摘要：悬臂桥梁现浇施工环境比较复杂，在保证人员安全的前提下，在满足施工过程中的质量控制要求外，还要满足在施工过程中线型和力学的要求。是一个比较复杂的控制体系，因此悬臂桥梁现浇施工工艺是一项重要的内容。
关键词：悬臂施工桥梁；跨越高速公路；挂篮安全防护设计
引言
文章以某地铁高架线路悬臂现浇桥梁跨越高速公路的施工为背景，介绍了在不影响高速公路通行的情况下对挂篮进行全封闭防护设计措施。
1悬臂桥梁现浇施工工艺
悬臂桥梁现浇施工是采用挂篮施工工艺，挂篮的种类比较多，选择的过程中侧重于项目的结构特点，以选择成熟的施工经验，进行合理的选择。挂篮施工一般分为阶段：组装挂篮进行预压，对悬臂桥梁进行浇筑施工、合拢段连接施工三个阶段。
2工程概况
某地铁高架线路以悬臂现浇施工的方式跨越高速公路，线路与公路斜交81°52'51″，高速公路现状路面宽35m，路基填土高约3m，两侧路基边坡排水沟距离为52m。线路跨越处高速公路设有3孔20m公路下穿桥涵，该公路桥为排洪兼立交而设，中间一孔梁下为宽约5m水渠，地铁线路左侧（面向大里程）一孔梁下为一条宽约3．5m水泥路（图1）。悬浇梁段距离高速公路路面最小净高度为8．8m。
图1拟建桥梁与既有公路关系
2.1箱梁构造
梁体计算跨度为（47．9+80+47．9）m，采用单箱、单室、直腹板变高度箱梁，箱梁顶宽为10．2m，箱底宽度为5．7m；中支点梁高4．7m，边支点及跨中梁高为2．7m，梁高变化段梁底曲线釆用二次拋物线。
2.2梁体结构形式
梁体采用单箱单室变高度箱形截面，中支点梁高4．70m，跨中梁高2．70m，箱梁顶宽10．2m，底宽5．7m，翼缘板端厚15cm，翼缘板根部厚30cm。
2.3梁段划分
梁段按施工顺序共划分为12种43个梁段。两中支点处为0号段，与墩顶临时支座固结，形成临时T构。该梁段长8m，1号、2号梁段长3．5m，3号～9号梁段长4．0m，10号、10'号梁段为合龙段，梁段长2．0m，11号梁段为边跨支点现浇段，梁段长为6．9m。其中采用挂篮施工的最重梁段为3号梁段，重约109t，挂篮采用60t。由于施工场地所限，无法搭设防护棚，为确保挂篮施工过程中的行车安全，采用对挂篮进行全封闭防护措施。
3组装吊篮进行预压
3.1挂篮的选择分析
挂篮有以下三个作用：对模板起到支撑保护，承受浇筑水泥混凝土的自身重量，是对桥梁标高调控。选择吊篮要熟悉吊篮的力学性能，以菱形拦为例：在计算荷载方面：混凝土的顶底板重量、计算重量为吊篮的主要荷载。挂篮前的横梁是设计的荷载的最主要的承载构件，主要承受混凝土自身的重量。吊杆是承受现浇混凝土重量的受拉构件，是设计分析的关键部位。吊杆的设计的抗压强度大于规范规定的2倍的安全系数。明白吊篮的力学结构对选择吊篮类型有一定的帮助。其次还要了解吊篮的结构特点和适用范围。不同种类的挂篮使用功能不一致，平行桁架式挂篮自身重量大，杆件多，施工不方便。斜拉式挂篮适用于斜拉桥桥梁施工。三角形挂篮由于结构形式的限制，长度不宜过长。对底梁的强度要求较高，施工存在一定的风险。菱形挂篮结构比较简易，受力简洁，施工空间大，吊装方便，比较适用于中小桥梁的施工。
3.2挂篮的安装
拼装时候采用分布吊装和整体吊装，两种吊装方式结合工程的安全性、成本、施工难易程度决定采用何种方式。分布吊装的时候架设轨道，严格控制轨道的中心间距和坐标。保证轨道的水平标高，做到安装准确，安装数据偏差宜统一偏大或者偏小，不宜高低起伏，为施工打好基础。安装主桁架，调整横向间距，加固横向连接，按照要求进行组装。组装后检查杆件的编号、检查紧固配件。对横梁、吊杆进行重复性检查，确保安装的牢固性。底栏的安装在地面上安装焊接好底栏，用吊车提升底栏，达到预定的位置以后，安装好吊杆等配件铺设模板，调整好标杆。然后再安装外侧和内侧模板以及其它配件的安装。最后安装操作平台的框架和栏杆，钢格板，以及侧面的部件，形成一个平台。最后进行操作平台的标高和轴线的调整，达到预期的目的。
3.3吊篮的预压静载
它是保证吊篮施工的安全性和施工可操作性的关键，提供保证桥梁线型调整的重要环节。一般是采取沙袋预压分级加载的方式进行。按照规范要求的步骤进行加载试验，获取静载试验的变形数据。吊篮预压的过程中，注意观测各个变形点的数据，以最大变形不超过20mm为原则，观察检测曲线的相关性和斜率，对挂篮的预压曲线属性做到熟知和应用。
4全防护施工的质量控制点
（1）各部件焊接时，均采用角焊缝，焊缝高度8mm。竖向吊杆和大梁为主要受力部件之一，必须保证焊接质量。焊后应仔细检查，合格后方可投入使用。
（2）钢板“槽”型焊接时，必须确保焊接质量，其周围的横杆和加固杆件必须加固到位。及其上的工字钢应在相应位置设置支撑加劲肋，以保证结构的局部稳定。
（3）设计时应考虑安全防护架的重量加上之后，对悬臂浇筑施工的不平衡荷载的影响，在施工过程中应注意两端都需配备同等重量，确保平衡。
5混凝土浇筑过程中支架的监测
鉴于防护支架的重量及安全重要性，有必要检测混凝土浇筑过程中对悬浇的不平衡荷载和安全措施有效性进行监测，以确保支架结构的受力安全。
5．1测点布置
在施工过程中挂篮防护，悬臂因自重作用，预应力张拉，混凝土结构徐变，施工中温度变化等因素，将使得悬臂浇筑的箱梁标高与设计明显偏离。因此，我们对每阶段线形进行控制观测。在箱梁梁顶各节段监测点布设3个测点，以箱梁中线为准对称布置，测点离节段前端15cm。
5．2监测数据
现浇支架搭接完毕后，预压前在方木及支架基础上布设监测点，点位布置分左、中、右每个断面3个点，每2m一个断面。支架基础监测点近可能与方木监测点竖向对称。测量时任选一点作为后视点，预压前、卸载前、卸载后分别进行观测。对观测结果进行分析，依据分析结果确定现浇箱梁抛高值。抛高值为：设计标高+支架弹性变形值+设计计算的预抛值（图2）。
图2关键截面实测值与计算值的对比
结语
本文以某悬臂挂篮施工跨高速公路不断行措施为背景，对挂篮的防护进行设计与施工进行了论述。从其设计与施工情况来看，可以得出如下结论：
（1）一般情况下，跨高速公路是特别重大危险源工程，且对高速行驶汽车影响大。挂篮距离道路的净高度小。普通支架防护棚架无法满足施工要求，此时挂篮进行全防护措施进行设计便可解决该问题。
（2）挂篮全防护支架的设计应考虑悬臂浇筑的不平衡荷载要求的影响和最大的减少用料量，同时满足安全。计算分析时，应从强度、稳定及刚度三个方面进行。另外，全防护措施的选择应尽量布置在各个型钢和竖向吊杆的节点上，以便于传递剪力和拉力。
（3）从支架的监测数据来看，实测值与计算值基本吻合。
本文中有限元模型能够反映支架体系的实际受力状态。从实际的施工情况来看，全防护支架克服了在特殊高危环境下的处理措施，降低了工程造价，缩短了工期（1．5个月左右），可为以后的类似工程提供参考。
参考文献
［1］GB50017－2014钢结构设计规范［S］．
［2］建质［2009］87号文危险性较大分部分项工程安全管理办法［S］．
［3］JGJ82－2011钢结构高强度螺栓连接技术规程［S］．
论文作者:刘奇奇,凌世辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/26
标签：挂篮论文; 悬臂论文; 吊篮论文; 预压论文; 支架论文; 桥梁论文; 吊杆论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;