多桁架組合施工掛籃在寬幅矮塔斜拉橋中的應用

蔣建榮，王榴斌

（中交三航局第三工程有限公司，江蘇 南京 210011）

掛籃是橋梁懸臂施工中的主要設備。對于梁體寬度達30～40 m，通常是在橋梁左幅與右幅分別設立彼此獨立的掛籃，對其分別進行施工，因而難以確保同步的線性控制。本文結合實際項目運用，采用一種多桁架式超寬型橋梁施工用掛籃，可實現橋梁施工過程中全幅寬同時同步進行施工。

1 工程概況

丹陽BT二期工程齊梁路南延工程起于現狀齊梁路與122省道交叉處，跨越滬寧城際鐵路、京杭鐵路、京杭運河，終于312國道。項目路線全長6.988 km，設置主線橋梁3座。其中跨越京杭運河主橋橋型為（70+120+70）m雙塔雙索面預應力混凝土矮塔斜拉橋，橋梁總體采用塔梁固結、墩梁分離的形式，主梁采用雙箱梁加橫梁組合體系。

京杭運河主橋箱梁為單箱三室截面，邊腹板采用斜腹板，橋梁頂面寬度達到43 m，兩箱梁通過橫梁及橋面板連接，箱梁頂面設1.5%橫坡，通過箱梁腹板高度調節（見圖1）。標準梁段跨間橫梁沿順橋向每隔6 m設置一道，厚度為0.3 m，各橫梁均設置人孔以方便施工。箱梁0號塊梁段長度為14 m，全橋懸澆段共17×2=34對，1~15號塊梁段長度為3 m，16號、17號塊梁段長度為3.5 m，合龍段長度為2.0 m。

2 工程特點和難點

1）該工程跨越京杭運河（三級航道），航道繁忙，航道海事等要求高，尤其是凈空高度，對掛籃的最低點（特別是移動過程中）有強制性要求。

2） 橋梁寬度很大，達到43 m，由于設計是左右幅整體化，掛籃的整體寬度必須超過43 m。

3）兩幅橋梁中間為頂板結合小橫梁，凈寬達到17 m，且0.3 m寬小橫梁的間距為6 m，偶數節段有小橫梁，奇數節段沒有小橫梁，掛籃很難在中間設置主桁架，沒有支撐點。

圖1 主梁結構示意圖Fig.1 Structure diagram of themain girder

4）由于是整體化橋面，掛籃設計時，受力很復雜，屬于空間體系結構，計算時必須建立空間模型。

5）由于小橫梁的存在，箱室內沒法設置整體性鋼模和內滑梁，必須每個節段調整內模，且只能選用木模。

6）該橋梁為矮塔斜拉橋，施工時需要特別注意塔柱施工、斜拉索的掛索張拉等與掛籃施工的施工順序與相互影響，幾者必須相互銜接，緊密結合。

3 掛籃設計

3.1 設計原則

圖2 掛籃總體布置示意圖Fig.2 General layout of the hanging basket

首先從結構安全上確保主體結構（包括每個構配件）滿足強度、剛度和穩定性驗算要求；從構件適用性考慮，利用既有材料，滿足工程實際需要；從經濟角度考慮，確保總體構思，細化每個構造部位，細化每個構配件。

3.2 基本思路

先從總體進行考慮，確定采用三角掛籃進行主梁懸澆段施工，每個箱室端設置3片三角主桁架，全橋共24片三角主桁架，同時考慮每片主桁架的受力不一，需選擇剛度對應的主桁架，確保剛度均勻。三角掛籃由主桁架，前上橫梁，前、后下橫梁，前、后吊桿，后錨梁及后錨桿，底模板系統，側模板系統，行走系統等構成。一端掛籃由6片主桁架和5片橫聯組成，見圖2。

從細節上分析和考慮，主要分析底模系統、滑梁系統和主桁架聯結等方面。由于小橫梁的存在，兩箱室中間17 m范圍要充分考慮小橫梁的底模和側模的支立，同時從安全角度出發，將底模系統設置成整體鋼平臺，使掛籃形成封閉狀態。

由于小橫梁的存在，使得箱室分割成很多封閉結構，無法使用箱室內定型鋼模板結合內滑梁系統，箱室內只能使用組合木模板，滑梁系統轉移至底模下方，結合整體鋼平臺底模設置。

主桁架的聯結主要考慮中間寬度的聯結，前端的構件設計時按靜定結構（大部分按照簡支梁結構，安全系數相對較大）計算而確定，主桁架按空間體系結構計算，見圖3。

圖3 掛籃計算模型Fig.3 Calculation model of hanging basket

經過總體和細部的結合，平面和空間的結合，掛籃最終定型為多桁架式超寬型橋梁施工用掛籃。

4 掛籃拼裝、預壓及前移

4.1 掛籃結構

主桁架在距離前一個已澆筑好的梁體前端50 cm處設置鋼支撐，鋼支撐一方面起抄平主梁作用，另一方面方便掛籃行走。主梁上方設置前上橫梁（后錨梁），掛籃前端設置22根吊桿，掛籃后方設置15根吊桿，吊桿采用φ32 mm精扎螺紋鋼。主桁架后方設置2道后錨梁用于錨固主梁。

左右幅掛籃中間采用桁架聯結，加大前后上橫梁的截面，利用中間大型鋼平臺，左右幅形成整體，解決左右幅合幅施工，而且解決了中間部分支撐點的問題。

4.2 掛籃拼裝

掛籃安裝時按照以下順序進行：

1）0號塊張拉完，清理橋面。

2）在0號梁段上安裝主桁架鋼支座，用于抄平主梁，方便掛籃行走。

3）主桁架安裝應自0號塊向前方拼裝，兩組主桁架拼裝結束后，安裝主桁架后用鋼絲繩手拉葫蘆固定，同時連接橫聯。

4）安裝掛籃上、下橫梁，并通過吊桿將下橫梁分別錨固在上橫梁和橋面上。

5）安裝前后吊桿，并將吊桿上方錨固好。

6） 安裝前、后下橫梁，鋪設25號工字鋼縱梁，并使縱梁與前、后下橫梁連接好。

7）安裝底模板以及側模板，并將側模板錨固好。

8）掛籃預壓，并根據預壓數據進行掛籃底模標高的調整，之后便可進行鋼筋工程、預應力工程和模板工程的施工。

左右幅掛籃中間設置成整體鋼平臺，長度為18 m，一方面給箱梁內側提供良好的施工平臺，且為封閉施工區域，使得施工更安全，對航道通行有了更好的保證；另一方面，給有小橫梁的施工節段提供現成的底模，以及內側斜腹板的外模提供支撐位置。

4.3 掛籃預壓

預壓觀測點的設置：掛籃變形測點共設12個測點。掛籃前上橫梁在兩組主梁中心位置各設置1個觀測點，用于測量主梁撓度。每套掛籃在底模板上設置6個觀測點，前后各3個點，其中2個點的橫向位置位于箱梁腹板中心處，另外1個點的橫向位置位于底模板的橫向中心線上，掛籃前端在兩側翼緣板模板上各設2個測點。

加載方式：掛籃加載試驗擬按連續梁最重梁段的鋼筋混凝土荷載的1.2倍加載。加載利用砂袋堆載來實現，重量分布情況基本和梁體重量分布一致，見圖4。砂袋的堆碼須保證整齊平整有序，減小空隙及堆碼高度。

圖4 掛籃預壓Fig.4 Preloading of hanging basket

加載程序：底板→腹板→翼緣板；卸載程序為：翼緣板→腹板→底板，卸載順序和加載順序相反。

記錄及資料整理：加載從0%逐級加載（30%→70%→100%→120%）至梁體重量的120%，每個等級荷載時應對掛籃的所有觀測點進行測量，并記錄觀測數據，測量頻率為每24 h一次，當24 h沉降量＜1 mm時，即可卸載。

4.4 掛籃行走

掛籃行走程序為：

1）懸臂梁節段預應力束張拉完成后，先用千斤頂將其后橫梁吊桿全部放松然后繼續用千斤頂將側模板、中心內模頂板吊桿全部放松、拆除，再用倒鏈葫蘆將前下橫梁、側模板、前上橫梁之間拉緊。依靠拉鏈葫蘆受力將前吊桿全部放松，在模板自重作用下底模板及側模板和混凝土分離，使掛籃整體下落約30 cm左右，有橫隔梁時整體下落1 m，然后將千斤頂置放在主縱梁最前端主縱梁的下方。

2） 采用千斤頂將主縱梁（后錨梁）吊桿全部放松。

3） 采用千斤頂將主縱梁緩慢頂起30 cm左右，在原鋼支座位置放置滾輪。

4）收回千斤頂頂程，使主縱梁緩慢平穩落在滾筒上。

5）先安裝好行走滾輪然后撤掉除后上橫梁最外側2根吊桿以外的吊桿，將側模滑道后端固定在梁體預留孔位處的吊框處，前端固定在前上橫梁上，拆除后錨壓梁和底板上的吊桿，使走行梁吊桿受力。

6）人工將倒鏈葫蘆兩端分別掛在主縱梁和梁體事先埋置好預埋件上，然后同時同步拉緊2組主縱梁位置處的倒鏈葫蘆，牽引掛籃，使掛籃整體緩慢前移，前移速度控制在0.1 m/min之內。

7） 根據梁體塊段長度，確定掛籃的前移距離，事先在梁體的相應位置處做好標記，當掛籃移至該標記位置時，立即停止掛籃前移。整個牽引前移過程應確保掛籃前后同步進行，左右對稱牽引。

8）主梁到位后再次用千斤頂將掛籃主縱梁頂起，在掛籃主縱梁頂起的同時，將掛籃主縱梁頂到一定高度時，將滾輪抽出，收回千斤頂頂程，使掛籃主縱梁落在鋼支座上，之后安裝主梁后錨橫梁并錨定。

9）錨固前后橫梁，拉緊吊桿將前后上橫梁和主梁連成整體。

5 結語

多桁架式超寬型橋梁施工用掛籃，由主桁系統、模板系統以及懸吊行走系統構成，總體寬度不小于橋梁梁體的寬度，且其寬度方向上的中線與橋梁梁體寬度中線重合。其技術特點為：

1）能夠適應復雜的梁體設計要求，適應復雜的受力情況。

2）可實現橋梁施工過程中左右幅合幅同時進行施工，從而提高對橋梁的線性控制；并可使得掛籃根據橋梁應力變化而改善掛籃結構，從而提高掛籃的結構穩定性。

本工程采用的多桁架式超寬型施工用掛籃技術在施工過程中是成功的。在復雜的設計要求和受力條件下，采用該掛籃技術有明顯的經濟效益和社會效益。