铁路跨高速公路挂篮连续梁施工技术研究

赵路

摘 要：本文主要围绕铁路跨高速公路挂篮施工进行论述，分析施工挂篮的形式、主要构造、施工特点，以及进行挂篮施工的优点，并介绍相应的工程施工实例，在此基础上，就挂篮施工的原理、浇筑施工流程、施工中的相关注意事项及施工安全等方面，探讨了挂篮连续梁的施工技术。

关键词：铁路;跨高速公路;施工挂篮;连续梁施工技术

0 引言

在铁路连续梁施工中，挂篮是一种重要的施工设备，对保证铁路连续梁的施工起着重要作用。但是在实际施工中，由于挂篮工程的类型多种多样，且设备设计与制造技术不统一，以及相关的安装与使用规范缺乏，导致挂篮难以重复建设和使用，甚至存在较大的安全隐患，从而导致坠落事故，影响施工。在施工过程中，应加强对挂篮施工的研究，把握此类工程的施工优势，掌握相应的施工要点和注意事项，严格按照相应的技术要求施工，从而提高工程的施工质量。

1 铁路跨高速公路施工挂篮分析

1.1 简介

挂篮是指沿轨道行走的活动设备，它位于已完成的悬臂梁段上，主要作用是辅助下一梁段悬浇施工，在新浇筑的梁段混凝土符合设计强度标准后，施加预应力，将挂篮前移到下一梁段施工阶段，并按分段前移方式辅助下一梁段浇筑施工，直至整个工程完工。

1.2 类型

根据自锚式施工挂篮结构，可将其分为有桁架式挂篮和斜拉式挂篮两种。桁架式挂篮根据自构成构建差异，可分为万能杆件挂篮、型钢组合桁架组合式以及贝雷梁（或装配式公路钢桁梁组合式）挂篮等类型。而根据桁架构成形状差异，可分为平弦无平衡重式挂篮、平行桁架式挂篮、菱形式挂篮和弓弦式挂篮等多种类型。

1.3 主要构造

挂篮构造主要包含以下几部分：

（1）承重结构。该部分为挂篮受力构件，主要有贝雷梁或万能杆件拼装的钢桁制成。

（2）悬吊系统。该部分主要是将张拉工作平台和底模架自重、荷重传递至承重结构上，其组成部分主要由螺纹圆钢和钻有销孔扁钢组成。

（3）锚固系统装置及平衡重。此项装置主要稳定挂篮行走状态，并防止浇筑混凝土梁段出现倾覆失稳问题。

（4）行走系统。该部分主要用于移动挂篮，其中，整体纵移时采用电动卷扬机进行牵引，并于挂篮上下分别铺设上下滑到，中间则使用滚轴或滑道。

（5）工作平台。该部分处于挂篮承重结构前端，主要是用于张拉预应力束、压浆等脚手架中。

（6）底模架。主要应用于钢筋绑扎、混凝土浇筑等操作工序中[1]。

1.4 特点

挂篮施工主要特点：第一，采用挂篮可承受施工中梁段自重和施工荷载;第二，基于挂篮设备材料，使得挂篮具有刚度大，变形小特点;第三，挂篮结构轻巧，便于前移;第四，挂篮设备适用于不同领域，适应范围广，且由于底模架升降便利，可适用于不同梁高环境施工中。

2 跨高速公路连续梁施工中挂篮施工优势

采用挂篮技术进行跨高速公路连续梁施工，其主要优点有：第一，采用全封闭挂篮设备施工，保证了高速公路梁下行车的畅通与安全，有利于实现桥梁施工的稳定。挂篮中的底模平台，主要是在其周围设置了封闭式安全防护系统，能加强对施工人员和行车安全的保护。在锚固系统中，在已浇注的箱梁上锚固承载装置，可以提高施工的安全性和便捷性。第二，在曲线连续梁悬灌施工工程中，采用特殊的挂篮设计方法，可以提高曲线段连续梁线型的平顺性。在挂篮施工中，选择适合施工工艺，人机结合模式的施工工艺，对提高施工质量措施和施工安全起着重要作用。

3 实例应用的分析

3.1 工程概况

某铁路跨高速公路，在挂篮设备的选择中，主要选择了制式杆件组拼形式的挂篮，由于该设备采用西乙型万能杆与部分新制杆件组拼而成，从经济上考虑，施工结束后可以回收再利用，有利于降低施工成本。考虑到施工挂索与荷载较大，该线施工主要采用下承式受力结构和全锚固、滑动式行走方式，并采用斜拉索索力来调节浇筑混凝土时发生的挂篮变形[2]。

3.2 技术参数

该铁路跨公路施工中，涉及相关参数：①最长浇筑节段：8 m;②最重浇筑节段396.1 t;③梁段双主梁间距：30.6 m;④单肢双主梁断面2.1×1.7 m;⑤挂篮重量：148 t;⑥挂篮前端最大变形：2 cm;⑦挂篮行走方式：滑动式移动;⑧锚固方式：全锚式;⑨模板系统重量45 t。

3.3 挂篮各部分组成

该工程挂篮为牵索式挂篮，主要包含牵索、承重、锚固、行走和模板五部分系统。

4 铁路跨高速公路挂篮连续梁施工技术

4.1 挂篮施工原则

在进行铁路跨高速公路挂篮连续梁施工中，要实现挂篮的有效利用，必须遵循相应的施工原则。一是选材应以钢构件为主，受力构件主要选用贝雷梁，选用的万能杆和钢板，要求有足够的强度，为减少挂篮自重应以轻钢为主。选用的吊杆应选用精轧螺纹钢。二是材料的选择要结合施工情况，确定适合结构和尺寸的材料，若有误差尽量进行调整，以保证其符合工程施工的要求。三是分析不同构件的焊接质量，既要保证焊接的牢固性，又要防止在施工过程中影响设备的正常使用。四是在實际施工中，要处理好复杂地形地貌对施工的影响，应选择适宜挂篮的型式和施工工艺。与此同时，为了掌握施工区域情况，必须对球铰进行三维坐标定位，以保证球铰的安装精度，提高转体连续施工的安全性和顺利性。五是在进行桥梁工程连续施工时，为充分发挥挂篮设备作用，要求做好标准化、规范化、精细化设计。六是施工期间要做好对挂篮施工的安全管理工作，每一阶段都要明确安全检查的重点，提高对施工过程中防电、防风及防坠落等安全要点的关注。七是在挂篮施工阶段，应根据施工特点，制定相应的安全检查工作表，并由专业人员进行检查、记录，尽可能早期排除其中的各种安全隐患，以确保挂篮施工的安全性[3]。

4.2 连续梁浇筑施工流程

拼装挂篮→挂篮走行→校正模板和安装钢筋、预应力→混凝土施工→张拉压浆→拆除模板与移动挂篮→拆除挂篮。

4.3 挂篮连续梁施工技术及注意事项

4.3.1 挂篮设计

挂篮系统由承载件、底模、侧模、行走件和锚固件组成。挂篮预制阶段设计时，应设置好顶梁的重量、长度、宽度等参数，以保证其强度达到施工要求。设计上还要求该装置具有良好的抗倾覆能力。设计时可选用菱形结构，此类挂篮整体变形较小，施工时方便进行结构调整。设计实践中，一方面，在进行梁段顶、底板设计时，需分别设置预留孔，以保证埋件位置合理，且与水平面保持垂直;若要将预留孔和底板上锯齿连接起来，禁止随意改变波纹管位置，以此防止损坏波纹管。在预留管周围增加加强钢筋，整体绑扎应按底板、腹板、顶板进行顺序排列。在钢筋固定预应力管道时，可采用钢筋焊接在钢筋骨架上的方法，并准确设置后锚预留孔，预留时可借助于横梁并利用千斤顶进行适当调整，然后对每一阶段的各操作步骤进行检查，以保证锚杆的安全可靠性。而在悬浇挂篮前，要做好各阶段的检查工作，以确保设备的安全稳定性。具体地说，在线形控制阶段，应建立桥梁静力线型综合分析程序，确定不同施工条件下挂篮的变力值和标高数据等相关参数，并结合模板安装高度的要求，对相应的参数进行优化调整，同时为了减轻桥梁施工过程中挠度变化对其影响，应加强梁段中线、高程等部位的控制力度，并确定焊接与结构螺栓等连接状态。

4.3.2 挂篮试验

在跨公路桥梁施工中，为了保证挂篮拼接后的后期使用安全，应进行挂篮荷载试验，检查挂篮承载力，确定该设备承重条件下的弹性变形参数，并采用适当的方式对挂篮构件或结构等进行相应的调整，从而实现对变形参数的有效控制及提高稳定性，确保挂篮使用的安全。首先，要保证两侧预制混凝土块堆载墩墩顶的施工进度一致，确定多个受力部位，采用钢丝滑轮机构进行荷载分配，并要求总荷载不少于最大墩墩重的120%，按逐级加载方式，最大墩墩重由60%～100%，再到120%，同时将两次加载的时间间隔控制在约30 min左右，而最后一次和前一次加载的时间间隔要求缩短1 h左右。通过观测杆件是否有裂缝，详细记录其应力、位移等相关参数，绘制力与位移曲线图，计算出挂篮的变形情况，安排相关技术人员在水箱内加载水，以保证二者的协调。实验后应对相关数据进行科学分析，并根据分析结果进行相应调整。

4.4 挂篮施工安全措施

为保证挂篮施工的安全性，可从以下几个方面进行考虑：一是在挂篮拼装试验阶段，要保证两段受力平衡，不能出现偏载，对不必要的施工荷载要加以控制，防止增加。二是在挂篮拼装、调试和试压过程中，要提高对用电安全的重视程度，并增加相应的消防设施。三是在安装挂篮过程中，要注意加强对安装工序的监督，确保安装质量，从而提高工程施工的安全性。四是底模平台安装完毕后，应对整个吊装系统进行系统的检查验收，严格控制分配梁、吊装系统的安装流程。五是挂篮安装和拆卸时，因其下部为高速公路，为了防止挂篮掉落等现象发生，应采用倒链与保险千斤绳相结合的方法进行安装。六是挂篮安装施工时，采用倒链锁吊装挂篮。在施工过程中，施工人员不得站在吊顶尾部进行相关作业，防止钢绞线造成人员伤亡。七是在进行挂篮试压时，为了保证相关人员的施工安全，禁止将施工人员留在挂篮台上。测量和观测时，要求有关人员在挂篮上停止装载并保持至少5 min的载重，以便能够进入挂篮平台。拼装挂篮时，为确保施工人员的人身安全，应在挂篮平台周围悬挂安全网，并用脚手板将底面封住，用铁丝加固脚手板[4]。

5 结语

挂篮作为铁路跨高速公路连续梁悬臂灌注的常用设备，对工程的顺利进行起到了重要作用。在铁路工程施工阶段，挂篮已被广泛应用，以保证工程施工的连续性，但在实际施工中仍存在一定的不足。为了更好地发挥挂篮设备的作用，在使用过程中应加强对挂篮设备的研究，提高对挂篮设备的认识，在此基础上，采取加强相关施工技术要点的掌握，保证其在铁路跨公路工程建设中的作用。

参考文献：

[1]赵洋.连续梁挂篮施工技术的难點[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（3）：224-225.

[2]赵双喜.京张铁路跨京藏高速公路挂篮悬浇施工技术[J].施工技术，2019，48（1）：1216-1218.

[3]蒋海涛.高速铁路桥梁跨既有营业铁路施工技术[J].铁道建筑，2020，60（11）：53-57.

[4]李炜东.高速公路桥梁连续梁挂篮受力性能与控制要点分析[J].公路工程，2018，43（5）：191-195.