剛構橋懸臂設計與施工

童 宇，曾得勇

(江西省公路工程有限責任公司)

1 工程概況

老禾高架二橋位于寧都縣固村鎮老禾村，全橋總長929.28 m，是江西省鷹瑞高速公路全線控制性工程之一，全橋跨越老禾村附近山谷，橋跨布置為7 ×40 m(引橋)+(40+4 ×70 +40)m(主橋)+7 ×40 m(引橋)組成，主橋為預應力混凝土連續剛構，引橋為先簡支后連續預應力混凝土40 mT形梁。

箱梁截面為單箱單室直腹板。箱梁頂寬12.65 m，底寬6.5 m，頂板厚35 cm、腹板厚最大為60 cm，底板厚度由跨中的25 cm 按圓曲線變化至中支點梁根部的60 cm;梁體各控制截面梁高分別為:端支座處為4. 3 m，中支點處梁高2.0 m。箱梁混凝土設計標號為C50。

單墩共分為17 梁段，中支點0#段長度10 m，采用托架施工，一般梁段長度分別為3.0 m、3.5 m、4.0 m，合攏段長2 m，邊跨直線段及合攏段共長5.66 m，最大懸臂澆筑塊重934 kN，采用三角形掛籃施工。

全橋按10 套托架、10 套掛籃及配套模板平行作業進行，安排每個墩身一套懸臂施工設備。

2 0#托架設計與施工

2.1 托架設計

老禾高架二橋0#塊托架采用焊接在墩身預埋鋼板上的工字鋼三角骨架片組成，橫橋向6.5 m 的墩身上安裝共7 片工字鋼骨架片，每片懸臂長7.0 m，順橋向3.0 m 的墩身上共安裝4 片工字鋼骨架片，每片懸臂長2.0 m，整個托架將承擔0#塊、1#塊托架自重、內外模板自重、混凝土與鋼筋自重以及人員、機具荷載，這些荷載將作為驗算托架設計剛度的荷載考慮。

托架組裝首先在墩身橫橋向與順橋向按0.5 m 間距預埋好尺寸為50 cm×50 cm 厚3.5 cm 鋼板作為托架支點，要求預埋件位置準確無誤，以利托架拼裝焊接。

墩身到頂后清理預埋鋼板頂面，利用塔吊對托架進行定位，定位后焊接將預埋鋼板與托架端部焊接。

托架焊接完畢后在托架上鋪設鋼橫梁。鋼橫梁采用［12槽鋼，在鋼橫梁上鋪設底模以拆底模板用的卸落裝置。

0#塊托架采用工字鋼等材料現場組合加工制作，其中1#～11#桿件為32b 工字鋼，12#～19#桿件為18b 工字鋼，組合尺寸形式見圖1。

托架剛度需要經過精確的力學計算，焊接采用J502 電焊條，加工精度符合施工要求。

托架荷載受力計算結果:

鑒于箱梁結構與支架、模板的復雜性，各托架間荷載分布規律比較復雜，在保證安全性的原則下，為簡化計算，縱橫向托架在平均分配梁體與支架、模板荷載的前提下，直接考慮最不利荷載。按以上原則，應力計算結果最大應力位置為1#桿件端部，數值為139 MPa，遠小于熱軋普通槽鋼彎曲容許應力210 MPa，結構應力驗算滿足設計要求。變形計算結果為托架最大變形值出現在托架懸臂端部，為12.9 mm，遠小于規范規定的L/400，剛度滿足設計要求。

圖1 0#塊托架骨架片示意圖

2.2 托架施工

2.2.1 托架拼裝

采用鋼筋焊接一個吊籃作為焊接托架用的操作平臺，吊籃用鋼絲繩掛住一端固定在墩頂預埋鋼筋上，調整吊籃位置至墩身預埋鋼板位置，人員站在吊籃上，在塔吊、倒鏈的配合下，將單片托架調整就位，并在臨時固定后進行焊接，全部安裝到位后進行整體聯結。安裝托架時要將托架頂部調整到同一水平面上，以保證托架均勻受力，確保安全。

托架安裝完畢后安裝外側桁架，安裝過程中要檢查桁架頂面標高是否符合設計標高(頂板底模底標高)，與托架聯結是否牢固，焊縫長度、厚度是否足夠，不符合要求的要及時改正。

2.2.2 模板拼裝

托架、桁架架安裝完成后安裝底模板，安裝時首先在支架上劃出立模邊線，用塔吊、倒鏈配合，調整底模到位，然后將兩側外模安裝就位后將其固定在桁架上，用拉桿及內撐桿將其聯成整體。

2.2.3 施工優點分析

(1)操作簡單、實用

托架采用工字鋼現場加工，加工方便、簡單，且托架骨架片自重輕，方便塔吊安裝就位。

(2)可重復利用，經濟效益高

工字鋼基本可回收利用，作為蓋梁底模支撐，且所用材料數量較少，成本費用低。

(3)穩定性好，變形量小

整個托架系統穩定性強，施工安全可控，經預壓消除非彈性變形后施工實際變形均小于6 mm。

2.2.4 施工控制要點

(1)托架焊接為托架施工的要點，焊接質量一定要滿足使用要求，并且在應力最大處1#桿件端部與預埋鋼板焊接處加焊角鋼，以滿足穩定性要求。(2)老禾高架二橋橋0#號塊施工前對其托架進行鋼筋堆載試驗。加載方式:直接在0#、1#塊底模上進行鋼筋堆載，加載重量250 t(約為箱梁與模板的自重)。在箱梁上每1.4 m 設置三個觀測點，分堆載前、堆載穩壓后、卸載后三次觀察，測量各觀測點的高程進行比較。

(3)安裝底模拆除裝置，提前預留好泄水孔洞與組裝掛籃用的孔洞。

3 掛籃設計與施工

3.1 掛籃設計

老禾高架二橋掛籃由三角形主桁架，滑軌、滑梁、吊帶桿件、底模系幾個部分組成。

具體各主要桿件如下:

(1)腹板縱梁:工28b，長度為5.63 m，單件重0.27 t。

(2)底板縱梁:工28b，長度為5.63 m，單件重0.27 t。

以我院2013級中職護生為研究對象，選擇一個班級為實驗班（護生51名），一個班級為對照班（護生54名）。兩班各有男生3人，其余均為女生，年齡14～16歲，初中起點。兩班在年齡、性別、家庭背景、學習成績上無明顯差異，由同一教師授課，實驗安排、考核標準相同。實驗班在基護實訓操作中加入標準化溝通訓練，對照班采用傳統教學方法。

(3)前托梁:2［32b，槽鋼凈間距160 mm，長度為10.48 m，單件重1.718 t(包括綴板等重量)。

(4)后托梁:2［32b，槽鋼凈間距160 mm，長度為13.04 m，單件重1.718 t(包括綴板等重量)。

(5)前橫梁:2［36b，槽鋼凈間距200 mm，長度為10 m，單件重2.115 t(包括綴板等重量)。

(6)后橫梁:2［20b，槽鋼凈間距144 mm，長度為3.397 m，單件重0.207 t(包括綴板等重量)。

(7)外模滑梁:2［32b，槽鋼凈間距120 mm，上下面各焊有一張寬度為25 cm 厚度為1.2 cm 的鋼板，長度為10.3 m，單件重1.46 t(包括綴板等重量)。

(8)內模滑梁:2［32b，槽鋼凈間距120 mm，上下面各焊有一張寬度為25 cm 厚度為1.2 cm 的鋼板，長度為10.3 m，單件重1.46 t(包括綴板等重量)。

(9)三角主桁主梁:2［36b，槽鋼的凈距為7.6 cm，長度為9.5 m，單件重為2.742 t(包括綴板等重量)。

(10)三角主桁立柱:2［32b，高度為3.88 m，重量為0.897 t。

(12)軌道:軌道采用2I28b 工字鋼，長度為12 m，單重為:14.79 kN。

3.2 掛籃施工

(1)掛籃組裝

掛籃拼裝先對滑軌基礎進行找平，再拼裝滑軌，并采用連接器與25φ 精軋螺紋鋼將掛籃滑軌固定在腹板豎向預應力筋上，形成掛籃的后錨系統。

滑軌組裝完后組裝三角形主桁架，先組裝主梁、再組裝立桿、后斜桿、前斜桿、主桁架橫聯。

主桁架組裝完后組裝主吊帶桿、滑梁、前橫梁、后橫梁、底模系。

在組裝吊帶桿與滑梁、前橫梁時，因前端為高空懸臂作業，而底模系還未進行拼裝，為保證施工安全，采用鋼筋制作一個小掛籃作為操作平臺，用于施工人員連接主吊帶桿與前橫梁。

(2)掛籃使用

掛籃在拼裝完畢后，采用10T 手拉葫蘆(單端共6 個)將拆除后的模板沿內滑梁、外滑梁整體向外拉伸(包括外側模板、內模)，經測量確定模板位置后采用液壓千斤頂對模板進行定位、加固、清理、涂油。

在進行節塊的鋼筋與預應力管道安裝、砼澆筑、預應力張拉、壓漿后，放松底、側、內模吊桿進行掛藍前移，掛籃前移用50 T 千斤頂頂住主桁架前支點，拆除后錨桿，上好行走反壓裝置，用100 T 手拉葫蘆牽引縱移牽引主桁整體前移掛藍，掛籃就位后收緊前后橫梁吊桿，上緊后錨螺栓，調整底模標高、立側模。依次循環至澆筑完8#塊階段。

在澆好懸臂梁的最后一個節段后，將邊跨的掛籃作為現澆段簡支梁使用，中跨的一只掛籃作為中跨合攏段簡支梁施工，進行合攏段的施工。體系轉換完畢后，將掛籃移到主墩進行拆除工作，在退回的過程中逐漸修整箱體外表，拆除按以下順序進行:底模系統→外模架→吊帶桿→后錨系統→主桁架→滑軌及錨固系統。

(3)施工優點分析:

本掛籃每端自重38.6 T，具有承載力大、重心低、移動穩、施工易控制、加工簡單、拼裝方便、施工速度快、勞動強度低等特點。

4、結束語 在剛構橋梁施工中，加強施工安全是前提，強化質量控制是關健，特別是在懸臂橋梁的施工前對0 號托架的設計以及掛籃選用和施工過程中，都必須要有周全的考慮，在老禾高架二橋中我們就是從從模板的加工、選擇與支護到支架的搭設和掛籃選用都進行了層層的把關和嚴格的驗算，所以才安全順利保質保量的提前完成了施工任務，在以后的實踐中，只要我們不斷的大擔創新，并善于研究和總結，懸臂橋的施工技術一定會越來越好，技術越來越先進。

［1］ 江西省交通設計院.江西省鷹瑞高速公路施工圖設計［Z］. 南昌:江西省交通設計院，2008.

［2］ 中華人民共和國交通運輸部. 公路橋涵施工技術規范(JTG/T F50－2011)［S］. 北京:人民交通出版社，2011.

［3］ 劉夏平. 橋梁工程(修訂版)［M］.北京:科學出版社，2007:88－96.

［4］ 高冬光.《公路橋涵設計手冊梁橋》(第二版)［M］.北京:人民交通出版社，2001:110－141.