淺談鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃施工

1、淺談鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃施工摘要：我國鐵路交通網(wǎng)絡(luò)日益膨大，要求鐵路建設(shè)工程不斷投入其中，而在遇到河流、繁忙的公路和鐵路、跨越深谷時，其它的橋梁施工技術(shù)難以達(dá)到施工要求，而掛籃施工技術(shù)以其獨有的設(shè)備投入少、技術(shù)含量高、預(yù)應(yīng)力和彎矩分布合理的優(yōu)勢在鐵路橋梁工程中廣泛應(yīng)用。本文就連鹽鐵路中山河特大橋連續(xù)梁掛籃施工進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：鐵路工程；連續(xù)梁；掛籃施工；1、工程概況連鹽鐵路中山河特大橋起訖樁號：DK155+163.750DK163+955.400，中心樁號DK159+559.575。該橋址于DK161+296.7DK161+368.7處跨越中山河，中山河規(guī)劃河道頂寬60m，底寬45m，深5m，流

2、向自右向左（自西向東），現(xiàn)狀為等外級通航，根據(jù)連鹽鐵路通航批復(fù)規(guī)劃為四級航道，規(guī)劃通航凈空為60×7.5m，線路與水流方向夾角右前角為86°。中山河特大橋跨河墩號為187190,該橋墩上跨結(jié)構(gòu)為（60+100+60）m。187190號墩均采用圓端形實體墩，187、190號墩采用1.25m鐵路橋梁鉆孔樁，188、189號墩采用直徑1.5m鉆孔樁。連續(xù)梁橋式結(jié)構(gòu)：（60+100+60）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，全長221.5m（含兩側(cè)梁端至邊支座中心各0.75m）。2、懸臂灌筑施工工藝流程圖掛籃懸臂灌筑施工工藝見“圖2-1 掛籃懸臂澆筑施工工藝圖”。安裝調(diào)試掛籃模板制作安裝箱梁底模

3、、外模鋼筋制作安裝鋼筋安裝波紋管、內(nèi)模灌注梁段混凝土及養(yǎng)生制作試塊錨具預(yù)應(yīng)力束準(zhǔn)備穿預(yù)應(yīng)力鋼筋束張拉機(jī)具準(zhǔn)備張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋束壓試塊壓漿機(jī)具準(zhǔn)備孔道壓漿掛籃前移就位,進(jìn)行下一梁段施工圖2-1 掛籃懸臂澆筑施工工藝圖3、掛籃安裝預(yù)留孔洞設(shè)置在0塊段施工時在箱梁頂板及底板預(yù)留Ø90mm孔道，以便于1塊及1塊段施工時掛籃安裝、平移，錨桿及孔洞周圍應(yīng)采用Ø10的鋼筋加強(qiáng)處理。具體見“圖3-2 掛籃安裝預(yù)埋孔洞示意圖”。圖3-2 掛籃安裝預(yù)埋孔洞示意圖4、菱形掛籃4.1掛籃各部件重量表本懸灌箱梁施工采用4套菱形掛籃，在菱形掛籃的設(shè)計中嚴(yán)格控制重量，目前，經(jīng)過嚴(yán)格的計算和優(yōu)化，每套掛籃及

4、附屬設(shè)備重量共計62.3581t，在設(shè)計圖紙規(guī)定的單套掛籃重量在90t以內(nèi)，四套掛籃總重量見“表4-1 掛籃各部件重量表”。掛籃各部件重量表 表4-1序號項目名稱材料工程數(shù)量單件重（kg）總重（kg）1主構(gòu)架組合件18956.598956.592前支座組焊件2175.65351.303軌道1500組焊件24297.867148.644軌道2000組焊件10393.023930.205墊枕組焊件2463.241517.766后錨上扁擔(dān)梁組焊件4153.84615.367后錨橫梁組焊件2838.561677.128外側(cè)模組合件25703.001406.009走行梁后吊桿Ø32精軋螺紋鋼1

5、6×2.5m10底模平臺邊后吊桿Ø32精軋螺紋鋼4×7.5m11外模走行梁組合件21444.852889.7012后錨桿Ø32精軋螺紋鋼12×4.5m13后支座組焊件2186.47372.9414內(nèi)模走行梁組合件21379.822759.6215后吊桿Ø32精軋螺紋鋼4×3.0m16吊桿扁擔(dān)梁組焊件6102.58615.4817內(nèi)模組合件14280.494280.4918底模平臺組焊件113013.4013013.4019走行梁前吊桿Ø32精軋螺紋鋼4×4.5m20底模平臺前吊桿Ø32精軋螺紋鋼

6、8×10.0m21前上橫梁組焊件12282.942282.9422吊桿墊梁組焊件4102.58410.3223螺旋千斤頂LQ322024走行梁吊桿墊梁組焊件432.56130.24合計62358.10（kg）4.2菱形掛籃部件組成分類掛籃由菱形主桁架、底模平臺、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)六大部分組成。（1） 主桁架主桁架是掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)。由2榀菱形主桁架、橫向聯(lián)結(jié)系組成。2榀主桁架中心間距為6.2m，高3.8米，每榀桁架前節(jié)點間距為5m，后節(jié)點間距均為5m，總長11m。桁架主桿件采用槽鋼焊接的結(jié)構(gòu)形式，節(jié)點采用承壓型高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)。橫向聯(lián)結(jié)系設(shè)于兩榀主桁架的豎桿上，其作

7、用是保證主桁架的橫向穩(wěn)定。（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。底模板采用大塊鋼模板；其中邊縱梁采用雙I36b工字鋼組焊，中間縱梁采用單I36b工字鋼，橫梁采用槽鋼14b組焊。前后橫梁中心距為5.2m，縱梁與橫梁螺栓聯(lián)接。（3） 模板系統(tǒng)外側(cè)模的模板采用大塊鋼模板拼組，內(nèi)模采用組合鋼模板拼組。外模板長度為4.3m。內(nèi)模板為竹膠板加支架結(jié)構(gòu)，內(nèi)模拆模后每一節(jié)段重新組裝。（4） 懸吊系統(tǒng)懸吊系統(tǒng)用于懸吊底模平臺、外模和內(nèi)模。并將底模平臺、外模、內(nèi)模的自重、梁段混凝土重量及其它施工荷載傳遞到主構(gòu)架和已成梁段上

8、。懸吊系統(tǒng)包括底模平臺前后吊桿、外模走行梁前后吊桿、內(nèi)模走行梁前后吊桿、墊梁、扁擔(dān)梁及螺旋千斤頂。底模前后橫梁各設(shè)4個吊點，橫梁的吊點均采用雙Ø32精軋螺紋鋼筋。底模平臺前端懸吊在掛籃前上橫梁上，前上橫梁上設(shè)有由墊梁、扁擔(dān)梁和螺旋千斤頂組成的調(diào)節(jié)裝置，可任意調(diào)整底模標(biāo)高。底模平臺后端懸吊在已成梁段的底板上和翼緣板上。外模走行梁和內(nèi)模走行梁的前后吊桿均采用單根Ø32精軋螺紋鋼筋。其中外模走行梁前吊點與走行梁銷接，以避免吊桿產(chǎn)生彎曲次應(yīng)力。（5） 錨固系統(tǒng)錨固系統(tǒng)設(shè)在2榀主桁架的后節(jié)點上，共2組，每組錨固系統(tǒng)包括2根后錨扁擔(dān)梁、2根后錨橫梁、6根后錨桿。其作用是平衡澆筑混凝土?xí)r

9、產(chǎn)生的傾覆力矩，確保掛籃施工安全。錨固系統(tǒng)的傳力途徑為主桁架后節(jié)點后錨橫梁后錨扁擔(dān)梁后錨桿箱梁頂板、翼板。（6） 走行系統(tǒng)走行系統(tǒng)包括墊枕、軌道、前支座、后支座、內(nèi)外走行梁、滾輪架、牽引設(shè)備。掛籃走行時前支座在軌道頂面滑行，聯(lián)結(jié)于主構(gòu)架后節(jié)點的后支座反扣在軌道翼緣下并沿翼緣行走。掛籃走行由2臺YCL60型千斤頂牽引主桁架并帶動底模平臺和外側(cè)模一同前移就位。走行過程中的抗傾覆力傳力途徑為主桁架后節(jié)點后支座軌道墊枕豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋。內(nèi)模在鋼筋綁扎完成后采用手拉葫蘆沿內(nèi)模走行梁滑移就位。4.3掛籃拼裝（1）掛籃零部件驗收掛籃制作完畢后，應(yīng)盡快檢查掛籃結(jié)構(gòu)各構(gòu)件是否按照設(shè)計圖紙及有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行

10、選材、加工、制作，尤其是對主要桿件焊接及螺栓連接處重點檢查檢測，確保強(qiáng)度、剛度符合要求，發(fā)現(xiàn)問題要及時糾正和整改。（2）掛籃試拼裝掛籃各部件檢測驗收合格后，組織人員在加工現(xiàn)場進(jìn)行結(jié)構(gòu)試拼裝， 并進(jìn)行荷載試驗以測定掛籃的實際承載能力和梁段荷載作用下的變形情況；加載時按施工中掛籃受力最不利的梁段進(jìn)行等效加載，試驗過程中加載分級進(jìn)行，測定各級荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度和最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力；根據(jù)各級荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度繪出掛籃的荷載撓度曲線，由曲線可以得出使用掛籃施工各梁段時將產(chǎn)生的撓度，為大橋懸臂施工的線性控制提供可靠的依據(jù)；根據(jù)最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力，可以計算掛籃的實際承

11、載能力，了解掛籃使用中的實際安全系數(shù)，確保安全可靠。（3）掛籃安裝掛籃在加工現(xiàn)場試拼檢測合格后，將各部件運至施工現(xiàn)場正式在188#、189#墩頂0#塊段上拼裝；拼裝完畢后，對掛籃加載進(jìn)行預(yù)壓，充分消除掛籃產(chǎn)生的非彈性變形；懸臂澆注施工過程中，將掛籃的彈性變形量納入梁段施工預(yù)拱度計算中，在掛籃安裝過程中，所有掛籃零部件都通過托車,而后采用履帶吊將其各部件調(diào)運就位，具體安裝步驟如下： 桁結(jié)構(gòu)拼裝在188#、189#墩頂0#段頂板上，測量放樣用墨線彈出箱梁中線、掛籃軌道中線和軌道端頭位置線，并用高標(biāo)號砂漿找平軌道底面。起吊軌道，對中安放，連接錨固梁；安裝軌道錨固筋，將錨梁與豎向預(yù)應(yīng)力筋連接后，對每根

12、錨筋施以350400kN的錨固力，在軌道頂安裝前支點滑輪，后結(jié)點處臨時設(shè)置支承墊塊。利用履帶吊將拼組好單片主桁菱形體安裝就位，并采取臨時固定措施，保證兩主桁片穩(wěn)定。安裝主桁后結(jié)點處的分配梁、千斤項、后錨桿等，將主桁后結(jié)點與分配梁連接并通過錨固筋與頂板預(yù)留孔錨固。安裝前上橫梁，而后按先下后上的順序安裝上、下平聯(lián)桿件。安裝吊桿、拆除后錨臨時支撐墊塊。 底平臺拼裝主桁架系統(tǒng)安裝完畢，檢查錨固、連接按設(shè)計要求到位后進(jìn)行底平臺系統(tǒng)安裝。利用托架鋼管立柱，在其上焊接懸臂梁，將底籃前、后橫梁吊放于懸臂梁上，并用倒鏈將橫梁與懸臂梁臨時固定；而后將底模吊放于前、后橫梁上，前橫梁吊桿與主桁橫梁吊桿連接，后橫梁與1

13、#段底板預(yù)留孔下穿的后吊桿連接，并錨固于1#梁段底板；解除臨時鎖定倒鏈，最后安裝底平臺前端及后端工作平臺。 模板系統(tǒng)拼裝底平臺拼裝完畢，經(jīng)檢查各部連接與設(shè)計吻合，且穩(wěn)定牢固后，進(jìn)行側(cè)模拼裝。將側(cè)?；朗孪劝惭b于側(cè)模架上，臨時固結(jié)，然后用履帶吊整體將側(cè)模與滑道吊其至指定位置，利用側(cè)模前、后吊帶將側(cè)?；赖跗?，使側(cè)模骨架懸掛在側(cè)?；郎希缓笥玫规溦{(diào)整側(cè)模位置使其準(zhǔn)確就位，最后安裝側(cè)向工作平臺。底、腹板鋼筋綁扎完畢后，進(jìn)行內(nèi)模拼裝。在橋下將內(nèi)?；?，拱肋連接成一個整體，用塔吊起吊，通過內(nèi)?；狼?、后吊桿將內(nèi)滑道吊起，使拱肋懸吊于滑道上。調(diào)整拱肋尺寸，確保在拱肋上拼裝面板組合鋼模，而后加固與拱肋成一

14、整體，而后調(diào)整拱肋間距達(dá)到設(shè)計尺寸。底、側(cè)模拼裝完畢后，安裝端頭鋼模。在橋下將工作平臺組裝成一個整體，用倒鏈懸掛于主桁系統(tǒng)上，以便隨施上需要進(jìn)行升降。4.4掛籃預(yù)壓為節(jié)省施工時間,掛藍(lán)進(jìn)場后用2臺400噸千斤頂在場地上進(jìn)行反壓壓載試驗，以驗證掛籃系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，消除掛籃的非彈性變形，針對掛籃前端撓度及引起主桁架變形的原因，并測出力與位移的關(guān)系，作為施工時底模板立模和調(diào)整標(biāo)高的依據(jù)。加載方法根據(jù)現(xiàn)場的實際條件采取千斤頂和錨固于主桁上反壓加載，加載重量采用1.2倍的4#段箱梁混凝土重量+掛籃除主桁外的所有構(gòu)件重量。荷載按設(shè)計的60%、100%及120%三級加載。4.5懸澆施工線型控制本箱

15、梁位于直線段，為確保合龍的精度和線型的美觀，梁體線型控制是懸澆施工的關(guān)鍵技術(shù)；線型控制主要包括三個部分：各節(jié)段的標(biāo)高控制、中線控制、斷面尺寸控制。（1） 標(biāo)高控制連續(xù)箱梁在懸澆時各種因素影響會使懸臂端產(chǎn)生下?lián)?，主要包括三個方面：一是結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力施工；二是施工荷載、掛籃自身結(jié)構(gòu)的變形；三是氣溫影響。施工中主要通過合理設(shè)置模板的預(yù)抬高量來消除這些影響;懸澆塊模板預(yù)抬高量考慮如下因素：梁體懸臂結(jié)構(gòu)對各截面產(chǎn)生的撓度f1；梁體上施工荷載對各截面產(chǎn)生的撓度f2；掛籃前吊點的彈性變形1；掛籃前主橫梁的彈性變形2；掛籃前支點被壓縮引起前吊點的豎向變形3；掛籃后錨點抬高引起前吊點的豎向變形4；氣溫變化引起

16、的豎向變形5；箱梁各梁段立模標(biāo)高設(shè)計標(biāo)高預(yù)拱度掛籃滿載后的自身變形，其中徐變對撓度的影響除作計算分析外，應(yīng)作現(xiàn)場徐變試驗對比，以使徐變系數(shù)取值更加符合工程實際。（2） 中線控制可利用導(dǎo)線點計算出各節(jié)塊端截面中心點坐標(biāo)，采用全站儀現(xiàn)場測放。（3） 斷面尺寸控制在掛籃模板設(shè)計時，適當(dāng)減小了底模同已完節(jié)段的搭接長度，利用腹板通風(fēng)孔，在待澆段適當(dāng)增加橫向?qū)瓧U，保證各節(jié)段間接縫的平順，在混凝土澆筑前嚴(yán)格認(rèn)真復(fù)核模板尺寸，確保梁體結(jié)構(gòu)尺寸的準(zhǔn)確性。4.6懸澆段施工掛籃預(yù)壓施工完畢，根據(jù)預(yù)壓結(jié)果重新調(diào)整模板高度，進(jìn)行箱梁腹板鋼筋綁扎，預(yù)應(yīng)力鋼束或鋼筋套管就位后，吊裝內(nèi)?；葡到y(tǒng)，拼裝內(nèi)模；再按圖紙鋪設(shè)鋼筋

17、、放置預(yù)埋件和布置預(yù)留孔。凡與掛籃施工有關(guān)的預(yù)埋件和預(yù)留孔在布置時應(yīng)確保其位置精度，以便于掛籃安裝。最后整個模板形成以下體系：底平臺座落在前下橫梁和后下橫梁的工字鋼上，皆通過吊桿分別掛在前橫梁上和已澆注0#塊段箱梁上；外模系統(tǒng)通過吊桿掛在前上橫梁和已澆注0#塊箱梁上；內(nèi)模系統(tǒng)通過吊桿掛在前上橫梁和已澆注0#塊塊箱梁上；兩側(cè)外模面板始終夾住底模兩側(cè)，外?？蚣苌?、下均設(shè)置固定桿件，下部固定桿件位于底平臺之下，用4根Ø30mm精軋螺紋鋼拉桿將兩側(cè)外模拉住，上部固定桿件位于箱梁頂板之上，同樣采用4根Ø30mm精軋螺紋鋼拉桿將兩側(cè)外模拉住，腹板處利用箱梁通風(fēng)孔采用上下兩排Ø

18、30mm精軋螺紋鋼拉桿拉住，內(nèi)、外模系統(tǒng)由設(shè)置在框架上的對拉螺桿拉??；混凝土澆注時采取自掛籃懸臂端向固定端施工的順序一次性澆注混凝土；在混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計圖紙要求，齡期不少于5天，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束和預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉；其它未盡事宜參見鋼筋、預(yù)應(yīng)力、混凝土及養(yǎng)生。1#塊澆筑張拉后，即進(jìn)行2#塊施工，先落下底模、內(nèi)模，松開側(cè)模拉桿，將掛籃移動到2#梁段，主要工序同1#塊施工；其他懸澆梁段施工與此相同，逐段進(jìn)行2#12#段施工。4.7掛籃的移動在每一梁段混凝土澆注及預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，掛籃將移至下一梁段位置進(jìn)行施工，直到懸臂澆注梁段施工完畢，掛籃前移時工作步驟如下：（1） 當(dāng)前梁段預(yù)應(yīng)力張拉、壓

19、漿完成后，進(jìn)行脫模(脫開底模、側(cè)模和內(nèi)模)：解松內(nèi)、外滑道及前、后橫梁內(nèi)、外吊桿，使其側(cè)模、底模及內(nèi)模與箱梁混凝土分離，但依舊穩(wěn)固懸吊于滑道上。（2） 接長前端軌道并用腹板內(nèi)的豎向預(yù)應(yīng)力筋將走行軌與梁體錨固，為安全起見掛籃尾部用鋼絲繩與豎向錨筋臨時連接，解除掛籃主桁架后支點錨固，安裝水平頂推千斤頂，對稱頂推掛籃前移，隨掛籃前移緩慢放松掛籃尾部鋼絲繩，將底模、側(cè)模、主桁系統(tǒng)及內(nèi)?；阂黄鹣蚯耙苿?，直至下一梁段位置；掛籃行走時，內(nèi)、外、底?；涝陧敯寮暗装孱A(yù)留孔處及時安裝滑道吊點扣架，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；移動勻速、平移、同步，采取劃線吊垂球或經(jīng)緯儀定線的方法，隨時掌握行走過程中掛籃中線與箱梁軸線的偏差，

20、如有偏差，及時使用千斤頂逐漸糾正。（3） 掛籃就位后，用事先預(yù)埋的錨桿鎖定掛籃主桁后支點，防止掛籃向前滑移；安裝底模、側(cè)模后錨桿、內(nèi)模后吊桿，調(diào)整后滑梁架，調(diào)整模板位置及標(biāo)高；待梁段底板及腹板鋼筋綁扎完畢后，將內(nèi)模拖動到位，調(diào)整標(biāo)高后，即可安裝梁段頂板鋼筋。（4） 梁段混凝土澆注及預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，進(jìn)入下一個掛籃移動循環(huán)。（5） 在逐段懸澆梁體時，箱梁截面尺寸僅表現(xiàn)在箱梁高度、腹板厚度、高度、頂、底板的厚度和各懸澆段的長度變化幾方面；從而可將其分為箱梁外觀尺寸變化和內(nèi)腔尺寸變化兩類。（6） 整個箱梁高度由7.5m變化至4.5m,主要由腹板的高度變化引起，因此,掛籃移動到待懸灌梁段后，只需通過調(diào)

21、整掛籃前下橫梁的高度（即：升降掛籃主珩前下橫梁內(nèi)、外吊桿即可）；各懸澆段的長度最大4m，最小3m,其中側(cè)模及底模單節(jié)長度均滿足要求，內(nèi)模通過增減拱肋數(shù)量亦可滿足要求。（7） 整個箱梁腹板厚度由100cm變化至60cm，底板厚度由100cm變化至40cm，頂板厚度不變；每個梁段施工前調(diào)整內(nèi)模的拱肋寬度和高度，局部增減組合鋼模面板的數(shù)量，采用竹膠模替換亦可滿足內(nèi)腔截面尺寸線形變化。 4.8懸澆施工注意事項（1） 灌注混凝土使用混凝土泵一次灌注，一個墩上的兩個懸臂梁塊灌注應(yīng)同時對稱灌注，不平衡重不得大于20噸,混凝土灌注應(yīng)從節(jié)段懸臂前端向后端澆注。（2） 梁段各節(jié)段混凝土在灌注前，必須嚴(yán)格檢查掛籃中線，底模標(biāo)高；縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力束孔道；鋼筋、錨頭、人行道及其他預(yù)埋件的位置，認(rèn)真核對無誤后方可灌注混凝土。（3） 為了節(jié)約時間，每個梁段混凝土澆筑采用一次灌注成形，以減少接縫，保證混凝土澆筑質(zhì)量。澆筑順序為先底腹板倒角區(qū)底板腹板頂