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【摘要】随着高速铁路快速建设，跨路预应力混凝土连续梁不断增多，根据不同条件，连续梁跨径组合各不相同，与此同时配套设施的挂篮也有多种需求，部分挂篮只能作为特种跨路施工一次性使用，可回收周转使用率低，为了提高挂篮可利用率，在特殊工况下对旧挂篮进行适当的改造，使其满足现场施工条件要求，这样不仅节约了材料，降低了成本，提高了效益。本文对客专中的连续梁挂篮在特殊工况下改造运用进行探讨，希望能为以后工程施工提供借鉴。
【关 键 词】挂篮改造 支点改移 挂篮施工直线段
1．引言
目前连续梁悬臂施工常用挂篮形式有菱形、三角形以及使用贝雷片拼装等，广深港客专连续箱梁跨径组合有32+48+32、40+56+40、40+64+40、45+70+45、48+80+48以及60+100+60等多种形式，不同跨度连续梁0#块长度具有多样性和多变性，如48m跨连续梁0#块长为6m、56m 和64m跨连续梁0#块为9m、72m跨连续梁0#块长为11m。挂篮安装一般要求0#块有10m以上的工作长度，当0#块长度不足10m时，如何从设计上对挂篮进行改造实现1#块利用挂篮悬臂施工，并使挂篮具有通用、实用性，能够循环利用和有效利用，不仅对节约成本，而且对施工单位提高工效都起到积极作用。同时，对于边跨直线段较短的连续梁，利用挂篮施工直线段，减少了支架（托架）投入。本文结合施工实践，对连续梁0#块长度不足挂篮安装工作长度要求时如何改造挂篮，以及直线段较短时如何利用挂篮施工直线段等特殊工况进行总结，希望为以后的施工能够提供借鉴。
2．0#块长度不足挂篮安装要求的改造方法
2.1 挂篮拼装改造
当0#块长度不能提供挂篮安装工作长度10米的要求时，目前一般1#块的施工方法是将1#段与0#段同时在托架或支架上浇筑，2#块才开始使用挂篮悬臂施工，但是如果1#块采取托架法施工，因悬臂长度和自重大幅增加，则需要设计更安全的托架结构来满足施工要求，既加大托架搭设的工作，而且需要在墩柱上预留孔洞的尺寸更大，对墩柱结构的完整性造成破坏，留下安全隐患；如果采用支架施工，需要对地基进行加固处理（1#块大部分处在承台基坑开挖回填位置，加固处理工程量大），而且支架材料大大增加，所以挂篮改装就此提出。
由于48米连续梁0#块长度仅有6米，（40+56+40）或（40+64+40）连续梁0#块为9米，不能满足挂篮安装工作长度10米的要求，采取挂篮拼装改造方法实现1#块利用挂篮施工，如图1所示，对0#块为6米的32+48+32連续梁菱形挂篮改造，只增加节点板的强度和刚度；如图2所示对0#块长度为9米连续梁三角形挂篮，只增加顶部连接杆1、2、3和节点板A、B的强度和刚度，原有挂篮杆件仅进行适当的小部分改造，不仅没有破坏挂篮整体安全稳定性，而且不用考虑1#段地基处理或托架搭设工作，在节约材料、降低了成本等方面取得良好的经济效益。
2.1.1 挂篮改造受力验算（以48m连续梁0#块长度为6米改造为例）
挂篮所有杆件均为2x[32a槽钢组焊而成，局部使用钢板焊接以加强。节点板为20mm厚的16Mn钢。取挂篮单片主桁作为计算单元（由于此次挂篮改造仅针对挂篮主桁架提出，所以仅对改装后的挂篮主桁进行验算，仅提供内力及变形验算），计算模型如图3所示。
施工1#块时作用于挂篮上的力主要包括以下几个部分：
（1）梁段混凝土、钢筋自重131.56T
（2）挂篮模板系统自重15T
（3）施工机具运输、施工材料堆放及施工人员行走荷载1.5
（4）施工振捣荷载2.0
由以上计算得出每片主桁前吊点受力440KN，见模型图所示。
备注：挂篮、模板、混凝土、钢筋自重荷载分项系数1.2，施工人员和施工材料机具等行走荷载，及振捣混凝土产生的荷载分项系数1.4。
验算结果：
主桁杆件最大轴力为804KN<[N]=2064KN，主桁前吊点变形值最大，变形值为11mm，根据以上计算结果可知，改造后的挂篮结构安全可靠，变形条件满足规范要求。
2.1.2挂篮改造注意事项
(1)挂篮改装必须进行受力验算，根据计算结果对改造后挂篮进行验证。
(2)改装时应注意保存原挂篮节点板强度和刚度，并保证原挂篮各杆件的完整性。
(3)挂篮使用前必须在地面上试拼装，检查挂篮杆件及节点板，拼装完成后必须用1.2倍梁段自重的重量预压加载挂篮，观测挂篮变形情况，消除非弹性形变。
(4)施工1#块要对称浇筑，不允许出现两侧浇筑重量差别过大；注意预留吊带孔。
(5)为便于挂篮的恢复，必须在已完成梁段上设计预埋件或预留孔，预留孔位置要恰当、尺寸精确。
2.2 挂篮支点改移
0#块为9米的40+56+40或40+64+40连续梁，因施工采用的是三角形挂篮，挂篮主构件之间通过销轴连接，没有节点板，因此无法运用上述方法进行拼装改造，采用对承受力支点进行改移的方法，将挂篮受力支点移动60cm，实现1#段利用挂篮施工，如图4所示。
挂篮受力支点移动60cm后，挂篮抗倾倒性能明显减弱，所以需要对轨道与梁体、挂篮与轨道，以及后锚与梁体之间的锚固都进行加强，并对受力杆件进行单独计算。通过对挂篮、模板、混凝土、钢筋自重荷载计算，考虑到施工人员和施工材料机具等行走荷载，及振捣混凝土产生的荷载，主桁架前吊点最大受力586KN，计算挂篮支点改移前后挂篮轨道梁抗剪、抗压、强度和刚度均满足要求。
挂篮预压加载试验。将挂篮尾端轴销中心处两边用精轧螺纹钢锁紧固定，前端用竖向精轧螺纹钢分节段张拉到586KN,如图5所示，并持拉24小时后，对其进行卸载记录实验数据。试验结束后，对记录数据进行整理、分析，挂篮桁架主构件的弹性和非弹性形变量均小于最大形变允许值，通过模拟支点改移实验，挂篮在最大受力情况下，挂篮桁架主构件抗剪力、强度、钢度均在允许范围内，挂篮支点改移才能应用于施工实践中去。
3．挂篮施工直线段
连续箱梁边跨直线段一般采用支架或托架施工，支架施工安全性能高，操作方便，但是一般适用于搭设高度在不太大情况，而且支架基础一般需要加固处理；托架一般用于高墩或水中墩，支架施工比较困难时采用。鹅颈特大桥连续梁3#边墩，墩高31m，位于深沟中，地基不宜处理，而且墩顶处有一高压线横跨，吊车作业安全风险较大，根据现场条件以及直线段长度仅3.75m（其中2m长在墩顶范围）的实际情况，从安全和经济角度出发，提出直线段运用挂蓝进行施工的方法。
3. 1 直线段挂蓝施工设计
直线段底模承重纵梁采用I32工字钢，纵梁一端置于墩顶，另一端置于挂篮前下横梁上，通过前吊带将荷载传递给挂篮。纵梁上铺设I25横向分配梁，其上铺设方木和竹胶板底模，结构设计如图6、7所示。
3.2 挂蓝结构强度和不平衡力距验算
直线段设计混凝土数量为42.1m3, 砼自重=42.1*2.6=109.46t
底模支架I32的工字钢重=(9*12+17*3.75)*57.7/1000=9.876t
模板+施工何载按混凝土自重20%考虑，共计22t
总重=109.46+9.876+22=141t，其中作用在挂蓝上重量=1.75/3.75×141=65.8t(直线段在墩顶2m，墩身之外1.75m)；
挂篮前吊点承受荷载65.8t<155.714t(1#块的节段重量)，所以挂蓝强度可靠。
9#块最大不平衡力距=(108.29+48)×32.75=5118.5(考虑挂蓝自重48t)
直线段不平衡力距=(65.8+48)×37.6=4279<5118.5，由于设计先中跨合拢后边跨，中合拢后1#墩和2#墩之间由悬臂变成简支梁， 2#和3#墩之间不平衡力距可以适当存在。
3.3 施工注意事项
⑴ 合拢段和直线段要一起立模板，特别是挂篮底模板顶面要与墩上支架底模保持平顺过度。
⑵ 施工9#块时，挂蓝后锚、底后横梁预留孔位置要预埋准确。
⑶ 浇注直线段、合拢段过程中要加强观测底板沉降，如有异常出现应及时调整。
4．结束语
本文只对连续梁施工中特殊工况下，因地制宜地对三角挂篮、菱形挂篮进行部分改造，改造后的挂篮满足施工要求，使用安全性能可靠、节约成本，提高利用率。目前贝雷片组装挂篮通用性相对比较强、改装也相对简易，今后把悬臂挂篮改装成具有通用性、实用性、简易性、安全性等多种性能还有待提高，达到经济实用的更高水平。
参考文献
[1]TB 1002.3—2005，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范.
[2]GB 50017—2003，钢结构设计规范.
[3]TB 10203—2002，铁路桥涵施工规范.
[4]杨文渊，徐犇编.桥梁施工工程师手册（第二册）.北京：人民交通出版社出版，2003.3.
[5]《无碴轨道现浇预应力混凝土连续梁(双线) 》通桥［2005］236
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关 键 词】挂篮改造 支点改移 挂篮施工直线段
1．引言
目前连续梁悬臂施工常用挂篮形式有菱形、三角形以及使用贝雷片拼装等，广深港客专连续箱梁跨径组合有32+48+32、40+56+40、40+64+40、45+70+45、48+80+48以及60+100+60等多种形式，不同跨度连续梁0#块长度具有多样性和多变性，如48m跨连续梁0#块长为6m、56m 和64m跨连续梁0#块为9m、72m跨连续梁0#块长为11m。挂篮安装一般要求0#块有10m以上的工作长度，当0#块长度不足10m时，如何从设计上对挂篮进行改造实现1#块利用挂篮悬臂施工，并使挂篮具有通用、实用性，能够循环利用和有效利用，不仅对节约成本，而且对施工单位提高工效都起到积极作用。同时，对于边跨直线段较短的连续梁，利用挂篮施工直线段，减少了支架（托架）投入。本文结合施工实践，对连续梁0#块长度不足挂篮安装工作长度要求时如何改造挂篮，以及直线段较短时如何利用挂篮施工直线段等特殊工况进行总结，希望为以后的施工能够提供借鉴。
2．0#块长度不足挂篮安装要求的改造方法
2.1 挂篮拼装改造
当0#块长度不能提供挂篮安装工作长度10米的要求时，目前一般1#块的施工方法是将1#段与0#段同时在托架或支架上浇筑，2#块才开始使用挂篮悬臂施工，但是如果1#块采取托架法施工，因悬臂长度和自重大幅增加，则需要设计更安全的托架结构来满足施工要求，既加大托架搭设的工作，而且需要在墩柱上预留孔洞的尺寸更大，对墩柱结构的完整性造成破坏，留下安全隐患；如果采用支架施工，需要对地基进行加固处理（1#块大部分处在承台基坑开挖回填位置，加固处理工程量大），而且支架材料大大增加，所以挂篮改装就此提出。
由于48米连续梁0#块长度仅有6米，（40+56+40）或（40+64+40）连续梁0#块为9米，不能满足挂篮安装工作长度10米的要求，采取挂篮拼装改造方法实现1#块利用挂篮施工，如图1所示，对0#块为6米的32+48+32連续梁菱形挂篮改造，只增加节点板的强度和刚度；如图2所示对0#块长度为9米连续梁三角形挂篮，只增加顶部连接杆1、2、3和节点板A、B的强度和刚度，原有挂篮杆件仅进行适当的小部分改造，不仅没有破坏挂篮整体安全稳定性，而且不用考虑1#段地基处理或托架搭设工作，在节约材料、降低了成本等方面取得良好的经济效益。
2.1.1 挂篮改造受力验算（以48m连续梁0#块长度为6米改造为例）
挂篮所有杆件均为2x[32a槽钢组焊而成，局部使用钢板焊接以加强。节点板为20mm厚的16Mn钢。取挂篮单片主桁作为计算单元（由于此次挂篮改造仅针对挂篮主桁架提出，所以仅对改装后的挂篮主桁进行验算，仅提供内力及变形验算），计算模型如图3所示。
施工1#块时作用于挂篮上的力主要包括以下几个部分：
（1）梁段混凝土、钢筋自重131.56T
（2）挂篮模板系统自重15T
（3）施工机具运输、施工材料堆放及施工人员行走荷载1.5
（4）施工振捣荷载2.0
由以上计算得出每片主桁前吊点受力440KN，见模型图所示。
备注：挂篮、模板、混凝土、钢筋自重荷载分项系数1.2，施工人员和施工材料机具等行走荷载，及振捣混凝土产生的荷载分项系数1.4。
验算结果：
主桁杆件最大轴力为804KN<[N]=2064KN，主桁前吊点变形值最大，变形值为11mm，根据以上计算结果可知，改造后的挂篮结构安全可靠，变形条件满足规范要求。
2.1.2挂篮改造注意事项
(1)挂篮改装必须进行受力验算，根据计算结果对改造后挂篮进行验证。
(2)改装时应注意保存原挂篮节点板强度和刚度，并保证原挂篮各杆件的完整性。
(3)挂篮使用前必须在地面上试拼装，检查挂篮杆件及节点板，拼装完成后必须用1.2倍梁段自重的重量预压加载挂篮，观测挂篮变形情况，消除非弹性形变。
(4)施工1#块要对称浇筑，不允许出现两侧浇筑重量差别过大；注意预留吊带孔。
(5)为便于挂篮的恢复，必须在已完成梁段上设计预埋件或预留孔，预留孔位置要恰当、尺寸精确。
2.2 挂篮支点改移
0#块为9米的40+56+40或40+64+40连续梁，因施工采用的是三角形挂篮，挂篮主构件之间通过销轴连接，没有节点板，因此无法运用上述方法进行拼装改造，采用对承受力支点进行改移的方法，将挂篮受力支点移动60cm，实现1#段利用挂篮施工，如图4所示。
挂篮受力支点移动60cm后，挂篮抗倾倒性能明显减弱，所以需要对轨道与梁体、挂篮与轨道，以及后锚与梁体之间的锚固都进行加强，并对受力杆件进行单独计算。通过对挂篮、模板、混凝土、钢筋自重荷载计算，考虑到施工人员和施工材料机具等行走荷载，及振捣混凝土产生的荷载，主桁架前吊点最大受力586KN，计算挂篮支点改移前后挂篮轨道梁抗剪、抗压、强度和刚度均满足要求。
挂篮预压加载试验。将挂篮尾端轴销中心处两边用精轧螺纹钢锁紧固定，前端用竖向精轧螺纹钢分节段张拉到586KN,如图5所示，并持拉24小时后，对其进行卸载记录实验数据。试验结束后，对记录数据进行整理、分析，挂篮桁架主构件的弹性和非弹性形变量均小于最大形变允许值，通过模拟支点改移实验，挂篮在最大受力情况下，挂篮桁架主构件抗剪力、强度、钢度均在允许范围内，挂篮支点改移才能应用于施工实践中去。
3．挂篮施工直线段
连续箱梁边跨直线段一般采用支架或托架施工，支架施工安全性能高，操作方便，但是一般适用于搭设高度在不太大情况，而且支架基础一般需要加固处理；托架一般用于高墩或水中墩，支架施工比较困难时采用。鹅颈特大桥连续梁3#边墩，墩高31m，位于深沟中，地基不宜处理，而且墩顶处有一高压线横跨，吊车作业安全风险较大，根据现场条件以及直线段长度仅3.75m（其中2m长在墩顶范围）的实际情况，从安全和经济角度出发，提出直线段运用挂蓝进行施工的方法。
3. 1 直线段挂蓝施工设计
直线段底模承重纵梁采用I32工字钢，纵梁一端置于墩顶，另一端置于挂篮前下横梁上，通过前吊带将荷载传递给挂篮。纵梁上铺设I25横向分配梁，其上铺设方木和竹胶板底模，结构设计如图6、7所示。
3.2 挂蓝结构强度和不平衡力距验算
直线段设计混凝土数量为42.1m3, 砼自重=42.1*2.6=109.46t
底模支架I32的工字钢重=(9*12+17*3.75)*57.7/1000=9.876t
模板+施工何载按混凝土自重20%考虑，共计22t
总重=109.46+9.876+22=141t，其中作用在挂蓝上重量=1.75/3.75×141=65.8t(直线段在墩顶2m，墩身之外1.75m)；
挂篮前吊点承受荷载65.8t<155.714t(1#块的节段重量)，所以挂蓝强度可靠。
9#块最大不平衡力距=(108.29+48)×32.75=5118.5(考虑挂蓝自重48t)
直线段不平衡力距=(65.8+48)×37.6=4279<5118.5，由于设计先中跨合拢后边跨，中合拢后1#墩和2#墩之间由悬臂变成简支梁， 2#和3#墩之间不平衡力距可以适当存在。
3.3 施工注意事项
⑴ 合拢段和直线段要一起立模板，特别是挂篮底模板顶面要与墩上支架底模保持平顺过度。
⑵ 施工9#块时，挂蓝后锚、底后横梁预留孔位置要预埋准确。
⑶ 浇注直线段、合拢段过程中要加强观测底板沉降，如有异常出现应及时调整。
4．结束语
本文只对连续梁施工中特殊工况下，因地制宜地对三角挂篮、菱形挂篮进行部分改造，改造后的挂篮满足施工要求，使用安全性能可靠、节约成本，提高利用率。目前贝雷片组装挂篮通用性相对比较强、改装也相对简易，今后把悬臂挂篮改装成具有通用性、实用性、简易性、安全性等多种性能还有待提高，达到经济实用的更高水平。
参考文献
[1]TB 1002.3—2005，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范.
[2]GB 50017—2003，钢结构设计规范.
[3]TB 10203—2002，铁路桥涵施工规范.
[4]杨文渊，徐犇编.桥梁施工工程师手册（第二册）.北京：人民交通出版社出版，2003.3.
[5]《无碴轨道现浇预应力混凝土连续梁(双线) 》通桥［2005］236
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。