鐵路橋梁連續梁掛籃施工技術研究

張建忠

(長江沿岸鐵路集團股份有限公司 湖北武漢 430062)

隨著鐵路客運專線的發展，橋梁所占的比例越來越大，連續梁比重也隨之增加。由于連續梁為超靜定結構，具有跨度大、跨中彎矩撓度小，與簡支梁相比在跨越河道、公路上有較大優勢，掛籃法懸臂澆筑工藝得到越來越廣泛的應用[1]。客運專線橋梁結構、荷載分布具有自身的獨特性，對徐變上拱、橋梁線性、結構尺寸等要求較為嚴格，同時掛籃構件繁多，不同工況各部位受力具有明顯差異，施工工序多，安全威脅大。因此，掛籃施工中對控制點的布控與管理是客運專線連續梁掛籃施工的重中之重[2]。本文以某客運專線的橋梁施工為例進行分析。

1 工程概況

某鐵路工程設計行駛速度為350 km/h，其中某座連續梁為單箱單室結構，梁跨總長為113 m，連續梁的中跨合攏段和邊跨合攏段的梁體高度均為2.7 m，中支點梁體高度為3.8 m，邊跨直線段的長度11 m，連續梁端口和支座中心線之間的距離為0.8 m。工程采用掛籃技術進行連續梁施工，各個節段混凝土全截面一次性澆筑完成。

2 掛籃施工的控制關鍵

（1）合理的靜載預壓及觀測分析是掛籃及支架系統起到良好效果的首要關鍵，預壓時模擬梁體重量在單位平面上的分配情況，并考慮適當的安全保證系數。

（2）掛籃行走時認真檢查懸吊系統是否連接穩固，檢查行走系統軌道移動是否正常，縱梁滑移均衡一致，同時，“T”構上的兩副掛籃應整體同步移動、同步錨固[3]。

（3）在進行掛籃施工的過程中要配置斜拉梁和斜拉帶，并通過對斜拉帶和斜拉梁的位置進行合理的布置來相互進行牽制，確保橋梁梁體受力的均衡性，避免出現變形和裂縫。

（4）在使用此技術進行施工時，需要做好結構受力端的加固處理工作，定期檢查錨固構件破損程度。

（5）預應力體系是連續梁受力承重的主要結構，預應力施工對梁體線形影響很大，也關系到掛籃能否及時卸荷行走、各工序順利循環等。

3 掛籃總體結構形式探討

3.1 結構組成與要求

組成掛籃結構的各系統包括主桁架、底模平臺、模板系統、懸吊系統、錨固系統、走行系統等。掛籃要求各構件除滿足強度、穩定性要求外，還必須有足夠的剛度，在澆筑混凝土時其前段撓度＜20 mm。

3.2 各結構系統

3.2.1 主桁架

主桁架是掛籃的主要受力結構，由兩榀三角主桁架、豎向聯結系和水平聯結系組成。桁架主桿件采用槽鋼焊接的結構形式，節點采用承壓型高強螺栓聯結[4]。

3.2.2 底模平臺

底模平臺直接承受梁段混凝土重量，并為立模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工序提供操作場地，其由底模板、縱梁和前后橫梁組成。

3.2.3 模板系統

外側模采用大塊鋼模板，內模采用組合鋼模板拼組而成。

3.2.4 懸吊系統

懸吊系統用于懸吊底模平臺、外模和內模。并將底模平臺、外模、內模的自重、梁段混凝土重量及其他施工荷載傳遞到主構架和已成梁段上。

3.2.5 錨固系統

錨固系統設在兩個主桁架的后節點上，共2組。

3.2.6 走行系統

走行系統包括墊枕、軌道、前支座、后支座和牽引設備。

4 掛籃施工工藝流程

4.1 0號段施工工藝流程

0號段施工工藝流程具體見圖1。

圖1 0號段施工工藝流程圖

4.1.1 支架施工

在現澆施工時使用的是鋼管柱支架，主要的組成部分包括分配梁、斜撐、平聯、主橫梁和鋼立柱等，0#段模板使用掛籃模板組拼。立柱的主要材質為螺旋管，型號為φ100 cm，在立柱上焊接牛腿時，使用2 cm厚的鋼板進行施工，設置貝雷梁在橫向上，接著將底模縱向放置好，再將分配梁進行橫向放置，最后對底模、分配梁和縱向桁架進行設置。

4.1.2 臨時錨固施工

當0#段預應力施工完成后，即可進行墩梁之間臨時錨固施工，錨固支墩使用螺旋管進行制作，其型號為φ1 000 mm，將支墩下部和承臺上面的螺紋鋼筋進行焊接，焊接采用雙面焊。臨時支墩上部預埋的鋼筋一定要伸入底板中，還要從鋼管柱頂伸入管中，并與鋼管內壁進行焊接，將粗砂灌輸到鋼管中，并使用水沉法將其振搗密實。

4.2 懸臂澆筑節段施工工藝流程

懸臂澆筑節段施工工藝流程如圖2所示。

圖2 懸臂澆筑節段施工工藝流程圖

4.2.1 靜載預壓試驗

0#段全部施工完成后即開始進行掛籃組拼，組拼完成使用預壓塊和底模逐級加載的辦法來對掛籃靜載進行試驗，或者采用千斤頂對掛籃主桁節點逐級加壓的方式進行靜載預壓試驗。加載結束后對變形點每隔1 h觀測一次，連續預壓的最佳時間為4 h。

4.2.2 懸澆段施工

懸澆段施工時其鋼筋、混凝土、預應力等工序與0#段基本相同，關鍵工藝是對掛籃的走行、錨固、桿件調整等方面的控制。掛籃走行前應檢查掛籃安裝預留孔洞的位置、尺寸、垂直度偏差是否符合掛籃安裝要求。兩端的掛籃應同步行走，不同步距離應符合設計文件的規定。掛籃接近預定位置時應放慢走行速度，緩慢逼近，防止掛籃超越預定位置。懸吊底模平臺后橫梁的兩側的鋼絲繩必須等長，以防止底模平臺的扭轉。鋼絲繩接頭處繩卡不得少于4 個，且繩卡型號必須與鋼絲繩直徑相匹配。除直接受力的懸吊鋼絲繩外，還必須設置保險鋼絲繩。掛籃后錨拆除前檢查確認后支座與主桁架的連接螺栓、軌道與墊枕和后錨下扁擔梁的連接螺栓是否已全部擰緊。

4.3 合龍段施工工藝流程

合龍段施工工藝流程見圖3。合龍順序采用先邊跨、再中跨的順序進行合攏段的施工，合龍溫度應符合設計要求，合龍時間選擇在一天溫度變化較小的時刻。

圖3 合龍段施工工藝流程圖

合龍施工時使用掛籃底模來進行吊架操作，并將走行梁及模板系統由牽引設備拉至對向節段，再將前吊桿從預留孔中穿越，將其錨固，形成整個模板吊架。最后，將臨時固結進行拆除，從而實現對整個體系的有效轉換。

5 掛籃管理中的質量控制

5.1 掛籃的選擇和結構設計

選擇掛籃是設計和建造鐵路橋的第一個技術主題。建造連續梁的關鍵是確保實際箱梁橋適合掛籃[5]。掛籃有很多類型，如菱形、三角形、斜拉等。其中，平衡三角籃最強大，穩定性最高。

掛籃結構設計主要集中在主桁架系統，也就是說，負責人要全面、周密地計算橋梁整體荷載結構，確定標準參數，確定項目最大荷載，交叉設計規劃的可能性。同時完成安裝系統的設計。為獲得合適的成品孔直徑，需將籃式錨固定在連接成功的孔下。最后，籃子底部區段的標準承載能力由切割鋼焊接方法確定。

5.2 清除懸浮籃路徑的障礙

在安裝鐵路橋連續梁時，掛籃應向前方均勻移動。一方面要清除所有進入籃筐的障礙物，另一方面要提高滑動靈敏度。例如：在某些情況下，通過在薄膜表面涂布潤滑油，可以使籃子順暢地前進，顯著提高其柔軟性[6]。如果發現掛籃移動有偏差，建議技術人員進行精準的調整，以確保鐵路橋梁的順利建造。

6 結語

在鐵路橋梁施工中，合理應用連續掛籃施工技術，并在施工過程中注意質量控制，有助于提高橋梁整體施工質量。鐵路連續梁施工技術具有效率高、投資少、操作方便等優點，應用非常廣泛。結合該技術，可在施工階段控制系統平衡和確定結構負荷，顯著提高吊籃的穩定性和強度，確保施工效率，提高鐵路橋梁的安全性、發展性和繁榮性。掛籃可防范安全風險，從而提高混凝土澆筑質量，確保連續梁施工順利進行，提高施工質量，降低投入運行后維護成本，獲得更多的經濟效益。