浅谈铁路桥梁连续梁挂篮施工

1、浅谈铁路桥梁连续梁挂篮施工摘要：我国铁路交通网络日益膨大，要求铁路建设工程不断投入其中，而在遇到河流、繁忙的公路和铁路、跨越深谷时，其它的桥梁施工技术难以达到施工要求，而挂篮施工技术以其独有的设备投入少、技术含量高、预应力和弯矩分布合理的优势在铁路桥梁工程中广泛应用。本文就连盐铁路中山河特大桥连续梁挂篮施工进行探讨。关键词：铁路工程；连续梁；挂篮施工；1、工程概况连盐铁路中山河特大桥起讫桩号：DK155+163.750DK163+955.400，中心桩号DK159+559.575。该桥址于DK161+296.7DK161+368.7处跨越中山河，中山河规划河道顶宽60m，底宽45m，深5m，流

2、向自右向左（自西向东），现状为等外级通航，根据连盐铁路通航批复规划为四级航道，规划通航净空为60×7.5m，线路与水流方向夹角右前角为86°。中山河特大桥跨河墩号为187190,该桥墩上跨结构为（60+100+60）m。187190号墩均采用圆端形实体墩，187、190号墩采用1.25m铁路桥梁钻孔桩，188、189号墩采用直径1.5m钻孔桩。连续梁桥式结构：（60+100+60）m预应力混凝土连续梁，全长221.5m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）。2、悬臂灌筑施工工艺流程图挂篮悬臂灌筑施工工艺见“图2-1 挂篮悬臂浇筑施工工艺图”。安装调试挂篮模板制作安装箱梁底模

3、、外模钢筋制作安装钢筋安装波纹管、内模灌注梁段混凝土及养生制作试块锚具预应力束准备穿预应力钢筋束张拉机具准备张拉预应力钢筋束压试块压浆机具准备孔道压浆挂篮前移就位,进行下一梁段施工图2-1 挂篮悬臂浇筑施工工艺图3、挂篮安装预留孔洞设置在0块段施工时在箱梁顶板及底板预留Ø90mm孔道，以便于1块及1块段施工时挂篮安装、平移，锚杆及孔洞周围应采用Ø10的钢筋加强处理。具体见“图3-2 挂篮安装预埋孔洞示意图”。图3-2 挂篮安装预埋孔洞示意图4、菱形挂篮4.1挂篮各部件重量表本悬灌箱梁施工采用4套菱形挂篮，在菱形挂篮的设计中严格控制重量，目前，经过严格的计算和优化，每套挂篮及

4、附属设备重量共计62.3581t，在设计图纸规定的单套挂篮重量在90t以内，四套挂篮总重量见“表4-1 挂篮各部件重量表”。挂篮各部件重量表 表4-1序号项目名称材料工程数量单件重（kg）总重（kg）1主构架组合件18956.598956.592前支座组焊件2175.65351.303轨道1500组焊件24297.867148.644轨道2000组焊件10393.023930.205垫枕组焊件2463.241517.766后锚上扁担梁组焊件4153.84615.367后锚横梁组焊件2838.561677.128外侧模组合件25703.001406.009走行梁后吊杆Ø32精轧螺纹钢1

5、6×2.5m10底模平台边后吊杆Ø32精轧螺纹钢4×7.5m11外模走行梁组合件21444.852889.7012后锚杆Ø32精轧螺纹钢12×4.5m13后支座组焊件2186.47372.9414内模走行梁组合件21379.822759.6215后吊杆Ø32精轧螺纹钢4×3.0m16吊杆扁担梁组焊件6102.58615.4817内模组合件14280.494280.4918底模平台组焊件113013.4013013.4019走行梁前吊杆Ø32精轧螺纹钢4×4.5m20底模平台前吊杆Ø32精轧螺纹钢

6、8×10.0m21前上横梁组焊件12282.942282.9422吊杆垫梁组焊件4102.58410.3223螺旋千斤顶LQ322024走行梁吊杆垫梁组焊件432.56130.24合计62358.10（kg）4.2菱形挂篮部件组成分类挂篮由菱形主桁架、底模平台、模板系统、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成。（1） 主桁架主桁架是挂篮的主要受力结构。由2榀菱形主桁架、横向联结系组成。2榀主桁架中心间距为6.2m，高3.8米，每榀桁架前节点间距为5m，后节点间距均为5m，总长11m。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。横向联结系设于两榀主桁架的竖杆上，其作

7、用是保证主桁架的横向稳定。（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。底模板采用大块钢模板；其中边纵梁采用双I36b工字钢组焊，中间纵梁采用单I36b工字钢，横梁采用槽钢14b组焊。前后横梁中心距为5.2m，纵梁与横梁螺栓联接。（3） 模板系统外侧模的模板采用大块钢模板拼组，内模采用组合钢模板拼组。外模板长度为4.3m。内模板为竹胶板加支架结构，内模拆模后每一节段重新组装。（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它施工荷载传递到主构架和已成梁段上

8、。悬吊系统包括底模平台前后吊杆、外模走行梁前后吊杆、内模走行梁前后吊杆、垫梁、扁担梁及螺旋千斤顶。底模前后横梁各设4个吊点，横梁的吊点均采用双Ø32精轧螺纹钢筋。底模平台前端悬吊在挂篮前上横梁上，前上横梁上设有由垫梁、扁担梁和螺旋千斤顶组成的调节装置，可任意调整底模标高。底模平台后端悬吊在已成梁段的底板上和翼缘板上。外模走行梁和内模走行梁的前后吊杆均采用单根Ø32精轧螺纹钢筋。其中外模走行梁前吊点与走行梁销接，以避免吊杆产生弯曲次应力。（5） 锚固系统锚固系统设在2榀主桁架的后节点上，共2组，每组锚固系统包括2根后锚扁担梁、2根后锚横梁、6根后锚杆。其作用是平衡浇筑混凝土时

9、产生的倾覆力矩，确保挂篮施工安全。锚固系统的传力途径为主桁架后节点后锚横梁后锚扁担梁后锚杆箱梁顶板、翼板。（6） 走行系统走行系统包括垫枕、轨道、前支座、后支座、内外走行梁、滚轮架、牵引设备。挂篮走行时前支座在轨道顶面滑行，联结于主构架后节点的后支座反扣在轨道翼缘下并沿翼缘行走。挂篮走行由2台YCL60型千斤顶牵引主桁架并带动底模平台和外侧模一同前移就位。走行过程中的抗倾覆力传力途径为主桁架后节点后支座轨道垫枕竖向预应力粗钢筋。内模在钢筋绑扎完成后采用手拉葫芦沿内模走行梁滑移就位。4.3挂篮拼装（1）挂篮零部件验收挂篮制作完毕后，应尽快检查挂篮结构各构件是否按照设计图纸及有关技术规范、规程进行

10、选材、加工、制作，尤其是对主要杆件焊接及螺栓连接处重点检查检测，确保强度、刚度符合要求，发现问题要及时纠正和整改。（2）挂篮试拼装挂篮各部件检测验收合格后，组织人员在加工现场进行结构试拼装， 并进行荷载试验以测定挂篮的实际承载能力和梁段荷载作用下的变形情况；加载时按施工中挂篮受力最不利的梁段进行等效加载，试验过程中加载分级进行，测定各级荷载作用下挂篮产生的挠度和最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力；根据各级荷载作用下挂篮产生的挠度绘出挂篮的荷载挠度曲线，由曲线可以得出使用挂篮施工各梁段时将产生的挠度，为大桥悬臂施工的线性控制提供可靠的依据；根据最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力，可以计算挂篮的实际承

11、载能力，了解挂篮使用中的实际安全系数，确保安全可靠。（3）挂篮安装挂篮在加工现场试拼检测合格后，将各部件运至施工现场正式在188#、189#墩顶0#块段上拼装；拼装完毕后，对挂篮加载进行预压，充分消除挂篮产生的非弹性变形；悬臂浇注施工过程中，将挂篮的弹性变形量纳入梁段施工预拱度计算中，在挂篮安装过程中，所有挂篮零部件都通过托车,而后采用履带吊将其各部件调运就位，具体安装步骤如下： 桁结构拼装在188#、189#墩顶0#段顶板上，测量放样用墨线弹出箱梁中线、挂篮轨道中线和轨道端头位置线，并用高标号砂浆找平轨道底面。起吊轨道，对中安放，连接锚固梁；安装轨道锚固筋，将锚梁与竖向预应力筋连接后，对每根

12、锚筋施以350400kN的锚固力，在轨道顶安装前支点滑轮，后结点处临时设置支承垫块。利用履带吊将拼组好单片主桁菱形体安装就位，并采取临时固定措施，保证两主桁片稳定。安装主桁后结点处的分配梁、千斤项、后锚杆等，将主桁后结点与分配梁连接并通过锚固筋与顶板预留孔锚固。安装前上横梁，而后按先下后上的顺序安装上、下平联杆件。安装吊杆、拆除后锚临时支撑垫块。 底平台拼装主桁架系统安装完毕，检查锚固、连接按设计要求到位后进行底平台系统安装。利用托架钢管立柱，在其上焊接悬臂梁，将底篮前、后横梁吊放于悬臂梁上，并用倒链将横梁与悬臂梁临时固定；而后将底模吊放于前、后横梁上，前横梁吊杆与主桁横梁吊杆连接，后横梁与1

13、#段底板预留孔下穿的后吊杆连接，并锚固于1#梁段底板；解除临时锁定倒链，最后安装底平台前端及后端工作平台。 模板系统拼装底平台拼装完毕，经检查各部连接与设计吻合，且稳定牢固后，进行侧模拼装。将侧模滑道事先安装于侧模架上，临时固结，然后用履带吊整体将侧模与滑道吊其至指定位置，利用侧模前、后吊带将侧模滑道吊起，使侧模骨架悬挂在侧模滑道上，然后用倒链调整侧模位置使其准确就位，最后安装侧向工作平台。底、腹板钢筋绑扎完毕后，进行内模拼装。在桥下将内模滑道，拱肋连接成一个整体，用塔吊起吊，通过内模滑道前、后吊杆将内滑道吊起，使拱肋悬吊于滑道上。调整拱肋尺寸，确保在拱肋上拼装面板组合钢模，而后加固与拱肋成一

14、整体，而后调整拱肋间距达到设计尺寸。底、侧模拼装完毕后，安装端头钢模。在桥下将工作平台组装成一个整体，用倒链悬挂于主桁系统上，以便随施上需要进行升降。4.4挂篮预压为节省施工时间,挂蓝进场后用2台400吨千斤顶在场地上进行反压压载试验，以验证挂篮系统的强度、刚度和稳定性，消除挂篮的非弹性变形，针对挂篮前端挠度及引起主桁架变形的原因，并测出力与位移的关系，作为施工时底模板立模和调整标高的依据。加载方法根据现场的实际条件采取千斤顶和锚固于主桁上反压加载，加载重量采用1.2倍的4#段箱梁混凝土重量+挂篮除主桁外的所有构件重量。荷载按设计的60%、100%及120%三级加载。4.5悬浇施工线型控制本箱

15、梁位于直线段，为确保合龙的精度和线型的美观，梁体线型控制是悬浇施工的关键技术；线型控制主要包括三个部分：各节段的标高控制、中线控制、断面尺寸控制。（1） 标高控制连续箱梁在悬浇时各种因素影响会使悬臂端产生下挠，主要包括三个方面：一是结构自重、预应力施工；二是施工荷载、挂篮自身结构的变形；三是气温影响。施工中主要通过合理设置模板的预抬高量来消除这些影响;悬浇块模板预抬高量考虑如下因素：梁体悬臂结构对各截面产生的挠度f1；梁体上施工荷载对各截面产生的挠度f2；挂篮前吊点的弹性变形1；挂篮前主横梁的弹性变形2；挂篮前支点被压缩引起前吊点的竖向变形3；挂篮后锚点抬高引起前吊点的竖向变形4；气温变化引起

16、的竖向变形5；箱梁各梁段立模标高设计标高预拱度挂篮满载后的自身变形，其中徐变对挠度的影响除作计算分析外，应作现场徐变试验对比，以使徐变系数取值更加符合工程实际。（2） 中线控制可利用导线点计算出各节块端截面中心点坐标，采用全站仪现场测放。（3） 断面尺寸控制在挂篮模板设计时，适当减小了底模同已完节段的搭接长度，利用腹板通风孔，在待浇段适当增加横向对拉杆，保证各节段间接缝的平顺，在混凝土浇筑前严格认真复核模板尺寸，确保梁体结构尺寸的准确性。4.6悬浇段施工挂篮预压施工完毕，根据预压结果重新调整模板高度，进行箱梁腹板钢筋绑扎，预应力钢束或钢筋套管就位后，吊装内模滑移系统，拼装内模；再按图纸铺设钢筋

17、、放置预埋件和布置预留孔。凡与挂篮施工有关的预埋件和预留孔在布置时应确保其位置精度，以便于挂篮安装。最后整个模板形成以下体系：底平台座落在前下横梁和后下横梁的工字钢上，皆通过吊杆分别挂在前横梁上和已浇注0#块段箱梁上；外模系统通过吊杆挂在前上横梁和已浇注0#块箱梁上；内模系统通过吊杆挂在前上横梁和已浇注0#块块箱梁上；两侧外模面板始终夹住底模两侧，外模框架上、下均设置固定杆件，下部固定杆件位于底平台之下，用4根Ø30mm精轧螺纹钢拉杆将两侧外模拉住，上部固定杆件位于箱梁顶板之上，同样采用4根Ø30mm精轧螺纹钢拉杆将两侧外模拉住，腹板处利用箱梁通风孔采用上下两排Ø

18、30mm精轧螺纹钢拉杆拉住，内、外模系统由设置在框架上的对拉螺杆拉住；混凝土浇注时采取自挂篮悬臂端向固定端施工的顺序一次性浇注混凝土；在混凝土强度及弹性模量达到设计图纸要求，龄期不少于5天，进行预应力钢束和预应力钢筋的张拉；其它未尽事宜参见钢筋、预应力、混凝土及养生。1#块浇筑张拉后，即进行2#块施工，先落下底模、内模，松开侧模拉杆，将挂篮移动到2#梁段，主要工序同1#块施工；其他悬浇梁段施工与此相同，逐段进行2#12#段施工。4.7挂篮的移动在每一梁段混凝土浇注及预应力张拉完毕后，挂篮将移至下一梁段位置进行施工，直到悬臂浇注梁段施工完毕，挂篮前移时工作步骤如下：（1） 当前梁段预应力张拉、压

19、浆完成后，进行脱模(脱开底模、侧模和内模)：解松内、外滑道及前、后横梁内、外吊杆，使其侧模、底模及内模与箱梁混凝土分离，但依旧稳固悬吊于滑道上。（2） 接长前端轨道并用腹板内的竖向预应力筋将走行轨与梁体锚固，为安全起见挂篮尾部用钢丝绳与竖向锚筋临时连接，解除挂篮主桁架后支点锚固，安装水平顶推千斤顶，对称顶推挂篮前移，随挂篮前移缓慢放松挂篮尾部钢丝绳，将底模、侧模、主桁系统及内模滑梁一起向前移动，直至下一梁段位置；挂篮行走时，内、外、底模滑道在顶板及底板预留孔处及时安装滑道吊点扣架，保证结构稳定；移动匀速、平移、同步，采取划线吊垂球或经纬仪定线的方法，随时掌握行走过程中挂篮中线与箱梁轴线的偏差，

20、如有偏差，及时使用千斤顶逐渐纠正。（3） 挂篮就位后，用事先预埋的锚杆锁定挂篮主桁后支点，防止挂篮向前滑移；安装底模、侧模后锚杆、内模后吊杆，调整后滑梁架，调整模板位置及标高；待梁段底板及腹板钢筋绑扎完毕后，将内模拖动到位，调整标高后，即可安装梁段顶板钢筋。（4） 梁段混凝土浇注及预应力张拉完毕后，进入下一个挂篮移动循环。（5） 在逐段悬浇梁体时，箱梁截面尺寸仅表现在箱梁高度、腹板厚度、高度、顶、底板的厚度和各悬浇段的长度变化几方面；从而可将其分为箱梁外观尺寸变化和内腔尺寸变化两类。（6） 整个箱梁高度由7.5m变化至4.5m,主要由腹板的高度变化引起，因此,挂篮移动到待悬灌梁段后，只需通过调

21、整挂篮前下横梁的高度（即：升降挂篮主珩前下横梁内、外吊杆即可）；各悬浇段的长度最大4m，最小3m,其中侧模及底模单节长度均满足要求，内模通过增减拱肋数量亦可满足要求。（7） 整个箱梁腹板厚度由100cm变化至60cm，底板厚度由100cm变化至40cm，顶板厚度不变；每个梁段施工前调整内模的拱肋宽度和高度，局部增减组合钢模面板的数量，采用竹胶模替换亦可满足内腔截面尺寸线形变化。 4.8悬浇施工注意事项（1） 灌注混凝土使用混凝土泵一次灌注，一个墩上的两个悬臂梁块灌注应同时对称灌注，不平衡重不得大于20吨,混凝土灌注应从节段悬臂前端向后端浇注。（2） 梁段各节段混凝土在灌注前，必须严格检查挂篮中线，底模标高；纵、横、竖三向预应力束孔道；钢筋、锚头、人行道及其他预埋件的位置，认真核对无误后方可灌注混凝土。（3） 为了节约时间，每个梁段混凝土浇筑采用一次灌注成形，以减少接缝，保证混凝土浇筑质量。浇筑顺序为先底腹板倒角区底板腹板顶