橋梁工程中掛籃施工技術(shù)探討

郭衛(wèi)民

（中鐵十七局集團(tuán)四公司，山西 太原 030001）

1 前言

掛籃施工是懸臂澆筑法施工中的一種主要施工方法，它不需要架設(shè)支架，不使用大型吊機(jī)。與其他方法相比，具有結(jié)構(gòu)輕、拼制簡(jiǎn)單方便和無壓重等優(yōu)點(diǎn)。本文就懸臂澆筑法常用的三角形和菱形2種掛籃形式，從設(shè)計(jì)、加工和安裝等方面對(duì)大跨徑橋梁掛籃施工技術(shù)進(jìn)行論述。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 前期準(zhǔn)備

2.1.1 掛籃是實(shí)施懸臂灌注施工的主要設(shè)備。它是一個(gè)能夠沿軌道行走的活動(dòng)模架.并懸臂掛在已完成懸臂施工的懸臂梁段上，用以進(jìn)行下一梁段施工，如此循環(huán)直至梁段澆筑完成。

2.1.2 掛籃設(shè)置除應(yīng)保證強(qiáng)度安全可靠外，還應(yīng)滿足變形小，行走方便、錨固、裝拆容易、重量輕以及各項(xiàng)施工作業(yè)的操作要求.并有安全防護(hù)措施。

2.2 掛籃的構(gòu)造

三角形和菱形掛籃主要由以下幾部分組成：

2.2.1 主桁架。主要桿件通常由2片槽鋼組焊而成，槽鋼的截面由結(jié)構(gòu)分析確定，各桿件間的連接為高強(qiáng)螺栓或銷接。

2.2.2 走行系統(tǒng)。由鋼枕、滑道及上滑板構(gòu)成，其中鋼枕為槽鋼加1塊鋼板焊接而成，滑道為2根槽鋼組焊而成，上滑板為厚鋼板。滑道由豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在橋面上，用來平衡掛籃空載走行時(shí)的傾覆力矩。

2.2.3 內(nèi)外模板系統(tǒng)。內(nèi)模分頂模和內(nèi)側(cè)模，由型鋼組焊成模架。內(nèi)模工作時(shí)由滑梁支承在內(nèi)吊梁上，脫模時(shí)松開內(nèi)吊梁，滑梁落在內(nèi)吊梁上，即可滑行前移；頂模板為組合鋼模板，內(nèi)側(cè)模板由部分木模組成，以適應(yīng)梁高的變化。外模由側(cè)模板和底模構(gòu)成，側(cè)模由外吊梁懸掛，為型鋼和鋼板組焊的整體鋼模板；底模由底縱梁、底橫梁及模板組成，通過底橫梁的前后吊帶懸掛在掛籃主桁的前吊點(diǎn)、已澆梁段和外吊梁上，隨主桁一起前移。

2.2.4 懸吊系統(tǒng)。由螺旋千斤頂、小橫梁、吊帶及精軋螺紋鋼組成，用于懸掛模板，調(diào)整模板的標(biāo)高。

2.2.5 張拉操作平臺(tái),懸掛于主桁上，提供立模、扎筋、灌筑砼、張拉預(yù)應(yīng)力束及移動(dòng)掛籃的工作面。桁架、錨固、平衡系統(tǒng)、吊桿和縱橫梁等根據(jù)掛籃設(shè)計(jì)圖紙加工而成。

2.3 掛籃設(shè)計(jì)

為保證施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，掛籃的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)中要求掛籃自重輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，移運(yùn)方便，并要求堅(jiān)固穩(wěn)定.變形小.便于錨固、拆裝，盡量利用現(xiàn)有構(gòu)件。

2.3.1 設(shè)計(jì)掛籃長(zhǎng)度

設(shè)計(jì)掛籃長(zhǎng)度應(yīng)按懸臂灌注最大的分段長(zhǎng)度而定。掛籃的橫斷面布置則取決于橋梁的寬度和箱梁截面形式。當(dāng)橋梁橫截面為一個(gè)箱時(shí)，全截面用一個(gè)掛籃施工即可。當(dāng)箱梁為多箱結(jié)構(gòu)時(shí)，為了使掛籃的施工中有一定的靈活性，也可用多個(gè)掛籃分別施工。

2.3.2 掛籃的設(shè)計(jì)荷載

按計(jì)算的部件和施工階段不同.采用不同結(jié)合，一般可以分為如下類別：

1)模板重量(包括側(cè)模、內(nèi)模、底模、端模等各部件).可先按平均重 0.8-1.OkPa 計(jì)，待模板尺寸確定后再進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算；

2)振動(dòng)器重及振動(dòng)力，主要是附著式振動(dòng)器，在進(jìn)行掛籃底模架設(shè)計(jì)時(shí)，可假定模板梁上的振動(dòng)為振動(dòng)器自重的4倍；

3)施工人群荷載可按2kPa估算；

4)千斤頂、油泵重量；

5)最大節(jié)段混凝土重量。

2.3.3 掛籃的驗(yàn)算

掛籃應(yīng)驗(yàn)算空載走行狀態(tài)下的平衡穩(wěn)定.澆筑混凝土?xí)r的傾覆穩(wěn)定。由于掛籃系可移動(dòng)的模架，又屬高空作業(yè).所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有足夠的穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度安全系數(shù)。掛籃重量應(yīng)和設(shè)計(jì)操作施工階段驗(yàn)算中估計(jì)的重量相符，并應(yīng)將實(shí)際的掛籃重量和有關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給主梁設(shè)計(jì)部門，以便進(jìn)行階段驗(yàn)算。

2.4 掛籃的制作與安裝

2.4.1 掛籃制作

掛籃各結(jié)構(gòu)部件要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求幾何尺寸、材質(zhì)和精度加工。不允許隨意改變?cè)O(shè)計(jì)和采用代用材料。如確需變更，應(yīng)征得設(shè)計(jì)部門同意并簽認(rèn)后，方可變更。

掛籃加工完畢應(yīng)在工廠組裝試拼.并做全面檢查.必須時(shí)進(jìn)行主要受力構(gòu)件的單件試驗(yàn)。

2.4.2 現(xiàn)場(chǎng)拼裝

2.4.2.1 找平鋪枕。待1梁段張拉完畢后，用1：2水泥砂漿找平梁頂面鋪枕部位 (包括0梁段)。

2.4.2.2 鋪設(shè)鋼枕，前支座處鋪3根，鋼枕間距不大于50cm。

2.4.2.3 安裝軌道。從0段中心向兩側(cè)安裝2.5m長(zhǎng)鋼軌各2根，軌道穿人豎向預(yù)應(yīng)力筋，找平軌道頂面，軌道中心距無誤后，用螺母把軌道鎖定。

2.4.2.4 安裝前后支座。先從軌道前端穿人后支座，后支座就位后安放前支座。安放前支座前，在相應(yīng)軌道頂面鋪81mm不銹鋼板，不銹鋼上置放一塊四氟乙烯滑板(300mm×500ram)，然后安放前支座。

2.4.2.5 吊裝主構(gòu)架。主構(gòu)架分片吊裝，放至前后支座上并旋緊連接螺栓。為了防止傾倒，用腳手架臨時(shí)支撐。

2.4.2.6 安裝主構(gòu)架之間的連接系。

2.4.2.7 用長(zhǎng)螺桿和扁擔(dān)梁將主構(gòu)架后端錨固在已成梁段上，前支座處用扁擔(dān)梁將主構(gòu)架下弦桿與軌道固定。

3 預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁懸澆施工工藝

3.1 上掛籃

上掛籃前，必須澆筑并張拉0、1塊，對(duì)支座采取臨時(shí)固結(jié)措施。為減少梁段上的作業(yè)，可根據(jù)起吊運(yùn)輸能力，將掛籃桿件在加工場(chǎng)拼裝成若干組件，再將掛籃組件吊至0、1塊梁段上進(jìn)行組裝。在已澆筑的0、1塊箱梁頂面進(jìn)行水平及中線測(cè)量，鋪設(shè)軌道，組裝掛籃，并將掛籃對(duì)稱行走就位、錨固。在底籃的兩側(cè)，前后端及外模兩側(cè)面均設(shè)置固定平臺(tái)，內(nèi)外模及箱梁前端設(shè)置懸吊工作臺(tái)。掛籃拼裝完后，應(yīng)驗(yàn)證掛籃的可靠性，消除其非彈性變形，測(cè)出掛籃在不同荷載下的實(shí)際變形量，以便在撓度控制中修正立模標(biāo)高。第一次使用前，對(duì)掛籃進(jìn)行試壓，常用試壓方式有水箱加載法、千斤頂高強(qiáng)鋼筋加力法等。

3.2 模板校正與就位

底模支承在吊籃底的縱、橫梁上，外側(cè)模一般由外框架預(yù)先裝成整體，內(nèi)模板及框架因每一梁段均須修改高度，不宜做成整體。根據(jù)箱梁截面情況確定砼澆筑方法 (一次澆筑或分次澆筑)。一次澆筑時(shí)，應(yīng)在頂板中部留一窗口，使砼由窗口進(jìn)入箱內(nèi)，分布到底模上。當(dāng)箱梁較高時(shí)，應(yīng)用減速漏斗向下傳送砼。采用二次澆筑時(shí)，先安裝底模、側(cè)模具及底板、側(cè)板的普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋，澆筑第一次砼后，再安裝內(nèi)模、頂板普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋。箱梁由根部至端部為二次拋物線，每澆筑一個(gè)梁段均須將底模提高一次，提高不多時(shí)，可采用支墊底模的方法。經(jīng)幾次提高后，高差變大時(shí)，用提升吊籃的方法提高底模。懸臂澆筑時(shí)，一個(gè)梁段高度的偏差對(duì)全孔有很大影響，而且隨著梁段澆筑數(shù)量的增加而逐漸下垂，梁段越多，懸臂越長(zhǎng)，下垂越多。

3.3 砼澆筑

用于懸澆箱梁的砼的標(biāo)號(hào)一般較高，必須認(rèn)真做好砼配合比設(shè)計(jì)。懸澆時(shí)必須對(duì)稱澆筑，重量偏差不超過設(shè)計(jì)要求，從前端開始逐步向后端澆筑，最后與已澆梁段連接。分次澆筑時(shí)，第二次澆筑前，必須將首次砼的接觸面及上、下梁段的接觸面鑿毛并清洗干凈。底、肋板的砼振搗以附著式振搗器為主，插入式為輔；頂板、翼板砼的振搗以附著式振搗器為輔，插入式為主，輔以平板振搗器拖平。砼成型后，要適時(shí)覆蓋，灑水養(yǎng)生。

3.4 張拉和壓漿

張拉前，按規(guī)范要求校正千斤頂和油泵，對(duì)管道進(jìn)行清洗、穿束，準(zhǔn)備張拉工作平臺(tái)。砼達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度后，按照張拉程序分批、對(duì)稱進(jìn)行張拉。張拉完成后，進(jìn)行管道壓漿。

4 結(jié)束語

掛籃懸臂澆筑施工使用少量施工機(jī)具設(shè)備，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交橋.而且施工不受跨度限制，跨度越大，其經(jīng)濟(jì)效益越高，所以大跨度連續(xù)梁橋常采用掛籃懸澆施工。

[1]徐君蘭主編，大跨度橋梁施工控制，第三版，北京：人民交通出版社，2000.

[2]劉剛亮，王中文，輕型鷹式掛籃的總體設(shè)計(jì)，北京：橋梁建設(shè).2002(3).