大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁掛籃施工技術(shù)

摘要：玉井1號(hào)、2號(hào)大橋都是臨渭高速公路內(nèi)連續(xù)剛構(gòu)橋梁，最長(zhǎng)的跨度為120m，施工都是采用剛度比較大、變形性比較小、結(jié)構(gòu)比較輕巧且適用范圍大等特點(diǎn)的菱形掛籃技藝。文章講述了大跨度連續(xù)梁懸臂澆筑掛籃的設(shè)計(jì)與施工。

關(guān)鍵詞：大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁；懸臂澆筑；掛籃施工技術(shù)；橋梁工程；掛籃設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U448 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0183-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.093

1 概述

自20世紀(jì)掛籃懸臂澆筑的筑橋方法在施工領(lǐng)域開(kāi)始使用到現(xiàn)在，它的優(yōu)越性隨著時(shí)代的發(fā)展不斷突顯，已成為修筑大型、中型跨徑橋梁的一種必不可少的作業(yè)手段。目前國(guó)內(nèi)最成熟的懸臂施工設(shè)備是掛籃。掛籃是可以沿著特定軌道行走的，可以活動(dòng)的一種整體模架，將錨固在施工完成的懸臂梁段上，懸挑施工下一個(gè)部分，依次進(jìn)行作業(yè)，直至所有節(jié)段實(shí)行完成。因?yàn)閽旎@懸臂澆筑所有工序都在高空施行，而且需要承受施工過(guò)程中的荷載，所以掛籃需要滿足以下要求：（1）必須保證強(qiáng)度安全可靠；（2）錨固、行走、拆裝等的容易施行；（3）自重輕等各項(xiàng)可以方便施工作業(yè)的重要作用同樣不容忽視。

2 工程概況

玉井1號(hào)、2號(hào)大橋主橋上部結(jié)構(gòu)均為65+120+65m三跨懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁橋，包括0號(hào)塊長(zhǎng)13m，橋頂面寬度12m，箱梁采用單箱單室截面設(shè)計(jì)，箱梁高度及底板厚度從0號(hào)塊到跨中合攏段采用2次拋物線設(shè)計(jì)。主橋上部剛構(gòu)采用三向預(yù)應(yīng)力同時(shí)作用設(shè)計(jì)，施工采用的技術(shù)是掛籃懸澆施工。

3 掛籃設(shè)計(jì)

3.1 掛籃設(shè)計(jì)原則

3.1.1 減輕自重。在滿足設(shè)計(jì)承載等相關(guān)要求的前提下，應(yīng)盡可能減輕施工掛籃自身重量，同時(shí)利用箱梁的豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固平衡傾覆力矩對(duì)減輕掛籃自重也卓有成效。

3.1.2 縮短施工周期。全斷面對(duì)稱一次性澆筑施工可以很好的減少施工時(shí)間，提高效益。

3.1.3 保證質(zhì)量及施工安全。為確保箱梁澆筑的外觀質(zhì)量比較好使用鋼模模板是很有必要的，與此同時(shí)，鋼模模板的強(qiáng)度應(yīng)滿足高空超重施工安全的最低

限度。

3.1.4 改善施工環(huán)境。箱梁頂面空間有限，應(yīng)超前規(guī)劃，充分利用好空間，保持施工作業(yè)空間盡量寬敞，方便放置施工機(jī)具及施工人員行走。

3.2 掛籃的組成

掛籃的組成如表1所示：

4 掛籃施工

4.1 掛籃安裝與預(yù)壓

4.1.1 本項(xiàng)目的掛籃是在工廠加工完成后，將其裝載到工作場(chǎng)地對(duì)主桁架進(jìn)行組裝，然后把它吊轉(zhuǎn)至相應(yīng)的墩位。具體安裝步驟如下：（1）由0號(hào)塊頂板上放出箱梁中線以及籃主桁內(nèi)邊緣線，并確定前鋼支點(diǎn)位置，同時(shí)運(yùn)用高等級(jí)砂漿找平鋼支點(diǎn)；（2）采用塔吊將分組拼好的半菱形桁架（考慮塔吊的起重重量及安全）安裝就位，用精軋螺紋鋼將主桁架錨固于梁體上；（3）安裝前上橫梁采用高強(qiáng)螺栓固定于主桁架，前后下橫梁通過(guò)精軋螺紋鋼懸吊于上橫梁及梁頂面；（4）依次安裝各吊桿、導(dǎo)梁、底平臺(tái)和模板。

4.1.2 安裝好掛籃后開(kāi)始加載預(yù)壓實(shí)驗(yàn)，來(lái)檢查掛籃的強(qiáng)度等性能是否符合要求，并減少?gòu)椥宰兓ｎA(yù)壓試驗(yàn)有很多方式，我項(xiàng)目根據(jù)施工實(shí)際情況采取加載法。加載重量按橋梁最重1#節(jié)段梁體混凝土重量的1.2倍進(jìn)行，所加重量的等級(jí)可以分為20%、50%、80%、100%、120%這五個(gè)等級(jí)。通過(guò)加載預(yù)壓測(cè)量計(jì)算得出所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。

4.2 節(jié)段施工

4.2.1 掛籃活動(dòng)到預(yù)設(shè)的位置后，放出中間線，確定標(biāo)準(zhǔn)高度。然后按先施工底模、后施工內(nèi)模的步驟依次進(jìn)行。立模所采用標(biāo)高由第三方線性監(jiān)控單位提供。

4.2.2 鋼筋采取集中加工，運(yùn)輸至吊裝至施工現(xiàn)場(chǎng)，再通過(guò)人工綁扎，其中應(yīng)注意波紋管孔道及預(yù)埋件位置準(zhǔn)確。全橋縱向、橫向、豎向預(yù)應(yīng)力管道均采用不同管徑的金屬波紋管成孔，為保證混凝土澆筑過(guò)程中管道位置準(zhǔn)確，管道定位鋼筋必須按設(shè)計(jì)進(jìn)行布置并焊接牢固，弧線段及彎起點(diǎn)適當(dāng)進(jìn)行加密。

4.2.3 “對(duì)稱、同步進(jìn)行”是混凝土澆筑正常進(jìn)行必須堅(jiān)持的基本原則，依次為底部模板，腹部模板，頂部模板。

4.2.4 對(duì)于掛籃施工連續(xù)箱梁，預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量最為重要，因?yàn)槠渲苯佑绊懝こ探Y(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。本項(xiàng)目連續(xù)剛構(gòu)橋采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。穿束：小于20m的預(yù)應(yīng)力束采用人工穿束，大于20m的預(yù)應(yīng)力采用卷?yè)P(yáng)機(jī)整體穿束，橫向、豎向預(yù)應(yīng)力均為提前穿束。預(yù)應(yīng)力張拉：運(yùn)用張拉力與伸長(zhǎng)量進(jìn)行雙控，使實(shí)際值與理論值之間的差值在±6%的范圍內(nèi)變動(dòng)。孔道壓漿：預(yù)應(yīng)力施工完成后，應(yīng)在24h內(nèi)，采用真空輔助壓漿法，及時(shí)進(jìn)行孔道注漿。

4.2.5 每一節(jié)梁體預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等工序完成后，進(jìn)行前移至下一節(jié)施工，掛籃前移工作步驟為：首先將掛籃軌道前移到位錨固并校核；然后將側(cè)面，底面的模板取下來(lái)，并將內(nèi)部模板與箱梁水泥進(jìn)行分離；再次將主梁后錨桿稍松開(kāi)，掛籃采用鉤輪及鉤板掛住軌道受力；最后將掛籃其余后錨均松開(kāi)，采用液壓油桿將主梁逐步頂推到位，主梁帶動(dòng)側(cè)模、底模及內(nèi)模整體前移，隨著主梁的前移，每次對(duì)稱行走行程30cm進(jìn)行檢查調(diào)整，以保證主梁的穩(wěn)定，前移到位后將主梁后錨桿全部錨緊。

4.3 邊直段施工

由于橋梁所在位置，受山區(qū)峽谷地形限制，采用落地支架現(xiàn)澆方案，施工難度大，工期較長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益差。所以根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合設(shè)計(jì)情況：邊直段長(zhǎng)度4m，懸挑長(zhǎng)度1.75m，其余均落在墩身范圍內(nèi)，大部分重量由墩身承擔(dān)。根據(jù)上述實(shí)際情況利用0號(hào)塊施工的托架進(jìn)行施工。

4.4 合攏段施工

箱梁合攏段施工是整個(gè)箱梁施工的重點(diǎn)部位，先按設(shè)計(jì)進(jìn)行勁性骨架安裝，合攏溫度應(yīng)選在當(dāng)日溫度最低（最佳合攏溫度15℃～18℃）時(shí)段盡可能短的時(shí)間內(nèi)澆筑完成，澆筑完成后應(yīng)及時(shí)灑水覆蓋養(yǎng)生，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)后及時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力。

5 線性控制

在連續(xù)剛構(gòu)橋梁的施工中，橋梁的線性監(jiān)控是一項(xiàng)十分重要的工作。因?yàn)橹挥蓄A(yù)拱度設(shè)置合理，才能保證橋梁的受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)的受力狀態(tài)盡量符合，也才能保證梁體在施工階段、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下反復(fù)受力仍趨于線形設(shè)計(jì)，這樣才能為后期線路的平順打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。線型作業(yè)過(guò)程第一步需要對(duì)橋梁的靜力線形進(jìn)行全面的分析，由此來(lái)調(diào)整模板組裝的過(guò)程，以盡最大的可能減少梁段產(chǎn)生的撓度差所帶來(lái)的不良影響。

6 質(zhì)量控制措施

（1）選定合適混凝土配合比是施工的關(guān)鍵。水泥的強(qiáng)度除了要達(dá)到相應(yīng)的要求外，其余性能也要滿足相關(guān)規(guī)定和規(guī)范；（2）各種原材料和機(jī)具的查收、檢查應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)準(zhǔn)則及規(guī)范認(rèn)真執(zhí)行；（3）掛籃底面?zhèn)让婺０宓臉?biāo)準(zhǔn)高度必須嚴(yán)格把控。向前移動(dòng)到位后，兩中線應(yīng)該位于同一豎直線上，最大偏差不得超過(guò)5mm；（4）混凝土施工過(guò)程中對(duì)稱平衡施工是保證掛籃安全的重要因素之一。同時(shí)為確保混凝土的強(qiáng)度，對(duì)施工完成后的混凝土成品及時(shí)灑水覆蓋養(yǎng)生是非常重要的；（5）各向預(yù)應(yīng)力的張拉及壓漿施工：應(yīng)保證壓漿孔道飽滿，無(wú)空洞，使張拉的雙控指標(biāo)必須達(dá)到設(shè)計(jì)相關(guān)要求；（6）嚴(yán)格按要求埋設(shè)標(biāo)有明顯標(biāo)志的線性控制觀測(cè)點(diǎn)，并在施工過(guò)程中加以妥善保護(hù)，同時(shí)測(cè)量技術(shù)人員在各階段的測(cè)量應(yīng)安排在無(wú)風(fēng)無(wú)雨的早晨或傍晚，也可以達(dá)到提高測(cè)量準(zhǔn)確度的效果；（7）橋梁之間的高差應(yīng)小于20mm，體系轉(zhuǎn)換結(jié)束后頂面標(biāo)準(zhǔn)高度差應(yīng)在±20mm的范圍內(nèi)。

7 安全保障措施

7.1 0#塊及掛籃施工的安全保證措施

（1）所有參與掛籃施工的作業(yè)人員應(yīng)有嫻熟的技術(shù)、安全的意識(shí)以及對(duì)施工工序要有一定的熟悉程度，同時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝和技術(shù)的要求；（2）施工的空間及環(huán)境應(yīng)盡量保持暢通整潔，施工中所需要的各種材料及小型機(jī)具應(yīng)堆放整齊。安裝好施工臺(tái)面并做好安全措施以免在空中扎鋼筋的作業(yè)人員發(fā)生意外事故；（3）為避免觸電意外的發(fā)生，不能私自亂拉亂接電線；（4）在雷雨天氣及風(fēng)力大于6級(jí)天氣不好的情況下，掛籃作業(yè)必須立刻停止施工。

7.2 掛籃安裝的安全保證措施

（1）安裝掛籃時(shí)，下面應(yīng)該設(shè)置警戒區(qū)，以防墜物傷人；（2）應(yīng)該設(shè)置安全裝置，避免出現(xiàn)事故的發(fā)生；（3）螺釘擰入的長(zhǎng)度必須達(dá)到連接器長(zhǎng)度的1/2，這樣才能起到錨固的作用，并且要做好標(biāo)記；（4）沒(méi)有組裝好的桁架要有穩(wěn)固牢靠的支持，避免塌陷；（5）有多余兩個(gè)已經(jīng)錨固牢靠的后錨，便可組裝側(cè)模和底模。在組裝這兩部分時(shí)應(yīng)選用符合條件的相關(guān)儀器及合適的鋼絲繩數(shù)，這兩部分上升到所設(shè)置的高度后應(yīng)迅速串好各種吊帶和錨桿，以免卷?yè)P(yáng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載。

7.3 掛籃移動(dòng)的安全保證措施

（1）各部件事先留存孔徑的位置、大小需要進(jìn)行檢查，如果有誤差，要進(jìn)行修整；（2）各種材料裝置以及施工部位都需要進(jìn)行檢查，以保持技術(shù)性能的良好；（3）內(nèi)外模的滑梁滾輪與滑梁之間的空隙，應(yīng)排除咬邊、卡阻等影響行走安全的問(wèn)題，如在施工過(guò)程中存在以上情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整排除；（4）專業(yè)人員協(xié)調(diào)指示，專業(yè)人員觀測(cè)運(yùn)行狀況，以確保掛籃行走的時(shí)候左右兩側(cè)的桁架是平穩(wěn)的；（5）掛籃的各關(guān)鍵部件必須加設(shè)保險(xiǎn)裝置；（6）改變吊桿時(shí)，每一吊桿的兩個(gè)千斤頂必須同時(shí)上升下降，否則千斤頂和吊桿的受力性能會(huì)受到影響，同時(shí)千斤頂在使用過(guò)程中不能超出它的行程范圍。

7.4 掛籃混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)設(shè)專門的工作人員觀察受力部分的變形情況，如果查出不妥要及時(shí)進(jìn)行處置；（2）工程結(jié)束以后，及時(shí)清掃施工現(xiàn)場(chǎng)，廢棄物料不得放在掛籃上。在拆除模板的過(guò)程中，為保證施工人員的安全，作業(yè)人員不得站在正在拆除的模板上。夜間施工時(shí)，應(yīng)保證施工場(chǎng)地光線充足；（3）在混凝土澆筑過(guò)程中，左右兩側(cè)的掛籃的澆筑重量需保持平衡對(duì)稱。

8 結(jié)語(yǔ)

懸灌連續(xù)梁施工中最關(guān)鍵的工藝是掛籃施工。通過(guò)玉井1號(hào)、2號(hào)大橋的施工，對(duì)掛籃施工的重要步驟進(jìn)行了優(yōu)化，使施工步驟更加合理、工期更加短暫，同時(shí)也為以后相似橋梁的施工提供了指引。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐君蘭.大跨度橋梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 雷俊卿.橋梁懸臂施工與設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG_TF50-2011）[S].

[4] 楊文淵，徐彝.橋梁施工工程師手冊(cè)（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2004.

[5] 重慶大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué).土木工程施工（下冊(cè)）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：楊小飛（1982-），男，湖南邵陽(yáng)人，中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司工程師，研究方向：橋梁施工。

（責(zé)任編輯：王 波）