浅谈客运专线连续梁挂篮施工质量控制
摘要:本文结合沪昆客运专线跨京珠西线特大桥连续梁挂篮施工经验，对挂篮施工的质量控制进行论述，为挂篮施工的质量控制提供参考。
关键词:挂篮,施工,质量控制
一.前言
挂篮是悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式四种。挂篮施工是悬臂施工中最关键的工序之一，是指浇筑较大跨径的悬臂梁桥时，采用吊篮方法，就地分段悬臂作业。本文结合沪昆客运专线跨京珠西线特大桥连续梁挂篮的施工经验，就挂篮施工中的设计、拼装、预压、前移、悬臂浇筑等施工环节的质量控制进行论述，以供连续梁挂篮施工参考。
二.挂篮的设计
挂篮的设计考虑最大节段重量以及挂篮的结构强度和刚度应满足行走的稳定性和抗倾覆性等，应按照保证挂篮结构形式简单、强度可靠、安全稳定、自重轻、受力明确、变形小、行走方便、锚固和装拆容易，并尽可能降低成本的原则设计。针对沪昆客运专线跨京珠西线特大桥连续梁节段重(最大节段重量为136.882吨)、桥面宽等特点，本桥设计采用桁架式挂蓝来完成本连续梁悬浇梁段及合拢段的施工任务。
桁架式挂篮主要由：主承重系统、锚固系统、模板系统、悬吊系统、行走系统、安全防护系统等六部分组成。
1、主承重系统
主承重系统由钢板焊接组合而成。主要承受砼块重、挂篮自重及施工荷载。
2、锚固系统
锚固系统分为主承重系统的后锚和模板系统的锚固两部分，单片主桁在后支点处设三道共6根Φ32精扎螺纹钢。
3、模板系统
模板系统主要由：外侧模、内侧模、内顶模和底模平台等组成。
4、悬吊系统
悬吊系统主要由：吊带、吊杆(Φ32精扎螺纹钢)、手拉葫芦和分配梁组成，其主要功能为悬吊整个模板系统。
5、行走系统
行走系统主要由：牵引手拉倒链或(千斤顶、千斤顶反力支座、液压集中控制台)、轨道、行走小车及滑板撑脚组成。
6、安全防护系统
安全防护系统主要由：养护水的安全防护和防降落的安全防护两部分，其主要功能为防止养护水和杂物等掉落。
三.挂篮的施工质量控制
(一)挂篮的拼装质量控制
1、挂篮拼装顺序
(1)、安放轨枕，准确控制和安装滑轨并锚固。
(2)、安装主梁固定后锚。
(3)、吊安后上横梁。
(4)、吊安前上横梁和部分上前后横梁连系杆件。
(5)、安装底平台和翼缘外底模。
(6)、挂篮预压试验。
2、主桁架结构拼装
在墩顶0#块张拉、灌浆完成后，测量放出轨道位置线，并且用砂浆找平，吊车起吊轨道，并安放连接锚固梁、安装轨道锚固筋。利用吊车起吊安装主梁就位，并采取临时固定措施，保证两主梁稳定。安装主梁后支点处的锚杆及分配梁等。安装后上横梁、前上横梁。再按先上后下的顺序安装上、下横梁。
3、底平台及模板结构拼装
(1)、进行底模平台的拼装，注意在预留孔安好吊杆。
(2)、在平地上组拼外侧模，然后起吊进行安装就位。
(3)、内模安装，通过在0#块顶板预留孔安装后悬吊杆。在预压完成之后进行腹板内模安装。
4、拼装要求
(1)、保证工序使用合理和后续使用方便。
(2)、安全可靠，焊接牢靠。
(3)、轴线位置和平面位置准确。
(4)、两片主桁与上前后横梁标高相差满足设计及规范要求。
(二)挂篮的预压质量控制
挂篮的预压是对挂篮设计强度、刚度和稳定性的一种验证，同时也是对挂篮结构消除塑性变形，掌握弹性变形的直接方式，为挂篮模板预拱度提供可行的实际依据。通过预压，测量并计算出挂篮关键节点、部位的变形值，并通过数据分析，找出影响变形的因素。
根据本桥的实际情况，每个挂篮预压均采用沙袋堆载的方法进行预压，由于挂篮后下横梁上面的荷载直接传递给箱梁，对挂篮主桁的挠度变形及挂篮的倾覆基本上没有影响。所以挂篮的预压荷载按作用在前下横梁上面的荷载的1.2倍进行预压。具体预压方案如下：
1、预压重量选择：本连续梁最大节段重量为1#块，节段重136.882T, 节段长度2.7m，预压总重量为 164.258T。
2、测点布置：主纵梁后端部位置2点，前端部位置2点，前上横梁左、中、右3点，前下横梁底模左、中、右3点，每个挂篮共设10个测点。
3、载荷方式：采用分级加载，按0 50%(68.441T) 100%(136.882T) 120%(164.258T)四级进行，卸载按120% 100% 50% 0四级进行，加载时按照底板、腹板的顺序模拟砼浇筑过程进行，各墩两端挂篮堆载及卸载重量基本保持一致。加载前用磅秤准确称量沙袋的重量，使每个沙袋重量相等。本桥使用吊车吊装沙袋。
4、观测内容：首先测量各测点预压前高程，分级加载过程中，再测量各测点相应高程，直至加载完成;分级卸载过程中，也对应测量各测点在分级卸载过程中的高程。
5、数据分析：将预压过程记录的高程填表计算出各点的高程变化，并通过分析，找出各节点变形的原因，从而消除人为因素造成的偶然变形，掌握挂篮弹性变形的规律，为各节段底模预拱度提供依据。
6、其他注意事项
(1)、为减少日照对吊带的影响，准确测出挂篮的变形值，测量时间尽量选择在早上和傍晚时间温差较小时进行。
(2)、预压前检查主桁的连接以及后锚，还有整个吊挂系统的连接是否按要求操作(所有吊杆Φ32精轧螺纹钢的连接入口必须有明显标记，入口深度不小于7cm)。
(3)、荷载的施加顺序按预压步骤进行，严禁不平衡超过预压荷载的一半。及时测量每级加载后的主桁架弹、塑性变形值，以验证挂篮使用状态时的安全性;同时，针对挂篮施工时前端挠度主要是由于主桁变形引起的原因，预压时测出力与位移关系，作为施工时调整底模板标高的依据。
(4)、加载完成后，每6小时测量一次，连续24小时沉降量小于2mm时，可分级卸载，并及时测量各级卸载变形值。
(5)、卸荷时两侧不平衡荷载不超过预压荷载的一半，卸荷后再次观测标高控制点，得出挂篮的塑性变形值和弹性变形值。
(三)挂篮的前移
当箱梁节段砼达到设计强度的95%，弹性模量达到100%以后，完成预应力张拉锚固，灌浆封锚工序，准备前移挂篮，挂篮移动的步骤和方法如下：
1、调节挂篮悬吊系统千斤顶，使主梁底平台及外模板下降10～20cm。
2、下降内、外模悬吊工作平台，并与模板骨架临时连接固定。
3、在前支点安好千斤顶，两侧同步顶起主桁架前支点。使滑船脱离轨道，起顶时必须采取措施保证结构稳定，解除锚固钢筋，将短轨换成长轨。
4、锚固轨道、锚固梁上的钢筋，前支点处千斤顶下降，使主桁架滑船落于轨道面上。
5、安装后锚小车，解除后锚杆，挂好牵引手动葫芦，解除后下横梁上与已浇节段相连的拉杆，均匀拉动手拉葫芦，牵引挂篮前移就位。
6、安装后锚杆与竖向预应力筋连接，前支点调整倾斜度、横向位置，固定好前支点。
7、两侧外模随挂篮牵引就位，安装并调整标高。调好底平台前、后吊杆。
在行走中注意必须匀速、平稳、同步进行。
(四)悬臂浇筑施工的质量控制
本桥连续梁悬臂浇注共有10个对称节段，长度为2.7～3.5m，其中最重节段为1#段，重 136.882t。
1、挂篮的测量就位与调整
在挂篮行走之前，首先放出已浇节段的中轴线及行走轨道的中轴线，防止偏位，在挂篮行走到位之后用已浇箱梁纵轴线点与挂篮平台的纵轴线点测量重合定位，使各个悬浇节段纵轴线顺直，减小累积误差，使底模平台准确到位。
每一节段的测量工作均需要进行四次。第一次是行走前安装钢轨时，必须对钢轨进行测量，使之准确定位;第二次是挂篮行走到位之后对挂篮底标高进行测量，预留预拱度;第三次是砼浇筑之后对各部位标高进行复测;第四次是张拉前对砼的顶底标高进行复核与节段设计标高相对应，建立完整的档案资料。
2、挂篮的对称浇注
挂篮悬臂施工时，要求对称浇注两侧砼节段，特别是处于大悬臂时，不平衡弯矩对墩身变位最敏感，由于施工中往往难于同步进行，不可避免地出现偏载现象，最大不平重不得大于8t。
3、线形监控
预应力箱梁悬浇过程中，在不断增加的箱梁自重荷载外，砼的徐变，预应力作用以及日照引起的温差诸多因素影响下，各现浇砼节段的平面位置和标高在一种动态变化中控制，使其逐步接近，最终满足设计要求线形的施工过程。
线形控制测量的主要内容就是及时准确地定位施工中梁体顶面、底面及纵、横向位置，将其与设计值进行比较，找出其偏差值，然后对偏差值进行分析研究，找出修正值，用于指导下一梁段施工。施工中采用埋设预应力应变片和专门测量仪器进行测量，并由专业人员负责此项工作。
4、悬灌施工测量
(1)、测量方法的确定
悬灌施工时梁体线形变化是一个不可逆的过程，若测控不及时、不准确，数据丢失或失效，将无法通过二次施工或测量予以补救。通常有两种测量方法供选择：第一种是将仪器置于梁上，以0#号段上所设的水准点为准进行测量;第二种是将水准点置于地面上，以地面上的水准点为准进行测量。本桥连续梁选用以0#号段上所设的水准点为准进行测量的方法。
(2)、测量的实施
箱梁悬灌的各节段立模标高应精确测量，并考虑影响值需按实测进行修正，包括本施工段及以后浇筑的各段对该点挠度影响值、本施工段顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值、挂篮弹性变形对该灌筑段的影响值等。
悬灌施工还有挂篮的后锚和前支点的变形引起的沉降量，由于施工操作的差异会有较大的变化，而且此操作具有较大的离散性。对此，采取轨道的铺设、前支点的支垫由专人负责的方法，尽量减少人为的偶然性误差;挂篮的后锚是用φ32精轧螺纹钢锚固来完成的，为保证锚固的松紧程度一致，减少由于锚固的松紧不一致而引起的不均匀沉降量，施工时严格控制每根锚固螺纹钢的初张拉力。从而把上述2项工作可能引起的变形控制在3mm之内。
控制线形因素很多，既要求理论上要有精确的预留数值，又要根据实际测量不断总结分析得出切合实际的修正系数，随时对灌筑梁段立模标高进行调整。
(3)、测点布置、测量时间的确定
测点的布置:
每个悬浇节段各设2个测点，以箱梁中线为准对称布置，测点离节段前端面15厘米处。
测量时间的选定:
由于温度影响，放样及复测等工作，应安排在温度较低的时间进行，并且每天都把已浇完的梁段控制点进行复测，观察其变化并及时调整。如果必须在其它时间进行，应予以修正。
每天同一时间内对各点进行观测，把所有数据汇总分析，确定各个工序、各种原因引起标高变化的修正系数。然后技术人员会签立模通知单，用于指导下一梁段立模标高。
(4)、施工高程控制要点
为保证箱梁轴线、高程的施工精度，及时准确地控制和调整施工中发生的偏差值，测量工作必须建立一套严格的程序作为保证。
四.结语
在沪昆客运专线跨京珠西线特大桥连续梁挂篮施工过程中，严格按照上述工艺流程及注意事项控制好每一道工序的施工，连续梁施工质量良好，受到了业主和当地政府的好评。本文仅对沪昆客运专线跨京珠西线特大桥连续梁挂篮质量控制施工经验作一浅谈和总结，现代的连续梁施工中，挂篮施工占着举足轻重的地位，必须严格按设计、规范施工，积累丰富施工经验应用于实际，以保证其质量。
参考文献
[1]《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)。
[2]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)。
[3]《高速铁路施工工序管理要点》第二、三册(中国铁道出版社.上海铁路局著.2010.)。