自制貝雷梁式掛籃在連續梁橋的實踐與應用

□高彥福（中國水利水電第十一工程局有限公司）

0 引言

變截面連續梁橋多采用支架法現澆和掛籃懸臂法灌注，而懸灌施工的掛籃種類也很多，常用的掛籃形式主要有：菱形掛籃、三角掛籃、桁架式掛籃。不論采取何種形式的掛籃，其技術原理均在于將連續桁梁轉化為懸臂桁梁，使其施工過程中應力狀態與營運期間的應力狀態一致，給無支架施工提供了有力的依據。

1 工程概況

南水北調東線一期工程梁濟運河輸水渠段共有連續梁橋14 座，主橋結構形式統一為（45+80+45）m 預應力混凝土變截面連續箱梁。箱梁為單箱單室截面，箱梁根部高4.70m，跨中高2.20m，內頂板厚度為25cm，梁底曲線按二次拋物線由25cm變化至60cm。箱梁沿橋向劃分為墩頂0 號塊、36 個懸澆段、邊跨現澆段、邊跨及中跨合龍段。其中0 號塊全長10m，懸澆梁段長度布置依次為：5m ×3.50m、4m ×4m，邊跨現澆段長5.00m，邊跨合龍段長1.50m，中跨合龍段長3m。懸澆段最大控制重量為80t，最大懸臂長度為38.50m。

2 貝雷梁掛籃的主要結構

貝雷梁掛籃的主要結構與菱形、三角形掛籃無異，都是由主桁架承重系統、限位錨固系統、底籃及模板懸吊系統、行走系統、掛籃模板等幾個部分構成。與傳統掛籃不同的是，它采用了貝雷梁桁架代替了傳統的鋼制定型主桁架。單個掛籃重量為30t，其主要技術參數如下：

適用于最大梁段重80t（本連續梁最大梁段重67t）；箱梁最大梁段長度4.00m；箱梁梁高：4.70～2.20m；掛籃行走方式：液壓千斤頂推進；貝雷梁掛籃總體構造如圖1所示。

圖1 貝雷梁掛籃總體構造圖

2.1 主桁架承重系統

掛籃主桁架承重系統主要包括：主桁梁、縱滑梁、托梁等幾個部分。單個主桁梁采用三排貝雷梁組成，貝雷梁間用支撐架聯為整體，單排貝雷梁由四片國產貝雷片（1.50m×3m)拼裝而成。前后錨點處為增加貝雷梁的剛度，可增設加強弦桿。兩側主桁梁通過橫梁聯為一個整體。縱滑梁分為內外滑梁，主要用于內外鋼模板的行走，托梁主要用于底模系統的提升和行走。滑梁、托梁均采用I32 工字鋼加工而成。正面示意圖如圖2。

圖2 掛籃施工正面示意圖

施工時，托梁承受的力一部分通過吊桿傳遞給上錨梁，一部分通過錨筋傳遞給已完梁段，使底模與箱梁底板更好地貼合。掛籃施工側面示意圖如圖3。

圖3 掛籃施工側面示意圖

2.2 限位錨固系統

限位錨固系統主要有錨梁、錨桿（筋）等組成，主要用于掛籃的錨固和限位。為了防止掛籃傾覆移位，后錨點的設置需要根據橋梁的特點進行計算和設計，一般多采用將主桁梁與已完梁段豎向預應力筋連接作為后錨點，施工操作方便。錨筋使用主梁Φ32 預應力筋。

2.3 底籃及模板懸吊系統

懸吊系統包括模板懸吊系統、吊帶組成。

吊帶是傳遞力的主要部分，它把下托梁承受的力，傳遞給上橫梁。

吊帶采用Φ32 精扎螺紋鋼，外層包裹聚乙烯絕緣保護套。使用精扎螺紋鋼具有強度高、操作方便、輕巧等優點。

2.4 行走系統

掛籃行走采用反扣輪沿I 型軌道行走，行走動力由液壓千斤頂提供，模板系統采取滾軸式沿內外滑梁行走。為便于掛籃行走，可以在滾輪和軌道間涂抹黃油利于潤滑。

2.5 掛籃模板

0 號塊模板全部采用橋梁專用高強竹膠板，懸臂施工段模板采用定制鋼模板，鋼模板與掛籃施工同步行走。

3 貝雷梁掛籃的試驗和應用

3.1 掛籃加載試驗

為檢驗掛籃的變形和安全度，在掛籃投入使用前進行了靜載試驗，最大加載重量為1050kg（不含掛籃自重），為設計荷載的1.30 倍。按照30%、50%、80%、90%、100%分級均勻對稱加載，卸載按80%、50%、0%進行。加載、卸載過程中對主桁架、橫梁、托梁等進行觀測，記錄應變及撓度數據。

加載時，除采用儀器進行監測外，還需要對外觀進行檢查，觀察掛籃受力后桿件是否產生變形、焊縫有無脫焊、連接銷有無松動等異常情況發生。

試驗表明：各桿件在分級荷載下的理論變形值與預壓試驗的受力變形數據及分布情況基本接近；掛籃安全性能滿足要求。

3.2 掛籃的應用

貝雷梁掛籃的施工順序：上一梁段張拉完成后，把底籃和模板固定在已完梁段；拆除后錨，千斤頂遷移貝雷梁前移，到位后將后錨點錨緊；拆除底籃和模板固定，通過調整吊帶錨固長度放低底籃和側模，使其脫落；牽引千斤頂牽引橫梁和其余部分到位，并調試至指定高程，進入下一節段施工。

從施工情況來看，7d 可完成一套（兩個）掛籃的安裝、調試，平均13d 即可完成一個節段施工。該工藝具有操作施工方便、穩定性好、施工快捷等優點。

4 貝雷梁掛籃的特點

加工制作簡單，安拆方便，材料可周轉，能有效地節約成本；自重較輕，單個掛籃重約30t，掛籃本身彈性變形和非彈性變形小，能應對施工過程中的各種不利工況；采用反扣輪沿軌道行走，不需要設平衡重，掛籃前進后退方便；掛籃主桁架的間距及后錨點位置可以調整，能適應不同型式的梁長、梁寬。對于自重和跨度較大的橋梁時，可通過增加主桁架貝雷片的數量和層數來保證掛籃的剛度；貝雷梁重復利用率較高，市場租金便宜，能廣泛應用于橋梁施工的各個領域。

5 結語

文章以貝雷梁桁架式掛籃在連續梁橋的施工實踐為依托，著重論述了自制貝雷梁桁架式掛籃的基本原理、主要構造及施工特點。通過施工驗證，取得了很好的效果，為后續連續梁橋施工線形控制積累了寶貴的經驗，具有很好的推廣價值和應用前景。