双线铁路桥连续箱梁挂篮施工技术
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摘要：通过对广西某铁路特大桥主桥上部连续箱梁菱形挂篮结构设计、检算、拼装、试验，以及连续箱梁悬臂挂篮施工工艺介绍、线形监控，总结应用菱形挂篮施工的优、缺点，对今后挂篮施工具有一定的指导意义。
关键词：连续箱梁；挂篮；施工工艺；线形监控
1 工程概况
某双线铁路特大桥为广西境内某铁路电气化提速改造工程的关键控制工程之一，桥上线路设计为Ⅰ级双线电气化铁路，设计速度200km/h。全桥共有 17孔，孔跨布置为5×32m简支梁+（42m+2×64m+42m）预应力连续箱梁+8×32m简支梁，桥梁全长663.07m。根据设计要求，主跨箱梁采用悬臂浇筑施工工艺，然后通过合拢及体系转换成为连续梁。
6#、7#、8# 墩为连续梁主墩，每墩单悬臂设7个悬浇段 ―2×3m+2×3.5m+3×4m。梁段最长4.0m，最大重量110t。合拢段中跨和边跨各有2个，长2.0m，重量为48.8t，连续箱梁C50 砼总计2336.5m3，共有50个节段。
箱梁设计为单箱单室变高度变截面连续箱形梁，梁底曲线采用二次抛物线变化，梁高由 5.10m变化到2.90m。箱梁顶板宽为9.2m，底板宽为6.4m。连续箱梁采用三向预应力混凝土结构：梁体纵向预应力顶、底板及腹板钢束为9-7φ5高强度低松驰钢绞线，张拉控制应力为1302MPa；梁体横向预应力束采用3-7φ5高强度低松驰钢绞线，张拉控制应力为 1302MPa；竖向预应力筋为φ32精轧螺纹冷拉Ⅳ钢筋，张拉控制应力为584.5MPa。
2 菱形挂篮结构
本桥悬臂施工采用菱形挂篮，每个T构上一套，共三套。每个菱形挂篮有主纵桁梁、行走系统、底篮、后锚系统共四部分组成，每个挂篮自重42t。
主纵桁梁是挂篮的主要承重结构，桁架分两片立于腹板位置，其间用工字钢组成平面连接系。每片桁架主行杆件均用2片200mm 槽钢组焊而成，节点处用20mm节点板和M12螺栓连接。前梁由1片800mm工字钢组焊而成，中梁由120mm槽钢与钢板组焊成的1.2m高桁架。
行走系统为液压走行系统，走行轨道为500mm工字钢，每边2片置于腹板位置。挂篮前后车以反扣轮的形式沿轨道顶板下缘滑行，不须加设平衡重。液压缸分为后拉油缸、行走油缸、千斤顶油缸，每侧各一个。
图1 计算模型
底篮直接承受悬浇梁段的施工重量，由下横桁梁和底模纵梁及吊带组成。前后吊带的作用是为底模平台提供前吊点，承受约50%的挂篮荷载。后吊带从箱梁的底板预留孔中穿过，下端与底模平台相连，上端2台千斤顶和扁担梁支撑在箱梁底板顶面上。后吊带承受约50%挂篮荷载并将其传给箱梁底板。吊带采用32mm精轧螺纹钢筋。底模纵 梁 采 用430mm工字钢 ，横梁采用560mm工字钢。
后锚系统由下拉缸、锚固梁、后车组成，锚固采用双锚：一种是通过梁体腹板内的竖向预应力钢筋与走行轨相连，同时通过下拉装置将挂篮与走行轨相连；另一种是直接利用梁体腹板内的精轧螺纹钢直接与挂篮相连。挂篮设计时采用有限元计算分析，在挂篮的前吊点的横梁上施加的横梁自重、一半浇筑重量、底架和上平台一半重量外荷载，挂篮主桁重量和截面模量程序自行加载和计算，计算模型图 1：A点是后部锚固点，简化为自由铰支座。中部B点为运行器支承点，简化为固定铰支座，前部C点为外加荷载。计算结果为：中部B点单侧支承反力RB=93.54t，后部 A 点单侧锚固力RA=4637t，前端C点最大饶度δC=15.7mm，主桁的最大应力发生在后拉杆，最大应力σMAX=97MPa＜[σ]=180 MPa，主桁的稳定性大于5.0，满足要求。
3 挂篮拼装、试验
挂篮运至工地，首先进行试拼，以发现由于制作不精确及运输中发现变形造成的问题，保证正式安装时的顺利及工程进度。在陆地上拼装为走行轨、桁梁、底篮、工作台四部分后，然后用35t吊车将各部件吊至0#块顶拼装成整体。
挂篮吊上0#块安装就位，利用前横梁上四个悬吊吊点与预埋在箱梁顶板相应预埋的四根精轧螺纹钢相连，采用60t千斤顶分级加载的方法进行试验。通过两次试验，消除了挂篮的非弹性变形并测出弹性变形，为悬臂梁的线性控制打下了基础。
挂篮试验完毕，根据试验数据计算出挂篮的弹性变形，结合设计院提供的标高调整值，计算出每段梁的标高预抬值。挂篮分别走行到设计位置，利用双锚将挂篮锁定，调整底篮端头标高，底篮后端锚固在0#块混凝土上。
4 连续箱梁悬臂挂篮施工工艺图
图2 挂篮施工工艺流程图
本桥采用T型杆件搭设膺架，膺架直接支撑于承台上，上部铺设320工字钢作纵横梁，通过预压和预抬标高消除膺架系统的非弹性变形和弹性变形。模板调整到位后，按照设计图纸要求绑扎钢筋和安装预应力束，浇注0#块混凝土，养生并张拉压浆。
挂篮吊上0#块安装就位，浇筑1#块混凝土。1#块混凝土浇筑完毕后，准备挂篮走行。第一步：退开侧模，降低底架和侧模。第二步：顶升缸顶升，使移运器脱离主轨，下拉缸收紧，松开锚固梁螺栓20mm，下拉缸伸出，使锚固梁受力，解除主轨锚固。第三步：下拉缸收缩120mm，提起主轨后端和后车，插好后车柱销，下拉缸伸出，主轨由后车滚轮吊起。第四步：顶升缸伸出120mm，使前车滚轮带动主轨前端离开梁面100mm。第五步：利用行走油缸使主轨纵移到位并用压梁压紧。第六步：利用行走油缸使主梁纵移到位，并使前车落到主轨上，利用后拉缸，紧固锚固梁，完成纵移。挂篮走行到位后灌注下一梁段。
其他块件施工顺序依次为移挂篮、就位挂篮、调整模板、安装钢筋布波纹管、浇注砼、穿束张拉、封锚压浆。在砼施工过程中，T构两边要注意对称均衡作业，严格控制不平衡弯矩的产生，挂篮移动必须同时进行，移动速度不大于10cm/min；砼灌注必须同时对称进行，悬臂两端不平衡力距不得大于950t/m；预应力张拉必须严格控制，两端必须同时对称进行；施工用料尽可能堆放在0# 块；施工机械不得任意放置，尤其到最大悬臂时，非施工人员上桥需严格限制。
5 直线段施工
首先对直线段基础进行旋喷桩加固处理，然后浇注混凝土临时基础，利用T形杆件和 320工字钢在5#和9#墩搭设边跨8号、9号、10号梁段所用的支架。支架形成后采用沙袋对支架进行预压，经过反复加载试压后消除非弹性变形和测出弹性变形。安装底模，使用木楔调整模板标高，绑扎钢筋以及铺设预应力管道，最后浇筑10号、9号梁段混凝土。经养生完毕后拆模。
6 合拢段施工
悬臂梁施工完毕后利用7#墩一侧挂篮的底篮作平台，绑扎钢筋，安装预应力筋，用320 工字钢作体外支撑，张拉临时预应力束，完成合拢段混凝土。按顺序凿除临时支座，张拉后期预应力束，完成体系转换。
7 线形监控
线形监控就是对施工过程的主梁标高变化进行预计，并根据施工实际反馈标高及应力情况等修正模型，提出指导后续阶段施工的数据。渌水特大桥施工控制的原则是在保证大桥结构安全的情况下，使大桥线形平顺，符合设计要求，成桥线形宁高勿低，与控制目标最大误差不超过2cm，合拢段两侧标高相对偏差不超过1cm。
每次悬臂灌注之前由线控单位提供立模标高。施工单位在每悬灌一梁段后应及时测量各梁段的实际标高。通过计算和实际观测，我们对数据进行前进分析、倒退分析、参数调整，使每一节段的标高都在预测和控制之中，从而实现成桥时桥的线形完全符合设计要求。
8 应用菱形挂篮进行悬浇施工的体会
8.1. 优点
本桥菱形挂篮自重轻，在本桥施工中的利用系数达到了2.5，由此而带来在加工、运输、拼装、移动、拆除等方面的省力，进而达到节省资金的目的。挂篮结构简洁，受力明确，加载后的实际弹性变形与理论计算值相差不大，确保了全桥的线形控制。
8.2. 缺点
本桥挂篮外侧模设计略显单薄，加固时内外模间拉杆数量偏多，不利提高箱梁外观质量，宜增加外侧模桁架刚度，减少拉杆数量。挂篮横向纠偏无有力措施，如能在前吊带处加设液压式横移设备则会更好。
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