連體掛籃在大跨徑連續剛構橋梁中的運用

王殿梁

（山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012）

1 工程概況

成自瀘赤高速公路（成都—自貢—瀘州—赤水），為成都至遵義的高速公路在四川境內的一段，起于成都市，半途通過眉山市、內江市、自貢市、瀘州市，止于瀘州市合江縣，是川黔重要的連接樞紐。此公路是川黔高速路網的一個重要組成部分，貫穿成都及川南經濟區。

赤水河特大橋全長426 m，上部為裝配式預應力混凝土簡支箱梁+連續剛構的構造，跨徑組合為：2×20 m+（95+180+95）m。主橋上部為現澆高度漸變的單箱單室混凝土箱梁；底板漸變段是以拋物線形式變化，共劃分25個梁段：0號塊梁高11.5 m，梁長12 m；合攏段梁高3.5 m，梁長2 m；1～9號段懸臂施工長度為3 m，10～23號段長度為4 m。0號梁段使用支架現澆，其他梁段均采用掛籃懸澆法施工。

圖1 成都-自貢-瀘州-赤水高速公路赤水河特大橋

2 掛籃構造、工作原理及技術指標

a）赤水河特大橋采用了菱形掛籃，其主體結構為菱形支架，前懸臂長，工作空間大，便于施工員操作；結構較為簡潔，自身靜荷載較小，受力也比較明確；拆裝便捷，施工作業難度較小，施工周期明顯縮短，并且可重復利用。其示意圖如圖2所示。

圖2 菱形掛籃示意圖

b）工作原理。本套掛籃是用菱形主桁架為主受力構件，連同走行系統、吊掛系統、錨固系統、底模模板、施工操作平臺等組合而成，模板體系與主桁架系統可以同時移動。當模板系統隨著主桁架移動就位后便可進行搭建鋼筋，澆筑混凝土等施工工序。待梁段箱梁施工結束后，再進行下一段梁體施工，循環往復。

圖3 赤水河特大橋掛籃施工現場

c）掛籃主要技術指標。

（a）適用的最大梁段重250 t；

（b）適用的最大梁段長5 m；

（c）掛籃結構桿件安全系數為2；

（d）掛籃最大變形18 mm。

3 掛籃的拼裝及滑移

橋墩施工完成后，首先要在主墩墩頂搭設支架及模板，澆筑施工0號段箱梁，待施工完成后，組裝連體掛籃施工1號梁段，而后將連體掛籃分解，形成兩個獨立的菱形掛籃，對稱澆筑剩余的梁段。

全新的掛籃必須經過試壓后才能進行施工。此舉一是為了檢驗掛籃的質量，二來是消除其本身非彈性變行。試壓就近進行，選定于橋墩附近場地進行加壓法試壓。方案為：首先嚴格按照掛籃設計圖紙拼裝掛籃菱形主桁架，選取兩組菱形主桁架對稱安裝置于水平場地地面（詳見圖4），將前后支點固定，兩組桁架的前上橫梁前緣使用φ32精軋螺紋鋼筋聯系起來，利用千斤頂在前上橫梁處施加荷載。

實驗選用一臺YC200型千斤頂，分別按照50%P、80%P、100%P、120%P（P 為等效集中荷載）進行加載，每次加載持荷時間不得低于30 min，監測前上橫梁、前后支點處的撓度值，每次加載監測完畢，需卸載，千斤頂回油，然后再進行下一等級的加載。

圖4 菱形掛籃主桁架試壓

掛籃拼裝前需對銷座、吊帶和銷子等重要受力部件進行探傷檢驗和加載試驗。

懸臂澆筑法要求需在墩兩側同時搭建模板及澆筑混凝土，而0號塊的設計長度為12 m，無法滿足同時搭建兩個單獨的菱形掛籃。因此1號梁段的施工，需要將兩個單獨的菱形掛籃連接成為一個整體，使得整體安裝長度小于0號段的梁長。如圖5所示。

圖5 連體掛籃示意圖

澆筑完成0號梁段后，將支架及模板拆除，然后進行現場拼裝。安裝順序：拼裝準備（地面找平等）→走行軌道鋪設→安裝前滑板及后鉤板→拼裝主桁架→安裝前上橫梁及前吊帶→搭建底模系統→聯結底模架與吊帶→安裝后吊帶→安裝后橫梁及后錨固系統→安裝模板系統滑梁→安裝外側模。

圖6 赤水河特大橋掛籃施工現場

需要注意的是同一墩頂兩側的掛籃安裝應當同步，單側掛籃的安裝具體步驟如下。

3.1 主構件安裝

a）軌道 將每只掛籃桁架下滑道區域調平，符合設計高程；放線找出掛籃走行軸線，安裝走行軌道（精確設置間距，確保主桁的安裝間距），利用箱梁頂板預埋鋼將走行軌道壓緊[1]。示意圖如圖7。

圖7 軌道系統示意圖

b）安裝前滑板、后鉤板，如圖8、圖9所示。

圖8 前滑板、后鉤板立面示意

圖9 前滑板、后鉤板斷面示意

c）安裝掛籃主構架及后錨固系統，安裝橫向連接系，如圖10所示。

圖10 掛籃主構架橫斷面示意

d）安裝前上橫梁，如圖11所示。

圖11 前上橫梁示意

3.2 底模平臺的安裝搭建

a）預制拼裝底模系統，底模系統包括：底模，前、后下橫梁，縱梁，吊帶框梁[1]，如圖12所示。

圖12 底模系統示意

b）底模系統利用塔吊整體吊裝就位（1號梁段梁底），臨時錨固。安裝前、后吊掛，吊裝定位底模,檢查主構件與底模平臺連系是否穩定[1]。

c）掛籃布設測點，進行預壓。

3.3 安裝模板系統

a）安裝內滑梁前、后吊帶。

b）拼裝內滑梁、內模及支架，做臨時連接處理。將預先拼裝好的內模系統，用吊帶將其與內滑梁連系在一起。

c）將外滑梁與前吊點進行連接；箱梁頂需預留孔位，后臨時吊點通過預留孔固定于梁面上，外模系統通過滑梁從前一個梁段滑至后一個梁段的設計位置。最后安裝后吊點并拆除臨時吊點，安裝滑錨。

3.4 掛籃靜載試驗

a）對照設計文件仔細檢測掛籃結構，用水箱按照單節最重梁的1.25倍作為壓重設備。靜載試驗分4個階段：分別加載30%P、60%P，、100%P及125%P，各級荷載持荷時間不少于20 min，并對掛籃的變形做好相應的記錄。

b）卸荷。

3.5 梁段澆筑

a）綁扎搭建鋼筋系統，安裝預應力管道，穿鋼束。

b）檢查掛籃結構，灌注混凝土并養護。

c）脫模，待彈性模量超過90%后張拉預應力，1號梁段施工完成。

3.6 連體掛籃分解循環步驟

圖13 連體掛籃分解循環步驟圖

3.7 循環施工

a）加長滑道，長度滿足下一梁段施工。

b）解除掛籃后錨固。

c）掛籃前移：將底模平臺臨時吊裝于外側模支架上，支架下落至滑梁上，然后主桁架、內外滑梁連同底模外模同時前移至設計位置。

d）此后0號塊上的兩只菱形掛籃不再產生聯系，各自施工以后節段。

e）按以上方式循環往復。

4 結論

伴隨經濟的持續發展，我國公路、鐵路工程建設取得了巨大的進步，我國橋梁技術能力日臻成熟。近年來，國內的高速公路和高速鐵路中對大跨度橋梁的應用越來越多，其中不乏很多世界級的工程項目。這其中受各種條件限制而采用懸臂澆筑法占到了八成，菱形掛籃已成為懸臂澆筑施工中使用最頻繁的設備之一。

菱形掛籃的優點主要有：

a）自重較輕，預制、運輸、施工、拆移各個環節十分便捷，該掛籃的應用，可節省較大的資金成本。

b）此掛籃結構簡潔，受力明確，并且經使用后的掛籃再次使用時無需進行加載實驗。

c）此掛籃內、外模的縱向走行十分方便，加固亦可采用該滑梁。

d）掛籃由于設計成菱形，吊點懸空位于下一段梁面以上，給施工人員提供的操作空間特別大，有利于施工。

e）施工期間不會影響橋下水陸交通，適應性強，拆卸移動十分方便可加快施工進度，縮短工期。

f）施工中便于觀察測量各個節段的誤差，可對施工誤差及時進行調整以保證施工的精度。

本文介紹的連體掛籃組拼、解體技術，將會繼續在祖國更多的大跨徑橋梁上得到更加廣泛的應用。