青岛蓝色硅谷轨道交通工程跨滨海公路悬臂梁中心里程为K67+134.819, 跨径为 (56.386+90+56.386) m, 处于蓝色硅谷城际轨道交通工程项目线路盐田西站～王村新城站区间, 该连续梁为三跨预应力混凝土连续梁, 梁体为双向预应力结构, 腹板设有φ32mm竖向预应力精轧螺纹钢, 顶板、底板和腹板留有纵向预应力钢绞线孔道。箱梁0号段长12m, 其中桥墩两侧各外伸4.4m, 每个“T”构沿纵桥方向分为10个对称梁段。箱梁采用变截面单箱单室断面, 悬臂梁施工采用2套菱形挂篮同步施工, 靠滨海公路侧确保公路双向4车道通行, 限高4.5m。其施工流程确保了各项指标符合设计要求, 质量、安全、进度和投资控制都取得了预期效果。因为是跨城市交通道路施工作业, 所以必须采用悬臂法挂篮施工, 该挂篮具有自重轻、拼装简单、走行方便、综合技术指标高的特点。

主桁架和行走及锚固系统是挂篮最主要的2个组成部分。挂篮共由5部分组成, 除了主桁架、行走及锚固系统外, 还有吊杆、底托和模板系统, 其式样和结构如图1所示。

主桁架结构是相对简单的空间桁架, 通常由2片三角形桁片组成。为确保主桁架的稳定性和刚度达到施工标准, 通常在中间设置中门架。为了施工安全, 主桁架的用材比较讲究。竖杆旁边设有吊架, 吊架多用于底托系统、后托梁和外侧模。

预应力张拉需满足一定的条件, 并不是刚浇筑完就可以进行。这些条件包括:龄期达到或超过5d, 强度和弹性模量均达到设计的100%。张拉操作完成后, 再用倒链滑车牵引主桁架缓慢且均匀地向前移动。在这个过程中, 通过前吊带的牵引, 底模平台和内外模也同时滑动。为了减少滑动过程中的摩擦力, 通常在行走轨道上铺设不锈钢板, 但不锈钢板不宜太厚, 一般只有4mm。行走轨道要通过竖向的钢筋锚固, 因此在设计时采取间隔焊接就是很好的解决办法。

提吊系统主要作用是连接主桁架和底模平台。为了确保效果, 一般吊杆都采用螺纹钢, 螺纹钢的直径是32mm, 底座系统的标高依靠千斤顶来调节。

底座系统的组成比较复杂, 由托梁、纵梁、护栏等部分组成。底座因影响到整个支架的稳定性, 因此需要用螺栓进行固定, 底纵梁直接连接固定的地方是底盘模板, 更确切地说是其“横肋”。后托梁必须固定于梁体, 前托梁必须与前横梁连接。

外模模板的结构相对简单, 由1块6mm厚的钢板加型钢带和侧模的桁架钢组成。内膜系统由钢带拼接焊连而成, 是可调节的支撑架。内外模通过对拉的螺栓进行连接, 采用内滑梁整体移动。在施工过程中, 如果遇到齿板等障碍物时, 可将内模里的下角钢板进行拆除, 最终完成浇筑任务。拆除时, 可对锚固端进行放松, 即可进行下沉和前移等各种操作。

为了确保准确无误, 在厂家进行调试, 调试好后再发货, 可节省客户的时间。另外, 也可以在现场进行操作。在现场操作有一大好处, 即可根据现场的实际情况进行安装调试, 实现一步到位。

整个安装程序比较复杂, 需经过许多环节。从测量放线开始, 一共有12个环节。如果顺序被打乱, 将导致无法安装。一旦返工, 则浪费更多的人力和时间, 甚至影响工期。

1) 测量放线在放线之前, 必须对工作面上的杂物进行清理, 混凝土面也要铲平, 放出主桁、前后上梁的中线。

2) 铺设垫梁垫梁铺设在滑移梁的中线上, 10:00的位置必须铺满, 而且要保证有1m的间隔。

3) 安装滑移梁、支点、主桁滑移梁装在垫梁上, 支点、主桁装在滑移梁上。

4) 安装上横梁先把支点主桁和后上横梁连在一起, 再把前上横梁装上, 然后通过焊接的方法把上横梁和主桁连成整体。

1) 预压的目的主要是检验安全性, 确保挂篮不出问题, 消除结构变形。

2) 必须在挂篮调试完成后才能进行。如果不注意这点, 在施工过程中很容易出现返工的情况。

3) 常用的方法是砂袋堆载 (见图2) 。

4) 通过荷载测出非弹性变形, 绘制出荷载与挂篮在预压下的变形曲线。

5) 通过设在悬臂端的3个观测点测出标高和回弹值, 并得出挂篮的2个数值:弹性变形的数值和非弹性变形的数值。

悬臂的浇筑过程也比较复杂, 这主要是因为挂篮要缓慢分段移动。把整个浇筑工程分成若干梁段, 完成这一段后, 挂篮才能移动到下个梁段, 具体的工作步骤如下。

1) 张拉、压浆完毕之后, 进行脱模。

2) 上拔力通过锚固转换的方式转给后锚的小车。

3) 拆除后锚杆, 锚固外侧的后吊杆, 悬挂后托梁。

4) 在2号块铺设轨道, 并通过焊接的方法, 把这根轨道和原有轨道连成一体。

5) 两侧的耳板焊接在下旋杆上。倒链重达10t, 配在下弦杆两侧。为了保证结构的稳定性, 还要安装横梁吊点的扣架。挂篮行走时要十分小心, 做到匀速平滑、平移同步行进, 随时注意挂篮中线是否与箱梁轴线出现偏差, 并及时纠正偏差。

6) 锚固转换。

7) 对底模的后吊杆进行安装。

8) 对模板的位置进行调整并比较高度是否一致。

9) 梁段顶板钢筋的安装, 必须在以下工作完成后才能进行, 底板和腹板的钢筋捆扎完成后, 把内模调到相应位置, 然后进行标高的调整。

10) 浇筑混凝土和张拉操作完成后, 即可进入挂篮移动的下一个循环。

11) 后锚位置的连接墩两侧预埋有2根螺纹钢筋。2号块浇筑完后, 挂篮拖移至下个施工段位。其操作顺序如下:锚固挂篮的后部, 顶起前支点, 对锚固的轨道钢筋进行拆除, 并将其拉到下个工作段位进行锚固, 调节千斤顶, 将移动过来的挂篮安置于轨道上, 拆除锚固的钢筋, 用倒链把挂篮牵引到下个浇筑的段位。

12) 因为施工的需要, 挂篮有时要进行倒退行走的操作。此时, 必须先锚固轨道, 然后处理倒链。倒链的两端分别连接在弦杆耳板和预埋的稳固的钢筋上。挂篮倒退行走的速度要缓慢且均匀、同步。

综上所述, 采用挂篮悬臂进行施工, 之所以受到众多施工单位的欢迎, 因为其具有其他施工方法无法比拟的优点。比如, 因为其缓慢均匀地行走, 使受力十分明确;因为跨栏自身的重量, 使整体刚度比较大, 而且变形小;其在施工过程中易拼装、易操作, 质量有保障。此外, 挂篮悬臂施工不用搭建过多的支架, 受限制的条件较少, 经济效益较好。