高速铁路大跨度桥梁挂篮施工技术研究

姚金旺

摘  要：我国高速铁路大跨度桥梁工程施工经常运用挂篮施工技术，此项技术使用的设备类型简便，并且施工过程的操作性较强，不仅能降低项目施工对人力的要求，还能缩减施工难度，灵活应用挂篮施工技术，施工单位还可节省人力、物力以及财力成本，可以尽可能满足大跨度桥梁施工的质量要求，也能为施工单位带来更多的经济效益。由此可见，挂篮施工技术在大跨度桥梁施工中具有极大的优势。针对此，围绕工程案例，简要分析了高速铁路大跨度桥梁挂篮施工技术，以期为后续施工奠定良好的基础。

关键词：高速铁路  大跨度桥梁  挂篮施工技术  工程研究

中图分类号：TU74

Research on Cradle Construction Technology for the Large-Span Bridges of High-Speed Railways

YAO Jinwang

（Beijing Tiecheng Construction Supervision Co.， Ltd.， Beijing， 100000 China）

Abstract： The construction of the large-span bridge projects of high-speed railways often uses cradle construction technology in China. The types of equipment used in this technology are simple and have strong operability in the construction process， which can not only reduce the manpower requirements of project construction， but also reduce construction difficulty. The flexible application of cradle construction technology can save the labor， material and financial costs of construction units， meet the quality requirements of large-span bridge construction as much as possible， and also bring more economic benefits to construction units. It can be seen that cradle construction technology has great advantages in the construction of large-span bridges. In response to this， this paper conducts a brief analysis of cradle construction technology for the large-span bridges of high-speed railways based on engineering cases， in order to lay a good foundation for subsequent construction.

Key Words： High-speed railway; Large-span bridge; Cradle construction technology; Engineering research

1  工程概况

1.1  项目情况

该项目采用的是预应力混凝土连续梁，其规格为48 m+2 m?80 m+48 m。该梁体是单箱单室变截面箱梁，其顶部宽度12.5 m，桥梁总宽约13 m。经现场勘查，该桥梁的底板、顶板部分向内侧加厚，并基于直线性变化。全联在端支点和中支点设有5道横隔板，在中支点截面中心线位置，梁高接近6.7 m，跨中8 m，直线段和边跨13.4 m，直线段截面中心线位置的梁高约3.9 m。梁体使用的是C50混凝土，进行悬灌施工。此外，全梁共有3个0#块段，其长度12.3 m，悬臂浇筑段的长度是2.7 m?2 m+3.1 m+7 m?3.5 m。

1.2  工程特点

该工程处于梁场首架通道上，是项目工期的核心工程；该工程建设规模大，施工工期紧张，各部门的工作任务相对繁重，并且需要做好各部门与工种施工的协调，还要严格管控施工质量，确保工程施工的安全性；该工程的墩身较高，连续梁跨度大，存在很多安全和质量风险；该工程对生态环境的保护以及水土保持等有着极高的要求，所以施工过程中需要科学处理施工对环境的影响。针对施工产生的建筑垃圾以及人员的生活垃圾，需要妥善处理，以免进入地下、河流而影响水资源和生态环境。

2 大跨度桥梁挂篮施工工艺

2.1  施工工艺

该项目施工工艺如图1所示。工程0#块和直线段外模使用的是钢模板，其底模和内模使用的是竹胶板，至于悬臂节段主要使用钢模进行作业。为保证施工质量，施工单位还设置拉杆进行固定[1]。项目使用的钢筋材料主要是加工厂制作的半成品，将其运输到现场并绑扎成形。至于梁体混凝土，则是进行分阶段浇筑。

2.2  施工准备及规范要求

该工程施工前，施工单位需要对参建人员进行健康及精神状态检查，不断优化人员质量。施工前还要由技术人员为施工人员进行技术交底，确保施工人员全面了解并掌握挂篮施工技术的要点与注意事项，再明确安装与施工规范，也能保证施工人员严格按照施工要求进行作业。因挂篮施工需要借助电力为设备提供动力，并且施工人员在临时生活区域也需要使用电力，所以施工现场要做好电力使用管控工作，配备消防设备，以防出现漏电、火灾等事故。施工单位还要做好现场人员的用电规范教育，帮助人员形成良好的安全意识，也能提高他们的安全施工水平，项目施工的质量与安全性都可得到保障[2]。

3 大跨度桥梁挂篮施工要点

3.1 支撑架安装

3.1.1  0#块梁柱式支架安装

该工程施工中，0#块使用的是梁柱式支架结构施工，其支架安装于承台预埋钢板上，在墩身两侧对称布置支架。工程使用的支架支撑立柱为直径630 mm、厚度8 mm的钢管；横桥向两排，各钢管间的距离约5.6 m；纵桥向为一排，间距约2.9 m。其柱顶分配梁使用的是横桥向三拼I45b工字钢，工字钢上装有100 m?100 m的横桥向方木，其间距为0.25 m。

安装支架过程中，在承台操作时需要在混凝土表面预埋钢板，钢板尺寸是75 cm?75 cm，厚度约10 mm。每一钢板都有4根锚固钢筋，其长度是125 cm。至于钢管柱和预埋钢管，是通过焊接进行连接，在钢管柱间使用槽钢焊接进行连接。同时，施工人员还需安装分配梁、做好临边防护。

3.1.2 边墩直线段支架安装

边墩直线架使用的是钢管支架现浇法进行作业。支架对称装设在墩身两侧。该支架立柱使用的钢管厚度约8 mm，直径630 mm，横桥向两排，间距为5.8 m。纵桥向两排，第一排支架安装在承台预埋钢板上，和墩边相距1.55 m；第二排支架则是安装在条形基础上，和第一排支架的距离是4 m。

3.2  支架预压

支架预压使用的是混凝土预制块以及钢筋材料，其预压重量应是梁体重量的1.2倍，同时不可小于支架承受的最大施工荷载的110%，其可防止支架的非弹性变形。首先，施工人员需要合理布置测点，观测点通常布设在箱梁两侧的翼板边缘以及底板中间部位，该工程每一断面设有5个测点。在纵向0#块两侧的支架位置分别设置2个断面，直线段设有2个断面。完成测点布设后可对不同点的高程进行实时测量与记录[3]。同时，施工人员还应在对应的管桩基础周边设置测点，以便观测现场的沉降、变形等情况。

3.3  支座安装

在进行支座的安装之前，施工人员需要对预设的锚栓孔和高度进行核实。彻底清除预设锚栓孔中的杂质，并合理安装灌浆所需的模板。同时，还要用水湿润支撑垫石的表面，并彻底清除预设锚栓孔中的积水。灌浆所需的模板应采用预制钢模，并在其底部铺设4 mm厚的橡胶防漏条，然后利用膨胀螺丝将其稳固地固定在支撑垫石的顶部。

在灌浆过程中，施工人员采取的是重力灌浆技术。在开始灌浆操作之前，需要对浆体的体积进行准确的预估，并确保所需的材料充足。关于灌浆口的高度，必须确保灌浆的密实性，实际的体积数量与预测值之间的偏差应尽量小，同时也要防止在灌浆过程的中段出现浆液不足的情况[4]。

3.4  挂篮施工

该工程使用的是菱形挂篮。在挂篮拼装环节，在其出厂前需要进行试拼检查和验收，拼装过程中需要结合构件编号和安装图纸进行。

在项目建设时，施工人员需要完成预应力筋拉伸作业，还要对箱梁的底部和上部进行平整处理，同时放置钢枕。对于预应力筋的竖直部分，应该从0#段的中心开始，逐步向两侧布置轨道，然后测量轨道的中心距离，确定没有任何问题后可以使用螺丝将轨道固定。此外，施工人员需要进行前后支座的设置和菱形桁架的吊装[5]。因为受到起重能力的约束，桁架需要分为两片进行安装，首先吊装一片并做好临时支撑，再吊装另一片，最终将两片连接到一起。使用精轧螺纹钢筋和扁担梁把桁架的尾部牢牢固定在轨道底部的钢枕和梁表面，再进行前上横梁和前后吊筋的吊装。在进行防护吊架、底模架和底模的安装之前，需要先把外侧模的走行梁放进0#段的外模框架中，在此基础上，再进一步安装上前后的吊架和吊筋。同时，施工人员需要吊起外侧模，利用5 t的倒链将其移到1#块的位置。最后，把内模架的走行梁放进0#段的内模架中，同时也要把前后的吊架和吊筋都安装上，最终才能进行内模的安装。

在使用挂篮之前，需要进行移动和静态负载试验。挂篮的预压负载是1.2倍梁段的最大建筑负载。在横向测点位置，施工人员安排了0#块支架，并在垂直方向上的每个挂篮的前部和后部都设有一个监测断面。在加载过程中，保证两个挂篮的对称性和平衡性，并根据其最大建筑负载来进行加载。在每级加载完成1 h以后，施工人员需对悬挂篮的变形情况进行检查。在全部加载完成后，施工人员须在1 h内再次检查其变形情况，然后持续进行4 h的预压操作。只有在两次检查的变形数据间的偏差低于2 mm，才能终止监测工作。

在挂篮前移的过程中，首先要完成的步骤是将接长挂篮轨道并进行锚固处理，还要取下底模的后吊带以及内外模的前后锚杆。同时，需要确保模板与混凝土分离，内模和内模架应位于降低的内滑梁上，而外模板则应位于底模的行驶纵梁上。最后，需要移除主框架的后锚杆，以便后支座能够承受压力。然后解除底模的前吊带，使得底模能够离开梁体大约100 mm，并进行行驶前的安全检查[6]。检查的关键部位包括挂篮两条轨迹的水平性以及是否与桥梁的中心线保持一致，还要检查轨道的稳定性和支撑状态，以及挂篮前后支座上是否有施工人员进行作业。通常每个主桁架均使用一个10 t的倒链条来驱动，可以促使挂篮的底模、侧模以及内模一起向前移动。

另外，合龙段施工。合龙段采用的是吊架法施工，以边跨合龙段施工为例，施工期间需要使用挂篮模板，在已浇成的10#段和直线段底板等处预留孔洞，再借助预应力粗钢筋、底模架横等构建合龙段施工吊架。在设平衡重前，施工人员需要测量梁段中心及高程，如果其偏差超过15 mm，需要及时报给设计、监理单位，在得到批准后采取纠正措施。设置平衡重时，主要利用平衡法浇注，不论是在T沟梁段两端还是边跨直线段，都要使用水箱作为平衡重。浇注混凝土时，单位还要派遣专人严格按照浇注速度放空水箱。最后，挂篮拆解。在对挂篮拆卸过程中，需要按照首先移除桥面的底层结构，再移除前面上部构件的步骤来操作[7]。在移除桥面底层结构的同时，也要对桥面的顶层结构进行暂时固定，这样做可以避免结构的不稳定。如果受到实际环境的限制，挂篮应先从最后悬灌施工节段退至拆卸位置，后退前还要先移除挂篮的侧边和底边的配套结构，以便最大限度地降低挂篮移动时对底边结构产生的负担，也能确保挂篮移动的安全。

4  结语

总而言之，挂篮施工技术可以提高大跨度桥梁施工的质量与效果，但具体施工中，施工单位应合理进行施工准备，再严格按照工程标准进行施工，其不仅能提高工程施工的质量与效率，施工单位的综合效益也能得到保障。

参考文献

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