中铁大桥局集团第四工程有限公司南京211800
摘要：在铁路桥梁建设的施工工艺中悬臂挂篮施工是最为常见的施工方法。结合具体工程实例，介绍了连续梁桥悬臂挂篮施工0#、1#段施工，挂篮悬浇节段施工，边跨现浇段施工，合龙段施工4个重要阶段，探讨了悬臂挂篮施工技术，并指出了各个阶段需重点注意的施工注意事项，为铁路桥梁施工的具体工作提供借鉴与参考。此项技术具有施工方便、结构轻盈，成本低等显著优点，在实际工程中具有优良的应用价值，值得在桥梁施工中进一步推广并应用。
关键词：铁路桥梁；连续梁桥；悬臂挂篮；施工技术
引言
随着国家现代化建设规模不断提高和发展，铁路运输行业发展与时俱进，国家在铁路建设中投入了大量人力、物力和财力，铁路建设发展规模不断提高，桥梁的建设占有很大比重。在铁路桥梁工程的建设过程中，悬臂挂篮施工以其对起吊设备、运输设备要求低，不需预制场地、主梁形成整体性好等优点，是国内外大跨径预应力混凝土连续梁桥及连续刚构桥最常用的施工方法之一。本文通过对悬臂挂篮施工技术在公安长江公铁两用特大桥引桥（50+80+50）m连续梁中的应用进行了细致的研究，为广大桥梁建设工作者提供借鉴与参考。
1工程背景
公安长江公铁两用特大桥引桥采用了（50+80+50）m的预应力混凝土连续箱梁桥跨结构。梁体为单箱单室的变截面结构。箱梁顶宽12.0m，箱梁底宽6.60m；顶板厚度48.5cm，腹板厚55~85cm，底板厚度为50~80cm，按曲线线形变化；全联在端支点、中跨跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板中间设有过人孔洞，供检查人员通过。桥面宽度：桥面全宽12.0m，防撞墙内侧净宽8.7m，接触网支柱中心距对应侧线路中心为3.45m，轨底距箱梁翼缘端部（平坡段）顶面高度为71cm；梁全长为179.8m，计算跨度为49.3+80+49.3m，中支点处梁高6.885m，跨中截面梁高4.085m，梁底下缘按圆曲线变化，圆曲线半径为R=252.516m，箱梁底板上缘圆曲线半径为R=286.507m，边支座中心线至梁端0.60m。全桥采用悬臂挂篮施工法。
2悬臂挂篮施工技术原理
悬臂挂篮施工从施工原理的角度上看，其应属于悬臂浇筑法中的一种施工技术。挂篮属于悬臂浇筑法施工的主要设备，主要有压重式、自锚式、斜拉式，国内常用的挂篮为自锚平衡式。挂篮施工是以桥墩为主要支撑点，同时向两侧分段浇筑混凝土，待混凝土达到强度后，张拉预应力钢绞线，再向前推进挂篮，进行下一段浇筑，直至到达合龙段。挂篮既是一个承重结构，又要充当操作平台，因此在挂篮的设计中要设计出强度大、稳定性强、运动轻巧的挂篮，尽量减轻挂篮自身的重量，保证挂篮施工的质量和安全。
3悬臂挂篮施工
结合工程具体实例，公安长江公铁两用特大桥引桥连续梁桥施工主要分为4个阶段：悬臂挂篮施工0#、1#段施工，挂篮悬浇节段施工，边跨现浇段施工，合龙段施工。下文通过4个阶段详细分析悬臂挂篮施工在工程实际的应用。
3.1墩顶现浇段（0#、1#段）施工
墩顶现浇梁段（0#、1#段）采用临时墩旁托架法施工，先浇0#节段，再浇1#节段，墩梁临时固结通过设置临时锚固支墩和锁定支座的方式来实现。先在场地上进行钢筋和模板的加工，并同时进行托架的制作和安装，然后进行模板安装、0#块钢筋的绑扎，之后再进行混凝土的浇筑、养护，最后张拉预应力、灌浆、封锚。
值得注意的是，0#段底模安装前，进行0#段墩顶支座安装。在支座安装过程中，支座的位置应准确把握（确定支座的中心线及标高）。并且在支座的灌浆应当采用专业级别的，灌浆量应当准确计算，不宜误差过大，量过少的话将导致缺浆。为了满足成桥后支座位移量不超过其允许值，确保支座使用寿命和正常工作，需对活动支座上摆进行设偏，固定支座不设偏。
3.2挂篮悬浇节段施工
（1）挂篮设计、安装及静载试验
公安长江公铁两用特大桥引桥连续梁采用菱形挂篮。菱形挂篮具有结构简洁、受力明确、整体刚度较大、变形小、加工制作简单、安装方便、适用性强和成本低的优点。
本挂篮主要由主桁架、底模平台及吊挂系统、内外模吊挂及走行系统、后锚固、内外模、施顶系统等组成。挂篮悬浇施工时，作用于底模平台上的荷载通过前后吊挂支承在已完成梁段及挂篮前上横梁上，前上横梁上的荷载传于挂篮两片主桁架，挂篮主桁架通过前支座支撑于前一节段混凝土梁面上，挂篮主桁尾部设后锚固，以平衡前端产生的倾覆力矩；挂篮滑道锚于箱梁顶上，后勾板反扣于滑道上，千斤顶牵引挂篮主桁走行。挂篮结构见“图1挂篮结构示意图”。
图1挂篮结构示意图（单位：cm）
墩顶0#、1#块预应力筋张拉完毕后，在0#、1#块上拼装挂篮。组拼顺序为：安装下滑道、前支点及后勾板→组拼菱形挂篮主桁及其连接系→安装后锚固→安装前上横梁→拼装挂篮底模平台→提升并收紧挂篮底模平台→安装外模、外导梁及其吊挂→安装内模、内导梁及其吊挂。
静载试验以连续梁悬臂施工最重节段重量值作为试验荷载值。对于（50+80+50）m连续梁，以2#段重量值为试验荷载值。2#段混凝土为1610kN，节段长度3.5米。挂篮静载试验按照2#梁段的1.2倍进行压重，分三级进行：0→50％→100％→120％→卸载，每级荷载加载后均要进行测量并记录数据，为立模标高提供依据。
挂篮静载试验拟采用液压千斤顶自平衡加载的方式进行。在1#节段腹板设置预埋板，挂篮安装完成后，在1#块预埋板上焊接牛腿至挂篮前支点处。在挂篮前、后4个支点处各放置1台100t千斤顶，后支点千斤顶直接顶在1#节段底腹板处，前支点千斤顶顶在焊接牛腿处，通过千斤顶对挂篮4个支点分级加载。
（2）悬臂浇筑施工
悬臂浇筑节段施工主要包括挂篮前移、挂篮调整及锚固、钢筋及预应力孔道安装、混凝土灌注及养护、预应力张拉、孔道压浆六个工序循环进行。悬臂浇筑节段的钢筋及预应力孔道安装、混凝土灌注及养护、预应力张拉、孔道压浆施工工艺同0#、1#块施工。
悬浇过程中桥梁线形控制非常重要，是衡量连续梁桥整体施工质量的关键要素。连续梁桥施工线形控制主要是对标高和平面位置的线形控制。平面位置通过锁定挂篮可以有效的控制，但挠度控制的好坏直接影响到连续梁桥成桥后正常使用状态下的线形。铁路桥梁的不同施工阶段，其相应的内力变化也各不相同，内力的变化可以通过预埋应变片等辅助设备来观察，以便计算出变化是否在允许范围内。对于桥梁线形的观察，可以利用线形监控测试系统来观测，对不同时间范围内的变形实施准确的监控，一旦发现问题及时调整，确保桥梁整体线形满足要求。
对于悬臂挂篮施工应特别注意如下问题：①梁段的预留孔洞一定要准确无误，不得遗漏，孔洞四周应进行钢筋补强；②需清理干净走行路径上的障碍物，保证挂篮顺利前行；③挂篮前移两端必须对称进行，以保持梁体平衡，且前移时悬臂端严禁站人或堆物；④悬臂浇筑混凝土浇筑时要求一定要从端部向根部浇筑，且两端悬臂混凝土浇筑速度要严格控制，对称施工，按设计图中要求其混凝土方量相差不宜超过3m3。
3.3边跨现浇段施工
边跨直线段施工采用支架法，施工支架采用梁柱式支架，即以钢管桩作为受力支柱，以贝雷桁片作为受力纵梁。采用φ1000mm钢管，壁厚10mm。横桥布置两排管桩，顺桥向采用2排管桩。靠近边跨墩侧的钢管桩直接支撑在边跨承台上。远离边跨墩侧的钢管桩通过振动锤直接打入土层支撑。贝雷梁上铺设I10作为分配梁，I10上铺80mm×100mm方木作为底模小楞，方木上采用18mm厚竹胶板作为底模面板，翼板、腹板及内模均采用与0#、1#段相同的结构和布置形式。边跨现浇段的支架搭设、拆除以及梁体施工工艺均与0#、1#段相同。
在边跨现浇段施工中，我们应当着重注意梁底模的高程，这将影响到合龙段的高差；边跨直线段混凝土浇筑时，应当分层来浇筑，且方向为悬臂端往支座端浇筑；浇筑混凝土时还应特别主要预应力管道是否破损，一旦漏浆，必将影响后续预应力钢束的施工。
3.4合龙段施工
合龙段均利用挂篮底模吊架施工。按照先合龙边跨，再合龙中跨的原则施工。
合龙段长度为2m，合龙前调整中线和高程，使两悬臂端临时连接，保持相对固定，以防止合龙混凝土在早期因为梁体混凝土的热胀冷缩开裂。同时选择在一天中的低温、变化较小时夜间进行混凝土施工，保证混凝土处于温升、在受压的情况下达到终凝，避免受拉开裂。临时刚性连接采取既撑又拉的办法，将两端连成整体。先在合龙段两侧箱梁的顶底板预埋钢板，通过设置承受压力及拉力的装置使合龙段混凝土得到保护。锁定前，应先将刚性支撑的一端与梁端预埋钢板焊接，锁定时再对称迅速的将刚性支撑的另一端与梁端预埋钢板焊接，形成临时锁定。
体系转换是悬浇施工中的一个重要环节，其施工质量对成桥的质量有较大影响。为此合龙段的施工应周密组织，精心施工，控制合龙段的施工误差，使其满足设计的受力要求和保持梁体线形。体系转换步骤为：当边跨合龙段施工完成后，就形成两个单悬臂静定梁体系，然后进行中跨临时锁定，随后解除0#块临时固结，再进行中跨合龙段施工，最后完成中跨预应力施工，即完成了连续梁体系转换。
4结语
通过悬臂挂篮施工的分析研究，悬臂挂篮技术作为现代桥梁工程使用最频繁和最重要技术之一，可以发现其优点显著，其施工方便、结构轻盈、成本低等优点，可以方便建造各种跨海跨江、跨越深谷和跨路等大桥，这种施工技术适合大规模推广应用。虽然我国在悬臂挂篮施工技术方面积累了丰富的经验，但在实际的悬臂挂篮施工技术实施过程中，很多施工技术问题严重影响着桥梁施工质量以及水准。本文从墩顶0#、1#段施工，挂篮悬浇节段施工，边跨现浇段施工，合龙段施工四个主要方面详细的分析了挂篮悬臂施工方法，并指出了各个阶段需重点注意的施工注意事项，为同行在悬臂挂篮施工技术提升方面的进一步发展提供借鉴与参考。
参考文献：
[1]胡永.宽幅箱梁悬臂挂篮设计与施工技术[J].公路交通技术，2007（2）：110-112.
[2]陈成叠，罗书学，俞建海.单侧悬臂挂篮法在桥梁施工中的应用[J].西华大学学报自然科学版，2003（s1）：74-76.
[3]梁曾奇，李因富，黄海东.连续刚构桥长悬臂挂篮施工现浇段、合龙段结构行为分析[J].中外公路，2016（1）：192-196.
[4]张立肖.单侧悬臂挂篮法在桥梁施工中的应用[J].华东公路，2015（6）：71-72..
[5]胡会轩.悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用探索[J].中国建筑金属结构，2013，04：63.
[6]宋普河.关于桥梁施工中悬臂挂篮技术的研究[J].四川建材，2013，04：188-189.
[7]袁卫国.菱形挂篮设计改良与施工技术研究[D].华南理工大学，2012.
[8]周德军.桥梁施工中悬臂挂篮技术的应用[J].交通标准化，2014，10：120-122.
[9]刘建伟.铁路桥梁连续梁挂篮施工技术[J].建筑技术开发，2015，09：32-34.
[10]王清海.挂篮施工技术在铁路桥梁施工中的应用[J].工程技术研究，2016，08：73+110.