掛籃施工技術(shù)在高鐵連續(xù)梁橋建設(shè)中的應(yīng)用

摘要：隨著工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用水平逐步提高，在連續(xù)梁橋建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。以高鐵連續(xù)梁橋建設(shè)工程為例，從掛籃的設(shè)計(jì)與拼裝、模板的安裝、張拉、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)切入，探討具體的作業(yè)要點(diǎn)，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞：高鐵橋梁;掛籃施工;連續(xù)梁;混凝土澆筑

1" "工程概況

孝義水庫(kù)特大橋起訖里程為DK89+566.907～DK92+

929.475，中心里程為DK90+393，全長(zhǎng)達(dá)3362.568m，沿線跨越G205國(guó)道、孝義水庫(kù)等。橋梁基礎(chǔ)采用樁架加承臺(tái)的綜合型方案，墩臺(tái)為雙線圓端形實(shí)體橋墩、雙線圓端形空心橋墩、雙線矩形空心橋臺(tái)。

2" "掛籃施工技術(shù)概述

掛籃施工技術(shù)是橋梁建設(shè)中較為常見(jiàn)的技術(shù)形式，在設(shè)計(jì)、施工等階段均存在諸多細(xì)節(jié)，需對(duì)其嚴(yán)格的把控。掛籃施工技術(shù)的多樣化特征突出，根據(jù)橋梁實(shí)際建設(shè)條件對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行靈活優(yōu)化，可以充分發(fā)揮出其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有利于構(gòu)筑安全的施工環(huán)境，打造高品質(zhì)的橋梁工程[1]。

橋梁施工較為復(fù)雜，地形地質(zhì)、水文、氣候等多重條件，均會(huì)對(duì)施工造成不同程度的干擾。跨越既有線時(shí)，還需要兼顧既有線穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的要求。通過(guò)連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用，有助于增強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于其整體結(jié)構(gòu)頗為復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)以及施工中均要高度重視橋梁主桁架等相關(guān)裝置的優(yōu)化，以此避免結(jié)構(gòu)在形態(tài)、受力等方面產(chǎn)生沖突。

3" "掛籃施工技術(shù)的具體應(yīng)用要點(diǎn)

掛籃安裝流程為：施工準(zhǔn)備→掛籃驗(yàn)收→0號(hào)梁段預(yù)應(yīng)力張拉→測(cè)量定位→吊裝滑軌→吊裝主桁架及固定后主錨→吊裝橫聯(lián)→吊裝前橫梁→安裝掛籃吊桿及平臺(tái)→安裝內(nèi)模、內(nèi)滑梁→吊裝底模板→安裝側(cè)模板及滑梁→安裝兜底防護(hù)。掛籃施工工藝流程如圖1所示。

3.1" 掛籃設(shè)計(jì)

掛籃設(shè)計(jì)內(nèi)容包括主構(gòu)架、底模架與底模板、前上橫梁、鋼吊點(diǎn)、內(nèi)外模板、掛籃走行與錨固系統(tǒng)這幾方面，具體介紹如下：

一是主構(gòu)架。主構(gòu)架由兩片桁架、連結(jié)系以及門架組成，共同發(fā)揮出承重作用。其中，桁架構(gòu)件采用的是2[30b組焊成型的設(shè)置方法，節(jié)點(diǎn)處栓接，兼具穩(wěn)定和靈活的雙重特性。

二是底模架及底模板。底模材料為鋼模，安裝時(shí)固定在縱梁上;底模架的前后橫梁由2[50組焊而成，待各部分橫梁設(shè)置到位后，于該處設(shè)掛籃的前后吊點(diǎn)，前、后兩處橫梁的吊點(diǎn)數(shù)量均為2個(gè)。

三是前上橫梁。前上橫梁由2H60a工字鋼組焊而成，將此構(gòu)件穩(wěn)固在柱構(gòu)架前端的節(jié)點(diǎn)處，共設(shè)10個(gè)吊點(diǎn)，用于吊內(nèi)模（2個(gè)）、外側(cè)模（2個(gè)）、底模架（6個(gè)）。

四是鋼吊點(diǎn)。鋼吊點(diǎn)分前吊點(diǎn)和后吊點(diǎn)兩部分，均采用Φ32mm精軋螺紋鋼，其中前吊點(diǎn)下端與底模架前橫梁形成連接關(guān)系，用2個(gè)LQ30型手動(dòng)千斤頂以及扁擔(dān)梁懸吊;后吊點(diǎn)則通過(guò)2個(gè)千斤頂以及扁擔(dān)的聯(lián)合應(yīng)用靈活調(diào)節(jié)高度，以此保證后吊點(diǎn)所處位置的準(zhǔn)確性。

五是內(nèi)外模板。內(nèi)模結(jié)構(gòu)組成包含模桁架、豎帶、縱帶、組合鋼模板等，其中桁架吊在2根內(nèi)模走行梁上，走行梁的前、后兩端分別吊在前上橫梁、已澆筑頂板上。外模由6mm鋼板和鋼框組焊而成，外側(cè)模支承在2根外模走行梁上，梁的前后兩端分別懸吊在前上橫梁、已澆筑箱梁外側(cè)頂板上。

六是掛籃走行及錨固系統(tǒng)。行走裝置包括鋼軌、箱體、手動(dòng)葫蘆等。軌道采用[28a及δ10鋼板組焊Ⅱ型斷面，梁體采用三向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)，在梁體腹板避開(kāi)豎向預(yù)應(yīng)力管的部位預(yù)埋豎向Φ32mm精軋螺紋鋼筋?？紤]到預(yù)埋件的穩(wěn)定性要求，深度按照2m控制，布設(shè)間距取1.5m，底部用螺栓做固定處理，外露量按照0.3m進(jìn)行控制。

3.2" 掛籃的安裝

掛籃安裝包括鋪枕、安裝軌道、安裝箱體、吊裝主構(gòu)架、錨固、吊裝前上橫梁、安裝外側(cè)模板等工序，具體進(jìn)行如下闡述：

一是鋪枕。根據(jù)要求確定梁頂面鋪枕區(qū)域，制備配比為1：2水泥砂漿，用于找平該部位，待鋪枕區(qū)域具有平整性后，將鋼枕布設(shè)到位。

二是安裝軌道。從0a#塊梁段中心部位開(kāi)始，逐步向兩側(cè)延伸，最終將2根6m長(zhǎng)軌安裝至指定位置。軌道穿入預(yù)先設(shè)置好的豎向預(yù)埋筋，經(jīng)過(guò)對(duì)軌道中心距的測(cè)量后，若實(shí)測(cè)結(jié)果無(wú)誤用螺母鎖定軌道，保證軌道的穩(wěn)定性。

三是安裝箱體。從軌道前端穿入后箱體，確認(rèn)該箱體位置無(wú)誤后于軌道頂面設(shè)四氟乙烯滑板，或在該區(qū)域涂抹適量潤(rùn)滑劑，然后將前箱體安裝好。

四是吊裝主構(gòu)架。主構(gòu)架吊裝環(huán)節(jié)采取分片依次吊裝的作業(yè)方法，將每片結(jié)構(gòu)置于前后支座上，經(jīng)過(guò)調(diào)整后使各片結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)就位，再旋緊連結(jié)螺栓，適配導(dǎo)鏈臨時(shí)支撐裝置。然后按照相同的方法完成另一片主構(gòu)架的安裝作業(yè)。各主構(gòu)架到位后，設(shè)置彼此間的連結(jié)系、門架，再旋緊聯(lián)接螺栓。

五是錨固。主構(gòu)架后端錨固至已成型的梁段上，為保證穩(wěn)定性，此處選用的錨固工具為ΦL32精軋螺紋鋼筋和扁擔(dān)梁。

六是吊裝前上橫梁。將主構(gòu)架前端置于預(yù)先搭建成型的作業(yè)平臺(tái)上，設(shè)防護(hù)欄桿，為正式吊裝提供安全保障。將4個(gè)千斤頂、上下墊梁及2根鋼吊點(diǎn)組裝至上橫梁，視為完整的整體，一同吊裝到位。隨后，在梁段底板預(yù)留孔處設(shè)墊塊、千斤頂、上墊梁，再將后吊點(diǎn)設(shè)置好并與底模架連接。在前述基礎(chǔ)上開(kāi)始吊裝底模架和底模板兩部分。

七是安裝外側(cè)模板。在0a#塊梁段施工外側(cè)模，將外模走行梁置于外模豎框架處，后端插入后吊架。通過(guò)倒鏈、鋼絲繩的聯(lián)合應(yīng)用，將走行梁的前端穩(wěn)定吊在前上橫梁處。

3.3" 掛籃預(yù)壓

掛籃組拼后組織加載預(yù)壓作業(yè)，以測(cè)定掛籃的彈性變形，同時(shí)消除掛籃的塑性變形。預(yù)壓工具選用千斤頂，預(yù)壓質(zhì)量取a2#塊梁段和b2#塊梁段質(zhì)量總和的1.2倍。分三級(jí)加載（分別為加載量的0.8倍、1.0倍和1.2倍），每完成一次加載后，隨即檢測(cè)彈、塑性變形量并予以記錄。根據(jù)數(shù)據(jù)判斷預(yù)壓加載效果以及掛籃在受荷載狀態(tài)下的實(shí)際狀況。預(yù)壓的作業(yè)要點(diǎn)如下：在預(yù)先準(zhǔn)備好的場(chǎng)地上組裝平放一對(duì)菱形主構(gòu)架，在各自的前橫梁之間和后支點(diǎn)分別穿2根Φ32mm精軋螺紋鋼，有效鎖緊螺帽，以保證構(gòu)件連接的穩(wěn)定性。準(zhǔn)備200t千斤頂，將該裝置布設(shè)在菱形架前支點(diǎn)處。

分級(jí)有序加載，掛籃前支點(diǎn)最大反力為1063.29kN。在此過(guò)程中由專員采集數(shù)據(jù)并記錄。正式加載時(shí)，千斤頂先加載至10%，操作人員及時(shí)測(cè)量菱形架前橫梁、前支點(diǎn)、后支點(diǎn)間的間距，確定具體的值后將其作為測(cè)定菱形架的變形初始值，以便后續(xù)做對(duì)比分析。然后緩慢分級(jí)加載，每級(jí)持荷時(shí)間為30min。

3.4" 鋼筋的加工及安裝

各梁段底腹板鋼筋的安裝，均按照自下而上的順序依次推進(jìn)，并做到兩側(cè)對(duì)稱安裝。待底板及腹板兩部分的鋼筋安裝結(jié)束后，將內(nèi)模拖出，根據(jù)要求調(diào)整直至標(biāo)高滿足要求，做加固處理。全面清理模板的粉塵及其他雜物，保持潔凈后刷涂隔離劑，開(kāi)始安裝頂板鋼筋。精確控制頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線的線形，確保不發(fā)生異常[2]。無(wú)論何種形式的定位鋼筋，均要滿足位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠的基本要求。

3.5" 鋼絞線束制作及預(yù)應(yīng)力管道安裝

以設(shè)計(jì)圖紙要求為準(zhǔn)，由專員用切割機(jī)對(duì)鋼絞線進(jìn)行下料，得到合適尺寸的材料。鋼絞線加工后編制成束，做全面清理后安裝。對(duì)于預(yù)應(yīng)力波紋管的安裝，首先設(shè)置鋼筋骨架，以起到支撐的作用，防波紋管變形。再將0a#塊中心視為坐標(biāo)原點(diǎn)，縱向?yàn)閄軸，橫向?yàn)閅軸，豎向?yàn)閆軸，根據(jù)預(yù)先確定的鋼絞線坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定具體的安裝位置。再精準(zhǔn)安裝波紋管，此后按0.5m的間距設(shè)置定位筋。

3.6" 混凝土澆筑

根據(jù)配合比拌制混凝土，將坍塌度控制在140～180mm，將滿足質(zhì)量要求的混凝土以泵送的方式澆筑。實(shí)際澆筑環(huán)節(jié)，首先從懸臂前端澆筑，直至與前段混凝土連接為止。全程遵循對(duì)稱平衡的基本原則，盡可能減小平衡偏差[3]。

3.7" 張拉、壓漿

以上下、左右對(duì)稱的方式張拉，協(xié)調(diào)作業(yè)，避免張拉偏差過(guò)大的情況[4]。在合攏預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁時(shí)，按照先岸邊橋跨、再次橋跨、最后橋梁中段橋跨的順序依次合攏。同時(shí)考慮到合攏易受到現(xiàn)場(chǎng)溫度影響的特點(diǎn)，需要加強(qiáng)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)，視實(shí)際溫度合理優(yōu)化合攏方案，并適配可行的掛籃結(jié)構(gòu)。此外，合攏時(shí)做好核算也至關(guān)重要，即核算結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)力學(xué)性能參數(shù)，避免異常。合攏口對(duì)稱后，以較快的速度完成臨時(shí)對(duì)接作業(yè)。先將梁端預(yù)埋件與外支撐的一端精準(zhǔn)對(duì)接，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)向另一端，完成該處對(duì)接，整個(gè)過(guò)程要做到“快且準(zhǔn)”。

3.8" 掛籃的拆除

梁橋的合攏段施工完成后開(kāi)始拆除掛籃，具體流程如下：在梁的頂面放置卷?yè)P(yáng)機(jī)，由該裝置以緩慢的速度將外側(cè)模前后吊桿及底模架吊裝至地面。依次吊放底模架、外側(cè)模。施工合攏段前，謹(jǐn)慎拆除內(nèi)模和走行梁，除此之外的其他構(gòu)件均從兩端梁的出口處拆除。通過(guò)塔機(jī)或起重機(jī)分片拆除主構(gòu)架，并逐片放置在指定位置。將走道梁及鋼枕拆除。拆除作業(yè)的細(xì)節(jié)較多，參與人員應(yīng)密切配合，有序拆除各構(gòu)件，不可碰撞已經(jīng)施工成型的結(jié)構(gòu)[5]。對(duì)于拆除后的構(gòu)件，進(jìn)行修整并分類堆放，妥善保管（避免受潮、受損等），以便繼續(xù)投入使用。

4" "結(jié)語(yǔ)

在連續(xù)梁橋施工中，掛籃施工技術(shù)占據(jù)重要地位。施工時(shí)統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局，能夠充分發(fā)揮出其在安全、質(zhì)量、效率、效益等方面的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用掛籃施工技術(shù)時(shí)，需要在前期做好設(shè)計(jì)工作，為正式施工提供重要的引導(dǎo)。施工時(shí)，需由專員將掛籃安裝、預(yù)壓、鋼筋安裝、張拉、混凝土澆筑等各項(xiàng)工作落實(shí)到位。期間加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)與控制，有效處理質(zhì)量問(wèn)題，完整記錄施工數(shù)據(jù)，以此全面保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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