杨旭波
中铁一局集团第五工程有限公司 陕西省宝鸡市 721000
摘要：三角挂篮是连续梁施工中常见一种挂篮形式，随着现代桥梁技术的飞速发展，连续梁的结构形式日益多样化，本文结合鲁南高铁90+180+90米连续梁拱施工实例，针对异形梁面宽度简要介绍挂篮在节段施工中二次拼装技术及注意事项，为今后类似工程提供数据参考。
关键词： 三角挂篮 90+180+90连续梁拱 节段施工 二次拼装技术 注意事项
1.工程概况
鲁南高铁梁济运河特大桥为双线桥,中心里程：DK316+754.753，起止里程：DK305+415.48～DK328+094.025,全桥长22678.545米。
梁济运河特大桥位于山东省济宁市嘉祥县及任城区范围，大里程接嘉祥北站，小里程接路基段，经过长沟镇、康驿镇等村镇。本桥跨越G1511日兰高速公路、济徐高速公路、G105、S337、运河路、梁济运河等河道。沿途地势平坦，经过大量的小麦地，林地，果园等。其中高速公路G1511日兰高速处采用（90+180+90）m连续梁拱跨越。
主梁为预应力混凝土结构，采用单箱双室变高度箱型截面，全桥长361.6m桥梁宽14.2m，桥梁建筑总宽14.4m， 箱梁顶宽14.2m，0#块处局部顶宽16.5m；箱梁顶板厚度0.42m，
箱梁采用直腹板，腹板厚分0.4m、0.55m、0.7m三种，中支点附近边腹板局部加厚至1.50m。
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日兰高速与连续梁位置平面图
连续梁采用挂篮法施工，挂篮为三角形挂篮，三角形架下弦杆采用双I90#普通热轧工字钢组焊，斜杆采用[36#槽钢组焊，竖杆采用110*110*15方管组焊，前横梁及后托梁均由双I56#工字钢组焊，中门架由10#角钢组焊，底纵梁采用I40#工字钢，导梁采用双[36#槽钢组焊，后横梁采用双I28#普通热轧槽钢组焊，吊带采用Q345*160*25钢带，吊杆采用φ32（PSB930）精轧螺纹钢。
挂篮由主构架、底托系统、锚固和行走系统、防护系统等，轨道锚固点间距500mm，行走轨道锚固深度890mm，后锚采用精轧螺纹钢，螺纹钢长度4000mm。
2.本工程特点
连续梁拱座设计位于0#块上，连续梁拱座净距10m，1#-3#节段施工时轨道位于拱座之间，间距为9.14m。节段两侧腹板间距为10.35m，为使挂篮及后期节段施工中挂篮主梁位于箱梁腹板位置，保证梁体受力更优，在3#节段施工完成后，将挂篮拆除后，挂篮两侧主梁向外横移至10.58m。
3施工工序
主要施工工序：重新吊装下横梁→重新吊装内外导梁→拆除一侧中门架、斜中门架并解除中门梁螺栓→拆除一侧轨道锚固→拆除一侧主梁与前上横梁螺栓，用汽车吊将其一侧吊起1-2cm→用汽车吊吊住三角形主构件最高点→调松一侧主梁后锚并顶推外侧主构架→重新紧固主梁后锚→重新锚固轨道→重新安装中门梁、中门架、斜中门架→重新锚固一侧挂篮前上横梁→重复以上步骤，顶推另一侧三角形主构架至标记处。
4．施工工艺流程
预埋工字钢及梁面U型环→3#节段张拉、压浆→钢丝绳替换吊杆→铺设新钢枕→安装横向顶推千斤顶→汽车吊吊装顶推侧主构建→单侧千斤顶顶推到位→拆卸汽车吊连接→进行横向连接固定→重复以上步骤顶推另一侧主梁→安装前吊杆、吊带。
5 挂篮二次拼装方案
5.1施工准备
（1）对所有参加挂篮局部拆除及二次组装作业人员进行技术交底、安全交底，使全体作业人员熟悉挂篮操作性能、操作规程及局部拆除二次安装顺序、要点，严格执行施工工艺要求和技术要求。
（2）凡参加挂篮作业的人员必须身体健康，有恐高症、心脏病和酒后人员不得参加作业；严禁疲劳作业。
(3)应保证施工环境整洁，各种材料堆放要整齐，地面、箱梁顶面不应有油渍。
(4)挂篮施工属于在大型钢结构件上作业，施工用电要严格要求、不得乱接乱拉（要求专业电工操作），严防发生触电事故。
(5)在雷雨天气、风力大于六级时，不得进行挂篮施工作业，确保人身安全。
(6)高处作业与地面联系，配有通讯设备，应有专人负责现场指挥。
(7)运送人员和物件的各种升降电梯、吊篮，应有可靠的安全装置，严禁人员乘坐运送物件的吊篮。
(8)起重作业可参照《起重机械起重安全作业规程》和《设备起重吊装工程便携手册》。
5.1挂篮二次拼装步骤
待3#节段施工完成后，需要进行挂篮顶推，安装前须做好设备、机具准备工作。具体安装步骤如下：
(1)在2#、3#段按照图纸预埋I40C工字钢；
(2)浇筑3#节段时在每侧梁顶前段预埋12个U型环，U型环距离梁端1m，横向位置与前下横梁吊杆、内外模导梁在竖向位置上相同，；
(3)待3#节段张拉、压浆后才可进行挂篮的局部拆除及二次拼装。
(4)先在梁面上放线找准新轨道位置，铺设加长轨枕并固定牢固。放线找准现有外侧轨道向外72cm所在位置，并做好标记，在现有轨道下横向搭接铺设2m长轨枕，铺设位置在原有轨枕前后。并将新轨枕固定牢固。
(5)顶推点处将钢板、千斤顶安装就位；用160吨吊车吊住三角形主构件最高点。
(6)锚固前下横梁。用φ25钢丝绳将前下横梁与梁面预埋U型环（φ16圆钢双拼）连接，并安装倒链；
(7)锚固内外模导梁。将4个内模导梁、2个外模导梁，分别用φ25钢丝绳连接在桥面预埋的U型环（φ16圆钢双拼）上，并安装倒链；
(8)将前上横梁与前下横梁相连接的吊杆调松。将前上横梁与内外模导梁之间原有的钢丝绳调松；
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(9)拆除一侧主梁与前上横梁螺栓，用汽车吊将其一侧吊起1-2cm。
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(10)拆除一侧中门架、斜中门架。并解除一侧立柱组焊件与中门梁、主梁之间的螺栓。
(11)拆除一侧轨道锚固。拆除轨道与梁体之间的竖向预应力精轧螺纹钢。
(12)调松一侧主梁后锚双螺帽并顶推外侧三角形主构架。调松一侧主梁后锚后（不拆除），五个千斤顶一起向前顶进（有两个是备用，用来调节方向），并在中心千斤顶的上方安装倒链，通过千斤顶和倒链一起作用将三角形主构件与轨道一起顶推至新轨道标记处。
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(13)重新紧固主梁后锚双螺帽。
(14)重新锚固轨道。顶推完毕后利用梁体竖向预应力精轧螺纹钢把轨道锚固在梁体上，轨道锚固后需保证其纵向及横向处于水平，如有偏差可适当调整轨枕使轨道水平，严格控制轨道间的中心距与图纸一致，最后用长尺复核轨距。
(15)安装中门梁、中门架、斜中门架。
(16)锚固一侧挂篮前上横梁。将挂篮前上横梁与挂篮三角形主构件间采用高强度螺栓连接牢固后采用断焊焊死以确保连接可靠。并调紧前上横梁上与前下横梁间的吊杆，用倒链调紧前上横梁与内外模导梁原有的钢丝绳，并分别解除与梁面预埋U型环连接的钢丝绳，最后解除吊车与三角形主构件的连接。
(17)重复以上步骤，顶进另一侧三角形主构件至新轨道标记处。
6顶推过程计算
6.1单侧三角型主构架抗倾覆计算
验算三角架的抗倾覆安全系数是否满足要求。
按照JG/T5032-93中的规定，抗倾覆系数不得小于2。
用公式表示即为：K=M抗/M倾=G.b/F.a≥2
式中：K—抗倾覆系数；
F倾—倾覆力；此处是千斤顶的推力。
F抗—抗倾覆力：
F抗=三角型主构架14.1t+上横梁2.64t，中门梁0.9175t=17.66t
三角型主构架14.1t=斜拉杆1.67t*2+立柱1.11t+行走轨道2.28t+主梁9.04t；
a—千斤顶作用点到轨道底部的垂直距离。a=0.18m
b—三角架重心到物体边缘的垂直距离。b=0.21m
M抗=F抗·b=（14.1×103kg＋2.64×103kg＋0.9175×103kg）×9.8N/kg×0.21M=36.34KN·M
M倾=F倾·a=93.56KN×0.18M=16.84KN·M。
考虑构件接触面的各种处理方法，Q235钢之间最大的摩擦力系数μ=0.45,N1正压力为17.6575t,N2正压力2.64t,N3正压力0.9175t,千斤顶顶推力F=滑动摩擦力为f=μ×N
f=μ×（N1＋N2＋N3）=0.45×（17.6575t＋2.64t＋0.9175t）×103Kg×9.8N/Kg=93.56KN
则千斤顶顶推力F=93.56KN，千斤顶均匀分布，在三个点进行顶推，每个点顶推力为31.19KN。
K=M抗/M倾=F抗·b/F倾·a=36.34KN·M/16.84KN·M=2.16
2.16≥2，满足规范要求。
经验算结构抗倾覆系数符合规定，满足要求。
6.2预埋工字钢抗弯强度验算
每个点千斤顶顶推力为31.19KN，千斤顶中心线距梁面0.5m,
截面类型:I40c工字钢,材质：Q235
截面特性： =23850cm4， =1190cm3,
截面塑性发展指数γx=1.05
最大弯矩Mmax=31.19KN×0.5M=15.595KN·M。
弯曲正应力σmax=Mmax/(γx*Wx)＝15.595KN·M*103*103/（1.05*1190cm3*103）=12.48N/mm2
弯曲正应力σmax=12.48N/mm2＜抗弯设计值f=205N/mm2
6.3预埋工字钢预埋深度验算
借鉴“型钢悬挑钢梁固定段长度不应小于悬挑段长度1.25倍。”锚固深度取0.625m
7挂篮安装及拆除注意事项
7.1 挂篮安装注意事项
(1) 后锚吊杆的下端锚在箱梁翼板、顶板或底板斜面上的要设置斜垫块（斜垫块斜度根据翼缘板、顶板和底板坡度确定），保证吊杆垂直（轴心）受拉。
(2) 侧模板、内模板、底托系统提升到位后要尽快穿好各吊杆/吊带及其他锚点，不能让起吊设备长时间受载。
(3) 检查所有销轴上的开口销是否安装到位，并要有检查记录。
(4)如需在挂篮上临时增加设施（如防雨棚、立井架、防寒棚等）时，不得损坏挂篮结构及改变其受力形式，并固定牢靠。
(5)箱梁上设置工具箱和垃圾箱，挂篮安装完毕后，收集整理各种操作工具。按规定对废弃物进行分类处理。
(6)挂篮的安装过程系高空作业，因此一定要按照规定采取相应安全措施，对所有作业人员进行安全教育，并随时进行安全检查。 加强高空作业安全防护，高空作业人员必须系安全带，所有临边部位均要按照国标要求设置高度不小于1.2m的围护栏杆并挂网防护；上下爬梯需固定牢固，边侧设置扶手并挂网防护；所有作业人员要佩戴安全帽。吊车钢丝绳的安全系数应满足要求。
7.2 挂篮顶推注意事项
(1)为确保安全，需要确保施工范围内无非施工人员。
(2)每人配一工具袋，扳手等施工用具必须装在袋子里面，不得挂在支架上；拆除的零碎件集中放置在箱梁顶面，不得随意丢弃。
(3)挂篮拆除宜选择晴朗无风天气。
(4)拆除一侧三角形主构架时，安排专人指挥盯控。
(5)千斤顶顶进时，要有专人指挥吊车，箱梁顶面安排一人查看三角架主构件是否有倾斜情况；另安排一人查看是否到达顶推标记位置
(6) 主构架拆除时，必须使用钢丝绳将主构架临时固定，避免倾倒。钢丝绳的安全系数应满足要求。
结束语
目前该连续梁已经施工完成，连续梁施工过程中更改挂篮拆装难度大，安全风险高，尤其涉及跨路施工工程，采用顶推方式移动挂篮主梁在施工难度、安全风险、工期节约各方面都有显著改善，为同类桥梁施工提供了可资借鉴的参考。
参考文献：
[1]汪正荣 建筑施工计算手册 2001年7月