百米高墩連續剛構橋掛籃底模拼裝技術

王海軍 李丹 中交第二航務工程局有限公司第六分公司

1.工程概況

臨夏雙城至達里加（甘青界）公路土建工程施工第SD4標段臥龍溝3#特大橋主橋采用預應力混凝土變截面連續剛構。橋梁位于陡峭山體中間，孔徑布置為（2×40）+75+3×140+75+3×（3×40）m，橋梁全長1018m，橋梁最大高度為160.2m（5#墩），該連續剛構橋采用掛籃懸臂對稱施工，掛籃采用傳統三角掛籃，掛籃安裝過程中，底模系統采用整體提升安裝技術，其余采用單個桿件吊裝安裝，掛籃整體重量為103t，其中單個底模系統為16.5t，在掛籃安裝施工過程中，底模高空安裝為本項目的重點，亦為難點。

2.工程特點難點

（1）臥龍溝3號特大橋橋梁最高高度為160.2m，掛籃拼裝難度大、安全風險高。

（2）橋區位于高海拔地區，掛籃安裝施工為極高空臨空作業，人員作業安全風險高、且施工效率低。

（3）該地區全年氣溫偏低，晝夜溫差大，降雨量充沛，冬期、雨期時間長。且常年氣候不穩定，易出現大風、大雨等不利氣候。

（4）部分主墩臨近于省道兩側，安全風險高。

3.工藝優化方向

項目在掛籃安裝整體部署中對比傳統方案，其傳統方案為底橫梁逐個提升至高空，通過人員高空臨空操作連接底橫梁和懸吊體統。傳統方案在掛籃底模系統安裝過程中，操作人員需在極高空（160.8m）臨空環境下進行對孔操作，操作人員面臨心理壓力大，不易于高空對接，作業風險極高，存在重大安全隱患，同時在傳統方案安裝中，掛籃桿件單個提升速度慢，安裝速率慢，且該地區氣候條件不穩定，易給安裝過程造成極大困難。針對以上施工工序及作業環境的特點，對掛籃安裝過程進行工藝優化，其優化目的為避免或減少人員高空臨空操作，提高掛籃安裝速率，避免因突然的氣候環境變化造成安全隱患。通過對掛籃整體系統的研究，提出以下優化方向。

3.1 掛籃底模系統整體提升方案

針對本項目所采用的三角掛籃，研究設計出了掛籃底模系統整體提升的方案。該方案使用兩臺10t卷揚機提供動力，采用“兩點平衡式四點吊”提升底欄。其2條主鋼絲繩通過固定于掛籃主橫梁上的提升橫梁連接底模系統，通過卷揚機拉動鋼絲繩提升底模系統。提升橫梁采用雙拼工40，反向焊接兩個10t定滑輪焊于提升橫梁兩端，提升橫梁固定三角掛籃主縱梁上。

該系統的特點為采用兩條主鋼絲繩，通過定滑輪固定鋼絲繩平面位置，提升系統簡單，易于操作，且提升過程平衡穩定，定位準確，易于錨固。

3.2 兩點平衡式底模提升系統

針對項目橋梁高度高的特點，結合國內部分掛籃底模提升方式，設計出了兩點平衡式整體提升方式[2]。該提升方式將四點吊轉換為兩點平衡吊，通過計算，將四點吊以一定的夾角轉換成兩點吊，使兩點吊位于底板的平衡位置點上，該方式既具有四點吊的平衡性，又只使用兩條鋼絲繩，具有結構簡單，易于操作的特點，施工風險小，避免了人員直接臨空操作，并且易于與懸吊系統錨固。

4.關鍵技術優化施工

4.1 掛籃底模系統整體提升設計

掛籃底模整體提升系統分為底模系統、懸吊鋼絲繩、提升橫梁和錨固卷揚機。如圖1所示。

（1）底模系統：掛籃底橫梁和縱梁按照圖紙平面位置于地面進行拼裝，縱梁置于橫梁之上，將縱梁與橫梁進行焊接，焊縫采用連續角焊縫，并滿足相關焊接要求，使縱梁和橫梁連接成為底板整體，在橫梁上安裝掛籃懸吊錨固裝置，并采用臨時固定措施固定部分構件。在底模系統邊緣根據防護要求安裝防護欄桿及防護平臺。利用底橫梁兩側四個掛籃懸吊吊耳作為懸吊鋼絲繩連接點，根據計算使用16t卡環連接四根鋼絲繩。為減輕整體提升重量只安裝防護平臺，底模采用后裝方式。

（2）懸吊鋼絲繩：經過整體計算采用2條直徑為φ28mm的鋼絲繩作為主鋼絲繩，其單根長度不少于180m，2條主鋼絲繩和4條副鋼絲繩之間的連接使用16t卡環進行連接。其中副鋼絲繩的開角約在60°左右（±5°）。4條副鋼絲繩下部與底模連接，副鋼絲繩與底模的夾角約在60°左右（±5°），形成兩點平衡式四點吊系統。主鋼絲繩上部通過懸吊系統的定滑輪與錨固卷揚機連接，形成整套懸吊鋼絲神提升系統。

（3）提升橫梁：采用雙拼工40橫向放置于掛籃水平主桁架上，反向焊接2個10t定滑輪于提升橫梁兩側，焊縫采用連續角焊縫，2條主鋼絲繩穿過定滑輪，并使主鋼絲繩、副鋼絲繩和底模吊點在同一平面上。

（4）錨固卷揚機：使用兩臺10t卷揚機放置于0#塊翼緣板上，卷揚機錨固于0#塊預埋件上，根據計算要求采用焊接和加勁板焊接方式連接，0#塊預埋件采用1.5cm鋼板塞孔焊接直錨筋形式。

4.2 兩點平衡式底模提升系統設計

該提升系統采用兩條直徑φ28mm的主要鋼絲繩進行提升，下部與底板連接采用四點吊，通過16t鋼絲繩卡環連接轉換為兩點平衡吊。

（1）卷揚機錨固設計。卷揚機錨固于橋面預埋件，將卷揚機底座與預埋件鋼板進行連接，通過前部焊接擋板及后部反壓錨梁使錨固力達到要求。

（2）提升橫梁定滑輪設計。為確保提升過程中底板的平衡性和安裝平面位置的準確性，使用2個10T定滑輪反向固定于橫梁上，為鋼絲繩提供轉向。

圖1 懸吊鋼絲繩轉向系統

4.3 底模整體提升安裝過程

掛籃安裝過程中，首先在0#塊位置安裝掛籃行走系統梁、主桁承重系統、錨固系統和懸吊系統，然后在地面安裝底模系統，然后安裝整體提升系統。

整體提升系統安裝過程中，在卷揚機錨固安裝完成后，整體下放鋼絲繩進行底板連接。安裝完成后，使用兩臺卷揚機同步提升使掛籃底模系統至設計位置下方。到此位置后連接底模系統與掛籃懸吊系統。

卷揚機提升過程中，卷揚機上升速度固定使用卷揚機低檔位，提升過程中若無突發情況，一次提升到位，中途不停頓。提升過程中指揮人員通過觀測實時和操作人員溝通，及時調整底板水平。若在提升過程中底邊偏差過大，左右高程超過40cm，即可停止卷揚機進行調平，待底板調平后再繼續提升底板。

底模系統提升到位后，人員通過0#塊底板上至底模系統上進行對孔，將提前安裝好的部分懸吊系統安裝到底橫梁上，待懸吊鋼帶及精軋螺紋鋼安裝完成后，拆除提升鋼絲繩，將體系轉換為掛籃受力。

4.4 綜合對比分析

相比于傳統底欄安裝方式，該整體提升系統高效快捷，極大的降低了人員操作風險，提高了安裝效率。同時該提升系統相比于四點吊節省兩條鋼絲繩重量（約2.3T），減少了整體提升重量（約16.4%），同時只使用2臺卷揚機提供動力，節省操作空間，提升過程中易于平衡控制，不僅提高了經濟效益，提升了施工速率，還降低了操作難度。

綜合此整體提升系統特點，提升高度高，所需0#塊上操作空間小，提升速度快且易于平衡控制，且提升過程中定位準確，易于人員操作安裝，為以后同類型橋梁掛籃拼裝施工提供了有效借鑒。

5.結束語

在臥龍溝3#特大橋超高墩掛籃拼裝過程中，有效結合工程特點，對掛籃拼裝工藝進行了一系列優化創新，研究出了掛籃底模系統整體拼裝技術和兩點平衡式提升方式。通過工藝方法改進避免了人員高空臨空操作，提升了掛籃安裝安全系數和安裝速率，并且有效的節約了工期，提升了經濟效益。