斜腹板懸澆箱梁掛籃設計與應用

顏得勝

（保利長大工程有限公司）

1 工程概況

紫金橋重建工程屬于河源市源城區鄉道Y009線跨東江段，東接紫金側河源江東開發區省道S242線，西接河源市區市政公路，為河源市跨越東江的主要道路。

主橋3～7#墩上部構造采用C55預應力混凝土變截面連續箱梁，三向預應力結構，縱向按全預應力體系控制。箱梁采用單箱單室截面，左右兩幅單獨布置，間距50cm，每幅頂寬13.25m，底寬4.997～6.368m，兩側翼緣寬均為3m。每幅橋面設單向2%的橫坡。

箱梁梁高及底板厚度均按照2次拋物線變化，梁高3.79～2.5m漸變，箱梁腹板厚度50～80cm，底板厚度30～55.4cm，頂板厚28cm。

2 項目施工的難點及對應措施

河源市紫金橋重建工程為應急搶險工程，工期緊，同時為兼顧橋梁美觀，將預應力現澆箱梁設計為斜腹板。以往的施工方法中，每施工完成一個節段均需要現場將模板改成下一個節段的寬度，存在以下問題：

⑴每施工一個節段均需要現場調整尺寸，高空作業安全風險高。且需要現場改模板，效率低下，影響施工進度；

⑵現場切割焊接質量差，導致箱梁接縫外觀質量差，同時底模的安裝固定麻煩；

⑶由于底模變寬，需將底板增加縱梁，增加了掛籃自重和材料。

本項目掛籃設計結合以往施工經驗，主要進行了以下方面的優化設計：

⑴外模采用側模包底模的方案；

⑵底模采用中央標準模板+外側異形模板的方式，外側異形模板提前在場內加工好，運輸到現場，每施工一個節段拆除原有異形模板，更換下一節段異形模板，采用這種方式組合的底模外觀質量可靠；

⑶外側異形模板設置為活動模板，不需要和底模內部連接，在梁段安裝連接螺栓即可，提高了施工進度；

⑷通過調整底籃的外側縱梁，確保外側異形模板位于底籃縱梁上方，減少了縱梁的數量。

3 掛籃設計

主梁懸臂澆筑3～9#節段采用菱形掛籃施工，單個節段長度為4m，最大混凝土體積為54.4m3，施工時采用全斷面一次性澆注，菱形掛籃按照180t-4m進行設計。掛籃主要由上承重系統、下承重系統、上行走系統、下行走系統、模板、梯子及工作平臺組成[1]，菱形掛籃總體布置圖如圖1所示。

3.1 上承重系統

上承重系統主要由2片菱形主桁架（含拉桿、壓桿及節點板）、后橫聯、中橫梁、前上橫梁、前吊帶頂升系統及上后錨系統等組成。

菱形桁架由拉桿、壓桿以及節點板等組成，單套掛籃采用2片主桁組拼而成，其中2片主桁均采用一種結構形式，2片主桁之間通過橫聯連接兩片菱形桁架組成空間桁架。桁架各桿件受力明確，且迎風面積減小，增加了抗風力，另外桁架可操作的空間有所增大。

前吊帶頂升系統統主要包括吊帶、鋼銷、頂升千斤頂、頂升梁（扁擔梁）、承壓梁等。掛籃頂升系統的主要受力部件為主吊帶，主吊帶采用δ30mm、δ20mm厚度的Q345鋼板帶拼接而成；通過千斤頂調整吊帶的高度，吊帶頂升從而使底籃高度達到設計高度，滿足箱梁線形的變化[2]。

后錨系統是整個掛籃的平衡裝置，通過錨固系統錨固防止其傾覆。錨固系統包括主桁錨固系統及軌道錨固系統，主桁錨固系統由后錨反扣裝置及錨壓梁、錨桿等組成；軌道錨固系統由錨壓梁（扁擔梁）、錨桿等組成。通過軌道錨固系統將軌道固定在已澆梁段上，然后通過后錨錨固系統反扣錨固在軌道上，從而提供整個掛籃的傾覆平衡力，保證掛籃的穩定性。

3.2 下承重系統

下承重系統主要包括底籃和下后錨點[3]。底籃由前下橫梁、后下橫梁、腹板縱梁、底板縱梁、外模桁架、施工過道等組成。前下橫梁采用雙拼HN型鋼（350mm×175mm×7mm×11mm），長12.7m，后下橫梁采用桁架的形式，桁架高度取1.2m，節間長度取2m，桁架的勁性上弦桿采用2HN型鋼（400mm×200mm），長12.7m，桁架部分長10m。底籃斷面圖如圖2所示。

圖2 底籃斷面圖（單位：cm）

3.3 行走系統

行走系統包括上行走系統和下行走系統，掛籃行走示意圖如圖3所示。

圖3 掛籃行走示意圖

上行走系統主要由行走軌道、行走油缸、前支點支座、反扣裝置等組成。軌道由兩條[28槽鋼制作，在軌道移到位的情況下通過行走油缸提供行走動力，由油缸推著前支點支座在軌道上滑移，移動過程中靠后錨反扣裝置提供抗傾覆力矩；軌道的移動也是靠油缸提供動力。在軌道上開有一系列銷孔，當油缸走過一個行程后就通過拆裝油缸頂推座移動下一個行程移到最終位置。利用液壓油缸作為動力提高了移動的速度，同時減輕了勞動強度。

掛籃移機前底籃以移機導梁作為承重梁落在吊架的滾軸上，吊架作為導梁的后支點，掛籃移機時前吊帶帶動底籃前移。

3.4 模板系統

模板系統主要由底模、外側模、內模及內模支架和端模組成。

底板為變截面機構，采用標準模板+外側異形模板的組合方式，每澆筑完成一塊將外側異形模板拆除。底膜組合圖如圖4所示。

圖4 底膜組合圖（單位：cm）

外側模采用0-2#塊施工大塊鋼模，以利于保證混凝土外觀質量。外側模豎肋為勁性弦桿桁架支撐，通過計算采用[10a、[8a組焊的桁架，間距為750mm。整個外側模板通過翼板桁架支撐在掛籃底籃縱梁上，模板在移機后通過調整吊帶來調整外側模的標高達到設計值。

內模板采用1.5m×0.5m小塊模板，箱梁內模頂板采用桁架加工，桁架通過內導梁及吊桿支撐，由于內箱腹板存在變化，桁架設計成可調節形式。

3.5 工作通道及平臺

掛籃布置3個工作通道，一個通道從橋面抵達前上橫梁作業平臺；一個通道從橋面抵達掛籃底籃；一個通道從底籃前端通往后端。

掛籃布置3個工作平臺，一個位于前上橫梁頂部，用于調底籃；一個位于底籃后橫梁尾部，用于底板接縫裝修；第三個位于底板后橫梁頂部，用于翼板底面裝修。

4 結束語

懸澆箱梁采用一對可移動的掛籃作為主要施工設備，針對不同的橋梁均需單獨設計。紫金橋重建工程主橋共采用6對LXGL180t-4m型掛籃進行施工，掛籃在設計時充分利用已有的設計和施工經驗，考慮懸澆箱梁施工過程中可能出現的問題，并提前采取解決方案，掛籃單個節段平均工期為10天，通過對掛籃模板的提前設計考慮，提高了斜腹板箱梁施工的進度和外觀質量，取得了良好的效果，對類似項目施工具有推廣和應用價值。