浅谈铁路跨高速公路挂篮连续梁施工
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【摘 要】挂篮是铁路连续梁常用施工设备，由于目前种类繁多，缺乏统一设备设计制造，安装和使用的标准，不能重复使用，且存在安全隐患，发生坠落事故。本文结合实际工程针对目前铁路连续梁施工情况，对挂篮的结构形式、标准化挂篮选型、关键技术、设计等进行论述，为铁路挂篮设计施工标准化提出建议。
1.施工挂篮
1.1施工挂篮简介。挂篮是一个能沿轨道行走的活动设备,它支撑在已完成的悬臂梁段上用以进行下一梁段的悬浇施工,待新浇注梁段混凝土达到设计强度并施加预应力后,挂篮即可前移就位进行下一梁段施工,如此逐段前移直至悬臂梁段浇筑完成。
1.2挂篮形式。自锚式施工挂篮结构的形式主要有桁架式、斜拉式两类。桁架式挂篮按其构成部件的不同，可分为万能杆件挂篮、贝雷梁或装配式公路钢桁梁组合式和挂篮、型钢组合桁架组合式等。按桁架构成形状的不同，又可分为平行桁架式、平弦无平衡重式、弓弦式、菱形式等多种。斜拉式挂篮也叫轻型挂篮。
1.3挂篮的主要构造
承重结构。承重结构是挂篮主要受力构件，可用万能杆件或贝雷梁拼装的钢桁或大号型钢制成。
悬吊系统。悬吊系统的作用是将底模架、张拉工作平台的自重及其上面的荷重传递到承重结构上，悬吊系统可采用钻有销孔的扁钢或两端有螺纹的圆钢组成。
锚固系统装置及平衡重。该系统设置目的是防止挂篮在行走状态及浇筑混凝土梁段时倾覆失稳。
行走系统。挂篮整体纵移采用电动卷扬机牵引，挂篮上设上滑道，梁上铺设下滑道，中间可用滚轴、也可用聚四氟乙烯板做滑道。
工作平台。工作平台设于挂篮承重结构的前端，用于张拉预应力束、压浆等操作用的脚手架。
底模架。底模架是供立模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养生等工序用。
2.实例应用的分析
2.1工程概况。某铁路跨高速公路的由制式杆件组拼的挂篮在使用后仍可回收再利用，从经济角度考虑，该挂篮采用大部分西乙型万能杆件和部分新制杆件组拼而成。该铁路挂篮考虑施工挂索及荷载较大的缘故，采用下承式的受力结构，锚固方式为全锚固式，按行走方式划分则为滑动式，在调整由于浇筑混凝土时引起挂篮的变形方面可利用斜拉索索力的调节来实现。
2.2 挂篮主要技术参数。浇筑节段最大重量396.1T；浇筑节段最大长度8M；梁段双主梁间距30.6M；单肢双主梁断面2.1*1.7M；挂篮自重148T；模板系统自重45T；挂篮行走方式滑动；挂篮前端最大变形2cm；锚固方式全锚式
2.3 挂篮各部分组成。牵索式挂篮主要由牵索系统、承重系统、锚固系统、行走系统及模板系统五部分组成。牵索系统和锚固系统作为牵索式挂篮的关键部位，在施工过程中应作经常性检查，同时牵索系统也是牵索式挂篮区别于普通悬臂式挂篮的核心所在。
牵索系统。在浇筑主梁混凝土之前，牵索式挂篮通过牵索系统与斜拉索临时联结在一起，其主要作用是使挂篮和节段混凝土的重量由斜拉索承担一部分，以减小挂篮作用在主梁上的竖向荷载。本设计中采用2根I80工字钢，同时在两个支点处和牵引杆锚固横断面处对称布置20mm厚度的加劲钢板。
承重系统。承重系统主要由万能杆件拼装而成，分为主桁、横梁和挂卡。主桁是承受纵向水平力的主要构件，由四榀万能杆件组成，纵向全长为18m，桁高4m桁宽2m。横梁由前横梁和后横梁组成，间距4m。前横梁纵向由两榀万能杆件组成，跨度为28m，桁高4m，桁宽4m。后横梁纵向由两榀万能杆件组成，跨度为28m，桁高4m，桁宽2m。
锚固系统。锚固系统分为中锚装置、后锚装置和水平止推装置。中锚装置由上横梁、下横梁、分配梁、中锚杆及千斤顶组成。上横梁安放在主梁顶面，分配梁及下横梁安装在主桁桁梁上。中锚杆分为主锚杆和副锚杆。主、副锚杆一端锚固在下横梁上，另一端锚固在上横梁上。
行走系统。该系统由滑靴、滑道、走行轮、牵拉精扎螺纹钢及穿心式千斤顶等组成。滑靴安装在挂篮挂卡的走行牛腿上。滑道铺放在斜拉桥主梁顶面上，前端设置顶座。走行轮安放在挂篮主桁尾端。
模板系统。模板系统由顶板底模、梁肋侧模、梁肋底模、横隔梁侧模和横隔梁底模组成。该系统通过纵、横分配梁联结在挂篮的主桁、前后横梁上，施工及转移时始终随挂篮一起工作。顶板底模支架在挂篮前移前下放至横梁底标高以下，挂篮移到位后再将支架提升至标高位置。
3.工程挂篮的特点分析
利用挂篮自身的水平推力装置平衡斜拉索索力引起的水平分力，解决了挂篮纵向限位问题。前支点通过采用弧形梁、前锚梁，解决了空间索引起的挂篮上锚固点的三维变化问题。将挂篮的主体置于铁路的下面，利用后行走系统反顶主梁底部来省去所有的压重。挂篮采用小起小落工艺，操作简便，安全可靠。挂篮自重(包括模板系统)及施工荷载为最大梁体节段重量的48%，挂篮前支点设计索力为 4000kN，大大超过以往挂篮承载力，利于主梁施工。
4.结语
挂篮作为连续梁悬臂灌筑的一种常用设备，应用已很普遍；而目前国内的挂篮种类虽不少，但适应不同跨度和梁宽的系列化、规格化产品尚不多见，多数施工单位都是对不同跨度和梁宽使用一种挂篮，仅对其某些杆件的布置作些调整，往往会因大马拉小车影响作业效率。产生这种现象的原因除产品开发滞后外，还有挂篮在具体一个施工单位的利用率问题，为此建议成立挂篮系列产品租赁公司，以便解决产品系列化、规格化和利用率的矛盾。
参考文献
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[5]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计.北京:人民交通出版社,2000.