鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃的施工技術(shù)分析

劉偉

（中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶 400037）

0 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和持續(xù)進(jìn)步，許多具備實(shí)際操作性的施工技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在鐵路建設(shè)工程施工中。掛籃施工技術(shù)正是因?yàn)榫邆淠茏寴蛄旱慕Y(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，逐漸在鐵路橋梁連續(xù)梁的施工工程當(dāng)中被廣泛地普及。為了能夠更好地應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，相關(guān)的研究人員應(yīng)當(dāng)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究和分析。本文將對(duì)于鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃的施工技術(shù)進(jìn)行較為深入的分析，希望能夠?yàn)榇龠M(jìn)我國(guó)鐵路橋梁的建設(shè)和將來(lái)的發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。

1 鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃的施工工程概況

不同地區(qū)的土壤環(huán)境不同，研究人員必須根據(jù)不同地區(qū)的地域差異進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，并對(duì)實(shí)際情況當(dāng)中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行充分的采集，以此確定工程的實(shí)施地點(diǎn)以及進(jìn)行圖紙的繪制和修改，從而確定最切合實(shí)際的最優(yōu)工程施工方案。

在我國(guó)中東部地區(qū)，存在較大范圍的潮濕且極易塌陷的土壤地域情況，施工的路線布局一般為單雙線連續(xù)梁施工。在該連續(xù)梁修建的過(guò)程中，混凝土預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁技術(shù)所用的是單箱、單室成一定規(guī)律交錯(cuò)相連的、具有靈活變化性質(zhì)的截面。例如，某橋梁的連續(xù)梁總長(zhǎng)是177.5m，可以更好地抵抗連續(xù)梁的變形，在垂直方向上連續(xù)梁高度是與二次函數(shù)中拋物線的相關(guān)規(guī)律相吻合的。同時(shí)為了高效地完成該工程技術(shù)型施工任務(wù)，該連續(xù)梁利用的是菱形掛籃施工技術(shù)。

而某些跨越路線超長(zhǎng)的特大型橋梁，為了保證鐵路運(yùn)行的安全性，在掛籃的下架，設(shè)計(jì)了距離軌道頂部有一定距離的安全防護(hù)棚。

2 鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃的施工技術(shù)

2.1 掛籃的結(jié)構(gòu)形式

掛籃的重要結(jié)構(gòu)（見(jiàn)表1）包含主桁架、模板系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、底膜系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)等。

表1 掛籃的重要結(jié)構(gòu)

主桁架。掛籃當(dāng)中最重要的組成部分當(dāng)屬主桁架，由上梁、棱形結(jié)合梁等結(jié)構(gòu)組成，它是高效的承受主要壓力的桿件，一般采用槽鋼焊接施工操作手段。高承壓型的高強(qiáng)度螺栓常常被用在桿件的節(jié)點(diǎn)部位，從而更好地控制節(jié)點(diǎn)，防止節(jié)點(diǎn)崩潰造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。為了更好地提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及其他綜合性能，主桁架還設(shè)有豎向、橫向聯(lián)系系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，讓主桁架的受力更均勻，受到的有害載荷更小，從而更好地延長(zhǎng)工程壽命。

模板系統(tǒng)。在模板系統(tǒng)進(jìn)行施工的過(guò)程中，由模板、滑梁、模支架、吊梁等結(jié)構(gòu)組成，其中較大塊的鋼制模板建造為外膜；較小的鋼制模板通過(guò)拼接和組裝建造成內(nèi)膜。

錨固系統(tǒng)。掛籃當(dāng)中錨固系統(tǒng)的施工可以分為兩個(gè)部分，其方位在兩個(gè)主桁架后方節(jié)點(diǎn)的位置，由行走系統(tǒng)、棱形結(jié)合梁等結(jié)構(gòu)組成。

行走系統(tǒng)。將牽引設(shè)備、軌道上的支座、不同功能的空間區(qū)域組合成一個(gè)有機(jī)整體就是行走系統(tǒng)。由錨固筋、壓緊器等結(jié)構(gòu)組成，它所涉及的空間區(qū)域分類非常繁雜，而且這些空間區(qū)域的功能不盡相同又相互關(guān)聯(lián)，需要強(qiáng)大的技術(shù)支撐才能完成。

底膜系統(tǒng)。底膜平臺(tái)在連續(xù)梁掛籃施工當(dāng)中發(fā)揮的作用是非常關(guān)鍵的。它是由底板的前橫梁和后橫梁以及縱梁共同組成的，在實(shí)際的操作當(dāng)中，它主要用來(lái)承擔(dān)上部分的壓力，以及提供相當(dāng)一部分的施工區(qū)域給鋼筋綁扎施工、立模施工等作為操作空間。

2.2 掛籃的安裝流程

橋梁的建設(shè)作為一項(xiàng)綜合性水平較高、精度要求較高、難度較大的工程，施工方必須保證對(duì)其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都仔細(xì)認(rèn)真，嚴(yán)格審核，否則就可能失之毫厘，謬以千里，造成不可挽回的嚴(yán)重后果。

在掛籃的安裝施工中，為了讓主梁上方載荷進(jìn)行移動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生梁段坍塌現(xiàn)象，就必須在施工時(shí)提前做好防護(hù)手段。比如，為了保證軌道的間距和掛籃操作施工方位能夠互相吻合，在施工的過(guò)程中就必須把箱梁的中心軸提前勘測(cè)清楚，消除危險(xiǎn)隱患。

鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃的安裝流程詳見(jiàn)圖1。

圖1 鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃的安裝流程

2.3 掛籃施工當(dāng)中的承載能力測(cè)試

在實(shí)際工程當(dāng)中，連續(xù)梁實(shí)際承受載荷的能力決定了掛籃的最大承載能力，同時(shí)也決定了整體的掛籃施工是否能夠順利進(jìn)行，以及掛籃施工是否需要進(jìn)行一些細(xì)節(jié)化的改進(jìn)，或根據(jù)當(dāng)下的特殊情況對(duì)結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)刪減。為了達(dá)到測(cè)試的目的，獲得掛籃的最大承載能力，需要在與實(shí)際情況相符合的環(huán)境下，不斷地增加載荷直到掛籃結(jié)構(gòu)徹底被損壞，不能工作。在這項(xiàng)測(cè)試當(dāng)中，操作人員對(duì)于加壓力以及保持壓力的時(shí)間掌控必須做到科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、適當(dāng)。比如，需要控制加壓時(shí)間在30min 左右，在加壓到即將損壞掛籃的過(guò)程中，操作人員必須合理延長(zhǎng)加壓時(shí)間，實(shí)際操作中一般可以延長(zhǎng)到大約1h。加壓過(guò)程可以結(jié)合信息技術(shù)手段，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行機(jī)制化、重點(diǎn)化的監(jiān)管測(cè)控。如果該工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力最為集中的部位沒(méi)有發(fā)生皸裂或者點(diǎn)位發(fā)生明顯位移的狀況，就能夠證明該工程結(jié)構(gòu)可以在受力范圍之內(nèi)進(jìn)行有效的監(jiān)管控制，該工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性等綜合性能有一定的保障。

2.4 掛籃施工當(dāng)中的技術(shù)性準(zhǔn)備工作

為了保證工程作業(yè)的高效和高質(zhì)，掛籃施工之前必須進(jìn)行有效的技術(shù)性準(zhǔn)備工作。在施工之前，應(yīng)當(dāng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)連續(xù)梁各個(gè)部分的各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的查驗(yàn)和確定，合理地安排掛籃安裝的工序和操作過(guò)程。在精軋螺栓結(jié)構(gòu)處進(jìn)行有效的預(yù)警力留存，從而更好地對(duì)懸臂進(jìn)行強(qiáng)化固定。在實(shí)際的操作施工當(dāng)中，因地制宜地合理化改善模板結(jié)構(gòu)，提高其剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等綜合性能。根據(jù)不同的梁體靈活地調(diào)整掛籃尺寸，使其長(zhǎng)度、寬度、高度等都滿足施工實(shí)際需求。將澆筑完畢且檢測(cè)合格的混凝土構(gòu)件、梁端等結(jié)構(gòu)進(jìn)行合適的組裝和連接，檢測(cè)合格的混凝土構(gòu)件等能夠較好地預(yù)防各種意外事故的發(fā)生，同時(shí)讓其他的結(jié)構(gòu)如后錨等能夠具有更好的剛度和強(qiáng)度，變得更加牢固，從而能夠充分地滿足實(shí)際應(yīng)用方面的各種嚴(yán)格要求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。將掛籃前端的作業(yè)操作平臺(tái)設(shè)置安排得更加科學(xué)合理，且適用性更強(qiáng)，比如可以有效地增強(qiáng)防護(hù)圍欄的穩(wěn)定性和多功能操作性，讓操作人員在施工作業(yè)時(shí)能夠更好地保證施工質(zhì)量，提高施工水平和效率。將拼裝完成的掛籃在軌道上進(jìn)行測(cè)試，在施加外力的情況下，進(jìn)行前后的直線移動(dòng)，并逐漸進(jìn)行適當(dāng)?shù)能壍佬凶?，觀察是否具備自由移動(dòng)的結(jié)構(gòu)性能，這樣可以極大地節(jié)約勞動(dòng)時(shí)間，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。在將掛籃投入實(shí)際運(yùn)行之前，必須對(duì)掛籃的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的相關(guān)檢測(cè)操作，比如活動(dòng)的構(gòu)件是否能夠靈活地正常運(yùn)轉(zhuǎn)，焊接的焊縫是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)是否連接得足夠穩(wěn)定堅(jiān)固等。必須科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕凑障嚓P(guān)的標(biāo)準(zhǔn)去要求檢測(cè)人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地操作來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而更好地改進(jìn)掛籃承載力的檢測(cè)方式，使得測(cè)出的結(jié)果更加準(zhǔn)確。另外，利用信息化手段合理地監(jiān)控施工人員的操作過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全性問(wèn)題。

2.5 混凝土構(gòu)件澆筑及規(guī)范化操作

為了更好地保證掛籃施工能夠進(jìn)行循環(huán)性的操作施工，混凝土構(gòu)件的澆筑環(huán)節(jié)必須確保規(guī)范化操作，從而更好地提升施工質(zhì)量和效率，讓施工過(guò)程更加安全。在混凝土構(gòu)件澆筑過(guò)程中可以進(jìn)行空中懸掛施工，從而在施工時(shí)能夠靈活地安裝和拆卸構(gòu)件。施工人員必須嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匾勒帐┕すば?、技術(shù)規(guī)范、工藝要求等進(jìn)行操作，盡可能保證施工作業(yè)高精度、高質(zhì)量、高水平、高效率。

2.6 信息化技術(shù)的拓展性應(yīng)用

以往對(duì)于各項(xiàng)參數(shù)的記錄多為紙質(zhì)記錄，并不方便，同時(shí)對(duì)于混凝土等混合型工程材料的配比，更多的是依靠師傅的經(jīng)驗(yàn)。但隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，可以利用信息化手段對(duì)此進(jìn)行智能化的監(jiān)控和管理，在不同的地區(qū)地域進(jìn)行施工的各種參數(shù)可以進(jìn)行綜合性的參數(shù)對(duì)比，從而得出更完善的規(guī)律，在新的地域情況下，可以利用智能化的推算結(jié)果更快地推進(jìn)工程進(jìn)度，以更高的效率去解決工程上的一些相似問(wèn)題。同時(shí)信息化設(shè)備還可以應(yīng)用在各種規(guī)范化的檢測(cè)方面，可以對(duì)各種零件構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。智能化設(shè)備對(duì)構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)掃描，監(jiān)測(cè)應(yīng)力集中的區(qū)域，并進(jìn)行模擬化的計(jì)算，從而讓檢測(cè)的質(zhì)量可以達(dá)到更高更好的標(biāo)準(zhǔn)，特別是智能設(shè)備對(duì)于微裂紋的檢測(cè)以及對(duì)于正在進(jìn)行測(cè)試的點(diǎn)位移的深入檢測(cè)，能達(dá)到人力檢測(cè)所達(dá)不到的精度，可以更好地提升構(gòu)件的精度和質(zhì)量，從而保證更高的施工質(zhì)量。

除此之外，當(dāng)出現(xiàn)車輛運(yùn)營(yíng)中需要繞開(kāi)正在進(jìn)行施工的路段時(shí)，智能化設(shè)備可以進(jìn)行智能的監(jiān)控和管理，指揮車輛運(yùn)營(yíng)的正確方向，安全地繞開(kāi)施工路段，防止意外事故的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展和進(jìn)步，鐵路橋梁連續(xù)梁的穩(wěn)定性也在逐步地隨著技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)持續(xù)提升。而在鐵路建設(shè)浩大而繁復(fù)的工程當(dāng)中，掛籃技術(shù)施工則是一項(xiàng)對(duì)于橋梁穩(wěn)定性及各方面的綜合性能進(jìn)行提升的非常關(guān)鍵的技術(shù)。為了更好地對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行改善，從而讓更多的橋梁工程受益，應(yīng)當(dāng)對(duì)掛籃技術(shù)各項(xiàng)操作的工序、材料、構(gòu)件質(zhì)量、操作人員技術(shù)水平、工藝標(biāo)準(zhǔn)等予以規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，從而讓掛籃技術(shù)更好地實(shí)現(xiàn)它在鐵路建設(shè)工程當(dāng)中的價(jià)值和作用，更好地增加鐵路橋梁建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。希望本文能夠?qū)ξ覈?guó)鐵路建設(shè)的質(zhì)量提升和效率提升做出一些貢獻(xiàn)。