淺談三角掛籃在懸臂澆筑中的應用

金柱培

【摘 要】海安經濟開發區上湖大道栟茶運河大橋跨越栟茶運河，主橋為三跨預應力混凝土變截面連續箱梁。為確保大橋施工質量，安全、進度，變截面箱涵采取懸臂澆筑，施工過程利用三角掛籃施工，其質量控制滿足設計要求，可為同類懸臂澆筑施工提供借鑒依據。

【關鍵詞】變截面箱梁；三角掛籃；施工技術

1 工程概況

栟茶運河大橋跨越栟茶運河（五級航道，通航凈空45×5m），橋梁與航道中心線交角120°，最高通航水位3.5m。橋梁跨徑組成為5-30+（44+70+44）+5-30m，全長464.44m。主橋為三跨預應力混凝土變截面連續箱梁，跨徑組合44+70+44m。半幅橋寬13m。箱梁縱向為預應力砼結構，采用單箱雙室直腹板截面，箱梁頂板寬13m，底板寬8.25m，翼緣板懸臂長2.375m。橋墩支點處梁高4.1m，跨中、橋臺支點處梁高2m，中跨梁底下緣線采用二次拋物線變化。箱梁頂板厚度25cm；底板厚度由梁端和跨中的28cm漸變至橋墩橫梁處的60cm；腹板厚度跨中為45cm，漸變至橋墩處為65cm，在端支點、中支點共設4道橫隔梁。橫橋向箱梁頂、底板均保持平行，橋面橫坡由橋墩調整行成。主梁懸臂施工，懸臂澆筑單個梁段長3.5～4m，邊跨支架現澆段長8m，中、邊跨合攏段長2m。

2 施工組織

按圖紙設計要求采用掛籃懸澆逐段施工，箱梁0#塊待承臺、橋墩施工完成后在承臺上搭設支架進行澆筑，0#塊完成后在上面拼裝掛籃，根據設計圖紙掛籃重量控制在45噸以內，所有受力均嚴格按照圖中施工順序進行計算。在考慮施工方案時，原則上依設計圖施工順序進行，即大橋分四個“T”單元，同時進行掛籃懸澆施工。在施工階段，箱梁與橋墩臨時固結，懸臂施工均勻對稱，確保施工安全，施工順序如下：

1）進行臨時支撐及臨時固結的施工，在承臺及承臺兩側搭設支架碗扣支架澆筑0#塊；

2）1#～8#塊采用掛籃施工逐段對稱澆筑；

3）搭設支架澆筑邊跨現澆段；

4）邊跨合攏段施工；

5）中跨合攏段（吊架）施工，進行體系轉換。

3 懸澆箱梁掛籃組成

三角形剛桁架掛籃在橋梁施工中應用廣泛，施工技術比較成熟，主橋箱梁為懸澆施工工藝，掛籃施工方案采用三角形剛桁架掛籃施工設計方案。

3.1 三角形剛桁架掛籃構造概述

掛籃主要材料為：國標工字鋼、槽鋼選用40B型；綴板（抗拉鋼板）采用16Mn鋼板；吊桿采用？準32精軋螺紋鋼制。掛籃詳圖如圖1。

3.2 三角形剛桁架主梁

承重主梁由兩組三角形構架組成，兩組主構架通過橫向的桁架片連結。后端利用Φ32精軋螺紋鋼筋作錨桿將桁架錨固于已澆好的箱梁頂部，錨桿的下端用聯接器與預埋好的精軋螺紋鋼筋相連接。

3.3 承重橫梁

橫梁分為：前上橫梁（12m）、前下橫梁、后下橫梁，單根長度13m，前上橫梁采用I40b+I28b雙拼工字鋼拼焊組合而成。前下橫梁、后下橫梁采用[40b雙拼槽鋼拼焊組合而成。

3.4 懸掛系統

懸掛系統主要有：吊桿、吊帶、承壓梁（板）、銷子、連接器，吊桿采用？準32精軋螺紋鋼制作而成。吊帶采用25mm厚16Mn鋼板制作而成。承壓梁（板）采用25mm厚16Mn鋼板和型鋼制作，承受吊桿抗拉部位采用25mm厚16Mn鋼板制作。銷子采用國產標準軍用貝雷銷子，連接器采用廠供工具連接器。

3.5 行走系統

行走系統空間上分三層設計，主橫梁上，主橫梁下，箱梁下，主橫梁上設置壓滾：采用10cm直徑無縫鋼管制作而成，壁厚10mm，由兩根一組加鋼板制作而成。主橫梁下設置平滾：采用標準平滾，設置在主橫鋼枕梁上。箱梁下設計滑動梁：自梁頂下設吊桿，吊住滾軸裝置，滑動梁采用雙拼[25a槽鋼組合而成，穿過滾軸裝置，滑動梁后端設計限位裝置，前端吊在前上橫梁上。滑動梁分為兩種，箱內：支承箱內模板牽引模板。翼板下：支承外模及后下橫梁，牽引外模板及后下橫梁。

3.6 模板體系

模板體系：底模、內模、外模，底模：采用[8槽鋼制作骨架，面板焊接4mm鋼板。龍骨采用I25b工字鋼布設。內模、外模：均采用[8槽鋼制作骨架，面板焊接4mm鋼板，頂板模板與腹板模板制作成整體，由滑動梁支承及調節頂板模板的標高。

3.7 穩固體系

穩固體系分為：抗傾覆體系、主橫梁整體穩固性措施，抗傾覆體系：每組主橫梁后端設計4根？準32精軋螺紋鋼錨桿。主橫梁整體穩固性措施：分三處設置。后錨點、支點、前吊點，后錨點、支點處設置[40b槽鋼采用？準32精軋螺紋鋼錨桿與主橫梁夾緊。前吊點利用前上橫梁與主橫梁采用螺栓進行加固連接。

4 掛籃的組裝和拆除

1）根據掛籃搭設要求，清點構、配件，檢查構、配件的工作情況。

2）平整場地，進行鋼桁架主梁的拼裝。

3）鋼桁架梁拼裝完成后進行鋼桁架梁的吊裝，根據位置線正確就位后，完成后錨點的設置，后錨點為兩組四根。由于本橋有橫向坡，鋼桁架梁就位后，根據坡度梁下墊楔形鋼板，對貝鋼桁架進行調平。

4）安裝前上橫梁，前上橫梁安裝完成后，采用精軋螺紋鋼筋裝橫梁與鋼桁架縱梁進行聯接，確保橫梁不會移位。

5）根據構造要求，必須增強兩組鋼桁架橫梁之間的剛度以及穩定性，在鋼桁架縱梁的支點、后錨點設置支撐[40b槽鋼橫梁，將兩組鋼桁架縱梁進行聯接。

6）根據吊點位置安裝吊桿，進行前吊桿及后吊桿的安裝。

7）安裝前下橫梁、后下橫梁。

8）安裝底模，根據軸線位置正確進行底模的安裝。

9）進行內模及外模的就位工作，同時進行滑動梁安裝。

10）由于梁體平是水平設計，因此吊桿與梁體、槽鋼接觸位置均設置16Mn楔形鋼板，確保受力均勻。

11）掛籃組裝后應進行預壓，預壓見專項方案

12）拆除方法根據安裝順序進行反向順序進行拆除。

5 鋼桁架掛籃行走方案

鋼桁架梁行走方案主要改變梁下懸掛系統，實現鋼桁架梁下后橫梁、底板模板、頂板模板進行整體向前平移。

1）砼張拉壓漿后，松動各吊點，確保頂模、底模脫離箱體。

2）采用手拉葫蘆將后下橫梁與滑動梁進行懸掛，如圖1所示進行設置。

3）解除后下橫梁的吊桿。

4）松開后錨點，在每組鋼桁架梁兩側安裝千斤頂，頂起鋼桁架梁，有足夠高度后在鋼桁架梁下的鋼枕之上安裝平滾，在鋼枕上設置壓梁，同時松開千斤頂，由平滾承載。平滾安裝就位后，設置限位裝置，確保鋼桁架梁沿軌道方向移動。

5）采用手拉葫蘆進行牽引，設置轉向，平移后錨點至前一節段錨固點，松開后錨點。

6）在牽引啟動前檢查各吊點，確保底模、頂模、下橫梁完全由鋼桁架梁進行懸掛，不得有多余吊桿與箱梁連接。檢查機械工作情況，保持良好狀態，進行人員分工，完成站位演練，確保鋼桁架掛籃順利移位完成。

7）兩名操作工同時拉動滑輪組，觀察兩組鋼桁架梁的位移量，量差不得過大，鋼桁架梁移位確保在一個工作班內完成。架設全站儀，在前上橫梁上設置觀測點，確保移動偏位不得過大，指揮操作人員拉動滑輪組。

8）就位后，按照反方向順序完成鋼桁架梁工作狀態的就位，根據軸線及標高進行鋼桁架掛籃的就位調整，檢查所有吊桿，錨固點、螺桿的工作情況。

6 1#～8#塊件的模板

1#～8#塊采用掛籃懸澆施工，每次對稱澆筑一個節段，張拉壓漿后再前移一個節段，直至澆完8#塊。1#～8#塊各節段掛籃底板前移時用全站儀“對中”控制，底板高程用水準儀控制。澆筑1#～8#塊件時，箱梁每節段前端的頂板（腹板位置）、翼板、底板上埋設6個觀測點，用水準儀觀測高程變化。1#～8#塊前端的各階段需控制的高程為：①立模高程，②砼澆后高程，③縱向頂板張拉前的高程，④張拉好8#塊以后箱梁的各節段高程。以上高程由設計部門提供理論值，根據掛籃預壓繪制的曲線計算掛籃下撓值，結合圖紙要求的預拱度。施工時，根據各節段的實測值，適當微調（根據提供的塊件前端的頂板高程， 推算出底模前端高程，作為基本控制數據，并適當微調）。為了保證高程觀測準確性，將水準點設置在0#塊中心處，避免被掛籃遮住影響視線。為了更好地控制橋梁整體的軸線位置及各節段高程，兩個0#塊中心處設置的導線點與已知橋梁導線點造成三角網進行測設，以隨時調整橋梁軸線及高程。

由于日照的影響，當箱梁延伸較長時，箱梁的高程及中線也會因日照的不均勻而發生變化，影響其觀測精度，觀測時間選在每天日照以前，施工時應注意調整。

1）掛籃底模采用鋼模板，由橫縱向分縫的四塊整體鋼模板組成，為了保證新老塊件接縫不漏漿，在底模板與已完成塊件砼之間夾雙面膠帶止漿，并用5根Ф32精軋螺紋鋼，將底模與已澆塊件底板預先拉緊，確保止漿及無臺階。

2）掛籃外模采用型鋼骨架蒙6mm鋼面板（拼縫用電焊填實并磨光以獲得整潔的外觀）在外模的上部用1排3根Ф22對拉螺絲、中間布置3～4排3根Ф22對拉螺絲，底部在下橫梁上設縱梁和千斤頂加以固定，抵抗砼側壓力，保證不漲模，側模與底板間夾橡膠條止漿。

3）掛籃內模要在外模就位，底板與肋板鋼筋綁扎以后，進行安裝，嚴格按圖紙控制腹板、頂板厚度，避免增加結構自重。

7 1#～8#鋼筋與預應力束道

鋼筋在現場制作，在就位好的籃體及外模內先綁扎底板鋼筋，后綁扎腹板鋼筋、埋設縱向預應力波紋管，縱向預應力束道波紋管與已澆塊件伸出的波紋管對接（加20cm長的接頭管），并用膠布纏裹，防止漏漿。1#～8#鋼筋及預應力施工同0#塊施工方法，豎向預應力施工推遲一個階段。

1）鋼筋

鋼筋半成品下料與制作在現場完成，鋼筋加工前，將鋼筋表面的油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈。成盤的鋼筋和彎曲的鋼筋按規范要求調直。鋼筋下料前，核對半成品鋼筋的鋼號、規格、直徑、長度和數量。鋼筋的半成品材料堆放，應按規格、型號、長度、普通鋼筋和預應力鋼筋及箱梁塊段標識分開堆放，墊高離地面30cm并采取遮蓋措施防止下雨后鋼筋生銹。鋼筋的運輸通過裝載機運輸至現場后，由汽吊將鋼筋吊放在箱梁段模板上。鋼筋綁扎時，鋼筋交叉點處采用鉛絲呈梅花狀綁扎，部分結點進行點焊，以確保骨架的穩定。鋼筋與模板之間設置高強度的塑料墊塊，墊塊與鋼筋之間用鉛絲扎緊，并相互錯開，確保鋼筋的保護層厚度滿足技術規范和設計要求。

2）預應力管道

施工時注意縱向束道的準確定位，用“井”字形鋼筋固定波紋管，其間距直線段每100cm設置一道，曲線段每50cm設置一道，端堵頭板20cm處各增設一道定位網。波紋管安裝前應檢查其密水性，如果漏水應禁止使用，其表面只是映水變濕方可使用。預應力管道采用加強型金屬波紋管形成，其壁厚不小于0.35mm，波高不小于3.5mm。管道嚴格保證彎曲坐標及彎曲角度。錨墊板必須與鋼束軸線垂直，錨墊板孔中心位置與管道中心一致，波紋管穿入錨墊板內部，且從錨墊板口部以海綿封堵孔道端口，外包裹膠帶，避免漏漿堵塞孔道。錨墊板與螺旋筋、波紋管中軸線垂直，螺旋筋位置準確，用鋼筋加強固定，防止在砼振搗過程中造成錨板偏斜和螺旋筋振搗時的位移，其它的預埋件如防撞墻鋼筋以及掛籃施工時的預埋鋼板、錨桿預留孔等均應嚴格控制，確保后續工作開展。豎向預應筋的張拉根據設計要求推遲一個節段進行張拉。

8 1#～8#塊件的砼施工

1#～8#塊砼施工同0#塊施工方法，在施工過程中，主要控制澆筑順序及平衡施工。

8.1 砼澆筑順序

（1）由端部向根部進行，左右對稱，分層施工（分層30cm）；

（2）底板，先中腹板，后邊腹板，頂板。

8.2 平衡施工

左右對稱，根據設計以及規范要求，不大于1/4節段荷載，按5方砼進行控制，每車砼量為10方，確保每車左右平衡澆筑。砼面的平整度的保證措施和底板厚度控制：由于頂板頂面縱橫向存在坡度，為保證頂面的平整度小于5mm，在頂板砼澆筑前縱向預埋三排標高定位控制鋼筋，并以水平Φ12鋼筋將標高控制鋼筋縱向連接，Φ12鋼筋肋邊向上，頂面同頂板砼頂面齊平，頂板澆筑完成后用3m長水平尺橫向沿Φ12鋼筋肋頂面收平處理。另外，為了保證底板厚度符合設計和技術規范要求，采取在底板砼澆筑完后，在底板上加壓臨時模板，以保證在腹板砼澆筑時，砼基本不會流到底板上而導致底板厚度增加；同時，也可防止施工人員的腳印影響底板頂面的平整度和外觀質量。箱內腹板和底板養生：采取灑水養生的辦法，同時由于箱室內空氣流通較差，不利于已澆筑砼的散熱，因此在每個箱室內側設置一根高壓灑水管龍頭，由高壓抽水泵抽水至墩頂后由專人負責養生。

養生安排專人專職負責，并要求有養生記錄，尤其是對于經常受到日照作用的箱梁外側，根據實際情況適當縮短灑水養生的間隔時間，確保砼表面的濕潤度。

9 三角掛籃運用技術重點、難點及保障措施

栟茶運河大橋主跨變截面連續箱梁，采用三角掛籃施工，對掛籃的設計要求較高，掛籃作為懸臂梁模板支撐系統，掛籃的變形，剛度，穩定性均對箱梁的施工質量、線形、標高、軸線等影響較大，為消除掛籃施工過程中的變形采取預壓措施，并通過預壓采集變形數據為掛籃設置預拱度作準備，并通過應力檢測，橋梁整體受力、線形均滿足規范要求。

10 結語

栟茶運河大橋三跨預應力混凝土變截面連續箱梁，主跨懸臂箱梁施工過程中，通過三角掛籃支撐體系進行主梁懸臂現澆、預應力張拉，安全、優質、高效地順利完成工程施工，其技術可為同類變截面連續箱梁施工提供借鑒。

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[責任編輯：楊玉潔]