置由钢吊带、20t的手动千斤顶、上扁担梁、插销等组成。
2.5 内外导梁装置
内外导梁均由2根槽30a组焊而成，其分作为内外模板的支撑和滑道。
2.6 底模平台
底模平台由前后下横梁、底模桁架、桁架联结系等组成。下横梁用2根40a的工字钢组焊而成。底模桁架由∠63角钢与槽12型钢焊接而成。
3 挂篮预压试验
为了验证连续梁施工过程中挂篮的稳定性， 同时也为了正确掌握挂篮在混凝土施工过程中的弹性变形情况，对已拼装完毕的挂篮进行预压试验。加压方法为拼装好的挂篮，装好底模，合上外模，在仓内吊装砂包压重。
3.1 预压重量
预压重量为1.10倍A01块重量(A01块在所有施工块段中重量最大，力矩最大)。
A01块重量：G＝G1＋G2＝121.3t
式中：G1——混凝土重量115t
G2——钢筋等重量6.3t
预压重量＝1.10G＝133.4t
3.2 预压方法
加压方法为拼装好的挂篮，装好底模，合上外模，在仓内吊装砂袋（或砂包）压重。
3.3 预压材料
预压材料采用海砂，加压采用人工配合25t吊车堆码，用同一型号的编织袋（或砂包）分装砂子，每袋砂子重量一致，预压砂堆堆积宽度等同连续梁底板宽度(6.6m)，堆积长度等同于A01块长度(2.5m)。堆积高度5.4m(133.4÷1.5÷6.6÷2.5＝5.4m，砂子堆积密度按1.5t/m3计算)两只挂篮对称同时预压，总共需用砂子：178m3(133.4÷1.5×2＝178m3)
3.4 预压观测
3.4.1 结构观测，预压过程中要安排专人观测挂篮各结构部位的变形情况，特别是后锚固部位、吊杆、主梁、横梁、模板等，若有异常情况，立即通知停止加载，分析原因后再行施工。
3.4.2 弹性观测，预压过程中采用高精度水准仪连续观测挂篮沉降情况，观测位置为挂篮的前端、左右主梁，获取实际沉降数据，并绘制逐级加载的沉降曲线，待稳定后卸载。弹性观测分四个阶段：第一阶段为加载22m3砂子（底板砼施工完毕时重量），第二阶段为累计加载40m3砂子（腹板砼施工完毕时重量），第三阶段为累计加载81m3砂子（顶板砼施工完毕时重量），第四阶段为累计加载89m3砂子 （预压总重量）。
3.4.3 观测时间，弹性观测每阶段结束后进行一次，全部加载完毕后每4h进行一次。当弹性沉降趋于稳定，且加载后不少于24h，开始卸载。
3.5 卸载
卸载也采用逐级递减降载的方法，并连续观测挂篮的回弹及变形情况，收集相关参数，挂篮的最终沉落及变形数值等于弹性变形值加残余变形值。通过1.10倍荷载预压，取10个左右的观测数据，通过数理分析及相关曲线最终确定连续箱梁施工预留挠度的参考数据。
4 挂篮安装与拆除工艺
4.1 安装走道
用钢板焊好的滑道铺在滑块下面，然后从0＃段中心向两侧铺设A型（或B型）木枕，安装并抄平槽型轨道，量测轨道中心距无误后用精轧螺纹钢将轨道锁定。
4.2 安装前后支腿
前后支腿分别就位，待主梁安装完毕后用高强螺栓将其与箱型主梁连接。
4.3 安装主梁系统
先安装Ⅱ型主梁，再安装Ⅰ型主梁，并将两种型号主梁用高强螺栓连接好，然后安装主梁间中横联、立柱、斜拉钢带、门架及前横联。1＃块梁段浇注完毕后箱型主梁前移，安装接长梁及后横联。
4.4 安装锚固装置及平衡压重
通过Φ32的高强精轧螺纹粗钢筋及其连接器与已浇梁段上的竖向预应力连接，将主梁锚固。
4.5 安装前上横梁
首先将前吊带的内导梁、外导梁、外横吊挂梁的限位支座及操作脚手平台安装在前上横梁上，然后用螺栓将上横梁固定在箱型主梁上。
4.6 安装前吊带、后吊带限位支座及后吊带。
4.7 安装内外模
先将外模吊挂梁焊于外模上，安装外模，外模的后端利用外模吊挂梁后吊点起吊，外模前端利用倒链收紧巾于底模上，吊装外导梁，然后安装内模、内导梁。
4.8 拆除工艺挂篮拆除顺序基本与安装相反。
5 挂篮悬臂浇注砼施工工艺
5.1 施工步骤
①吊装底板及腹板构造钢筋并安放预应力管道。②将0＃块梁段内的内模拖至1＃梁段，安装外模。③依据1＃梁段的高度调整模板下部结构。④安装端模板，并将其与内外模板连接。⑤绑扎顶板钢筋，安放预应力管道。⑥对称浇注1＃块梁段混凝土。⑦梁段混凝土养护。⑧待混凝土强度达到设计强度的90%后，进行预应力张拉。⑨预应力管道压浆。⑩挂篮前移，准备浇注下一节梁段砼。
5.2 挂篮走行
①主梁与外导梁一同滑移：a、放松外导梁及外模前后吊挂结构，将外模与梁砼脱开。b、安装外模和底模平台的悬挑梁及临时吊挂结构，将外模吊挂梁及底模平台的前吊点分别转移到悬挑梁上（此时外模吊挂梁及底模平台的后吊点仍在箱梁的顶板和底板上。c、调整外导梁后吊挂结构的调节杆，重新固定外导梁后吊挂结构，安装外导梁滑行钢丝绳，牵引挂篮和梁和导梁同时滑行至下一节梁段位置，安装好挂篮后锚固装置。②挂篮底板平台与外模一同滑行：a、拆除外模吊挂梁的前后吊挂结构，将外模吊挂在外导梁上，安装底模平台前后吊挂结构，将底模平台转挂至外导梁上。b、安装起吊连接带和5t牵引倒链，利用外导梁上反力支座将底模平台和外模同时拖拉就位（底模与外模在走行时应临时连接）。③挂篮底模和外模安装：a、拆除底模平台和外模之间的临时连接，将底模平台吊挂到挂篮前上横梁和施工完的箱梁底板上，并调整就位。b、安装外模吊挂梁的前后吊挂结构，吊挂外模（此时外模底部应与挂篮临时固接，避免外模晃动）。c、将外导梁临时吊挂在外模上，松开外导梁后吊挂结构，拆除上吊带（从箱梁顶抽出），外导梁吊挂结构落于外导梁上，并沿外导梁滑移至一个锚孔，重新安装外导梁后吊挂结构，通过外导梁、吊挂梁、前后吊点提升，并在外模上下侧辅以倒链调整，使模板安装就位。
6 挂篮施工注意事项
①挂篮安装完毕，其平面中心位置偏差：顺桥向≤10mm，横桥向≤5mm，两片主梁前支腿的前后位置相对偏差≤5mm。②为使主梁、立柱、斜拉钢带共同形成组合梁，需用经标定的油压千斤顶起顶立柱，每根立柱为250～300KN，起顶时应使一只挂篮的两根立柱同时进行，并注意使两对千斤顶保持平衡，以免立柱偏斜。③各吊点起顶到位后，必须做好锚固工作。④底模后吊点起顶后，底模必须与前段锚梁贴合好，且底模桁架不得变形。⑤挂篮主梁走行时，滑槽内应保持清洁，安装的四氟聚乙烯滑板不要脱节也不得重复。⑥挂篮分步走行时，速度不宜太快，且应保持一同滑行的各部件尽量同步，避免结构受扭变形。⑦挂篮每次前移应统一指挥，严格按工艺操作，并采取一定的安全防范措施。⑧在五级及以上风力时，挂篮不得进行滑移作业，如天气预报八级及以上大风，已向前滑移的挂篮必须退回进行妥善锚固。
7 挂篮应用中的体会
在挂篮悬臂施工中，具有受力明确、整体刚度大、变形小、使用机具设备少、拼装快、施工精度易控制等特点。重复操作有利于提高工作效率和保证施工质量；避免搭设大量支架，便在水深、流量大的河道上和交通量大的立交桥中使用，条件不受限制，经济效益高。
［参考文献］
［1］ 铁道第四勘察设计院.铁路工程建设通用参考图［Z］.通桥，2005，2261-Ⅷ.
［2］ 中铁大桥局集团.大跨度桥梁设计与施工技术［M］.北京：人民交通出版社，2002.
［3］ 中华人民共和国铁道部.新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定［S］.铁建设函［2005］285号.
［4］ 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.铁建设［2005］160号［Z］.
［5］ 客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南（TB10424-2003）［M］.
［6］ 中华人民共和国铁道部.铁路工程施工安全技术规
摘 要：文章介绍了挂篮结构和施工方法及其在兴和特大桥连续梁施工中的应用和质量控制，研究总结了其施工技术及工艺。
关键词：悬臂；连续箱梁；挂篮；施工技术
中图分类号：U445.466 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)03—0082—02
兴和特大桥为张集新建铁路控制工程，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。铁路线桥梁多跨连续梁工程是我公司首次施工，因为是跨高速公路施工作业，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。
1 工程简介
张集线新建铁路跨集老高速公路特大桥位于内蒙古乌兰察布市境内，中心里程为改DK83＋150.72，全桥20孔，总长757.3m。桥的上部结构0＃台～6＃墩、9＃墩～20＃台为17孔32m简支梁，6＃墩～9＃墩为三跨一联预应力钢筋混凝土连续箱梁，其跨径组合为48＋80＋48m，最高墩14.5m，连续箱梁位于直线上，单箱单室变截面、变高度，梁高3.5m～6.0m，顶板宽6.9m，底板宽4.0m，梁底线为大半径圆曲线，箱梁采用纵、竖向双向预应力体系，连续梁主跨跨越集宁市——老爷庙高速公路。
2 挂篮的构造
挂篮主要由主梁系统、行走及锚固装置、前上横梁、前后吊挂装置、内外导梁系统、底模平台等组成。
2.1 主梁系统
主梁系统由箱型主梁、立柱、斜拉钢带、连接系和门架组成。主梁和斜拉钢带均使用16锰钢加工而成，由联结系及门架将其联成整体，是挂篮的主要受力结构。
2.2 行走及锚固装置
行走装置由槽型轨道、砼枕、前后支腿、手动葫芦等组成。锚固装置采用Φ32的高强精轧螺纹粗钢筋及其连接器和平衡重梁组成。
挂篮的前后支腿，均支承在槽型轨道顶面，其下垫聚四氟乙烯滑板，可沿轨道滑行，槽型轨道由δ＝12的钢板组焊而成。挂篮前移时，其后方反扣轮压重平衡。浇注混凝土时，用8根Φ32的精轧螺纹粗钢筋及其连接器锚固在已成梁段上。
2.3 前上横梁
前上横梁由2根40a的工安钢组焊而成，长11.2m，通过螺栓与梁主梁连接。
2.4 前后吊挂装置
前后中挂装置由钢吊带、20t的手动千斤顶、上扁担梁、插销等组成。
2.5 内外导梁装置
内外导梁均由2根槽30a组焊而成，其分作为内外模板的支撑和滑道。
2.6 底模平台
底模平台由前后下横梁、底模桁架、桁架联结系等组成。下横梁用2根40a的工字钢组焊而成。底模桁架由∠63角钢与槽12型钢焊接而成。
3 挂篮预压试验
为了验证连续梁施工过程中挂篮的稳定性， 同时也为了正确掌握挂篮在混凝土施工过程中的弹性变形情况，对已拼装完毕的挂篮进行预压试验。加压方法为拼装好的挂篮，装好底模，合上外模，在仓内吊装砂包压重。
3.1 预压重量
预压重量为1.10倍A01块重量(A01块在所有施工块段中重量最大，力矩最大)。
A01块重量：G＝G1＋G2＝121.3t
式中：G1——混凝土重量115t
G2——钢筋等重量6.3t
预压重量＝1.10G＝133.4t
3.2 预压方法
加压方法为拼装好的挂篮，装好底模，合上外模，在仓内吊装砂袋（或砂包）压重。
3.3 预压材料
预压材料采用海砂，加压采用人工配合25t吊车堆码，用同一型号的编织袋（或砂包）分装砂子，每袋砂子重量一致，预压砂堆堆积宽度等同连续梁底板宽度(6.6m)，堆积长度等同于A01块长度(2.5m)。堆积高度5.4m(133.4÷1.5÷6.6÷2.5＝5.4m，砂子堆积密度按1.5t/m3计算)两只挂篮对称同时预压，总共需用砂子：178m3(133.4÷1.5×2＝178m3)
3.4 预压观测
3.4.1 结构观测，预压过程中要安排专人观测挂篮各结构部位的变形情况，特别是后锚固部位、吊杆、主梁、横梁、模板等，若有异常情况，立即通知停止加载，分析原因后再行施工。
3.4.2 弹性观测，预压过程中采用高精度水准仪连续观测挂篮沉降情况，观测位置为挂篮的前端、左右主梁，获取实际沉降数据，并绘制逐级加载的沉降曲线，待稳定后卸载。弹性观测分四个阶段：第一阶段为加载22m3砂子（底板砼施工完毕时重量），第二阶段为累计加载40m3砂子（腹板砼施工完毕时重量），第三阶段为累计加载81m3砂子（顶板砼施工完毕时重量），第四阶段为累计加载89m3砂子 （预压总重量）。
3.4.3 观测时间，弹性观测每阶段结束后进行一次，全部加载完毕后每4h进行一次。当弹性沉降趋于稳定，且加载后不少于24h，开始卸载。
3.5 卸载
卸载也采用逐级递减降载的方法，并连续观测挂篮的回弹及变形情况，收集相关参数，挂篮的最终沉落及变形数值等于弹性变形值加残余变形值。通过1.10倍荷载预压，取10个左右的观测数据，通过数理分析及相关曲线最终确定连续箱梁施工预留挠度的参考数据。
4 挂篮安装与拆除工艺
4.1 安装走道
用钢板焊好的滑道铺在滑块下面，然后从0＃段中心向两侧铺设A型（或B型）木枕，安装并抄平槽型轨道，量测轨道中心距无误后用精轧螺纹钢将轨道锁定。
4.2 安装前后支腿
前后支腿分别就位，待主梁安装完毕后用高强螺栓将其与箱型主梁连接。
4.3 安装主梁系统
先安装Ⅱ型主梁，再安装Ⅰ型主梁，并将两种型号主梁用高强螺栓连接好，然后安装主梁间中横联、立柱、斜拉钢带、门架及前横联。1＃块梁段浇注完毕后箱型主梁前移，安装接长梁及后横联。
4.4 安装锚固装置及平衡压重
通过Φ32的高强精轧螺纹粗钢筋及其连接器与已浇梁段上的竖向预应力连接，将主梁锚固。
4.5 安装前上横梁
首先将前吊带的内导梁、外导梁、外横吊挂梁的限位支座及操作脚手平台安装在前上横梁上，然后用螺栓将上横梁固定在箱型主梁上。
4.6 安装前吊带、后吊带限位支座及后吊带。
4.7 安装内外模
先将外模吊挂梁焊于外模上，安装外模，外模的后端利用外模吊挂梁后吊点起吊，外模前端利用倒链收紧巾于底模上，吊装外导梁，然后安装内模、内导梁。
4.8 拆除工艺挂篮拆除顺序基本与安装相反。
5 挂篮悬臂浇注砼施工工艺
5.1 施工步骤
①吊装底板及腹板构造钢筋并安放预应力管道。②将0＃块梁段内的内模拖至1＃梁段，安装外模。③依据1＃梁段的高度调整模板下部结构。④安装端模板，并将其与内外模板连接。⑤绑扎顶板钢筋，安放预应力管道。⑥对称浇注1＃块梁段混凝土。⑦梁段混凝土养护。⑧待混凝土强度达到设计强度的90%后，进行预应力张拉。⑨预应力管道压浆。⑩挂篮前移，准备浇注下一节梁段砼。
5.2 挂篮走行
①主梁与外导梁一同滑移：a、放松外导梁及外模前后吊挂结构，将外模与梁砼脱开。b、安装外模和底模平台的悬挑梁及临时吊挂结构，将外模吊挂梁及底模平台的前吊点分别转移到悬挑梁上（此时外模吊挂梁及底模平台的后吊点仍在箱梁的顶板和底板上。c、调整外导梁后吊挂结构的调节杆，重新固定外导梁后吊挂结构，安装外导梁滑行钢丝绳，牵引挂篮和梁和导梁同时滑行至下一节梁段位置，安装好挂篮后锚固装置。②挂篮底板平台与外模一同滑行：a、拆除外模吊挂梁的前后吊挂结构，将外模吊挂在外导梁上，安装底模平台前后吊挂结构，将底模平台转挂至外导梁上。b、安装起吊连接带和5t牵引倒链，利用外导梁上反力支座将底模平台和外模同时拖拉就位（底模与外模在走行时应临时连接）。③挂篮底模和外模安装：a、拆除底模平台和外模之间的临时连接，将底模平台吊挂到挂篮前上横梁和施工完的箱梁底板上，并调整就位。b、安装外模吊挂梁的前后吊挂结构，吊挂外模（此时外模底部应与挂篮临时固接，避免外模晃动）。c、将外导梁临时吊挂在外模上，松开外导梁后吊挂结构，拆除上吊带（从箱梁顶抽出），外导梁吊挂结构落于外导梁上，并沿外导梁滑移至一个锚孔，重新安装外导梁后吊挂结构，通过外导梁、吊挂梁、前后吊点提升，并在外模上下侧辅以倒链调整，使模板安装就位。
6 挂篮施工注意事项
①挂篮安装完毕，其平面中心位置偏差：顺桥向≤10mm，横桥向≤5mm，两片主梁前支腿的前后位置相对偏差≤5mm。②为使主梁、立柱、斜拉钢带共同形成组合梁，需用经标定的油压千斤顶起顶立柱，每根立柱为250～300KN，起顶时应使一只挂篮的两根立柱同时进行，并注意使两对千斤顶保持平衡，以免立柱偏斜。③各吊点起顶到位后，必须做好锚固工作。④底模后吊点起顶后，底模必须与前段锚梁贴合好，且底模桁架不得变形。⑤挂篮主梁走行时，滑槽内应保持清洁，安装的四氟聚乙烯滑板不要脱节也不得重复。⑥挂篮分步走行时，速度不宜太快，且应保持一同滑行的各部件尽量同步，避免结构受扭变形。⑦挂篮每次前移应统一指挥，严格按工艺操作，并采取一定的安全防范措施。⑧在五级及以上风力时，挂篮不得进行滑移作业，如天气预报八级及以上大风，已向前滑移的挂篮必须退回进行妥善锚固。
7 挂篮应用中的体会
在挂篮悬臂施工中，具有受力明确、整体刚度大、变形小、使用机具设备少、拼装快、施工精度易控制等特点。重复操作有利于提高工作效率和保证施工质量；避免搭设大量支架，便在水深、流量大的河道上和交通量大的立交桥中使用，条件不受限制，经济效益高。
［参考文献］
［1］ 铁道第四勘察设计院.铁路工程建设通用参考图［Z］.通桥，2005，2261-Ⅷ.
［2］ 中铁大桥局集团.大跨度桥梁设计与施工技术［M］.北京：人民交通出版社，2002.
［3］ 中华人民共和国铁道部.新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定［S］.铁建设函［2005］285号.
［4］ 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.铁建设［2005］160号［Z］.
［5］ 客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南（TB10424-2003）［M］.
［6］ 中华人民共和国铁道部.铁路工程施工安全技术规
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