多功能掛籃在波形鋼腹板梁橋施工中的應用

摘要：針對波形鋼腹板梁橋施工時，普通掛籃無法滿足其結構特點的問題，文章結合廣西都巴高速公路紅水河特大橋的施工經驗，介紹了一種適用于鋼腹板吊裝、翻轉、精調、澆筑的多功能掛籃。該掛籃利用設置在箱梁頂板上的鋼軌和運輸臺車，實現縱橋方向波形鋼腹板運輸；可在橋梁大、小樁號側同時進行，施工時互不影響，施工效率較高；掛籃的頂板模板為可調節式的活動結構，節省模板安裝時間，可為同類型工程提供參考。

關鍵詞：掛籃；懸臂澆筑；波形鋼腹板梁橋

中圖分類號：U448.22? ?文獻標識碼：A

文章編號：1673-4874（2024）04-0164-02

0 引言

中小跨徑波形鋼腹板鋼混組合梁橋一般是采用在橋梁0#塊附近安裝塔吊進行吊裝安裝，隨著橋梁主跨跨徑的增加，塔吊工作半徑無法覆蓋全部工作面，吊裝能力要求更高，成本相應提高。

賀州至巴馬高速公路（都安至巴馬段）紅水河特大橋為全線控制性工程之一，主橋為波形鋼腹板連續剛構橋，跨徑為（92+172+92）m，是廣西第一座波形鋼腹板PC組合箱梁橋，也是目前國內同類在建橋梁中主跨跨度最長的橋梁［1］。該橋為單箱單室波形鋼腹板預應力混凝土連續剛構橋，內部設有水平橫隔板，波形鋼腹板相對較高，重量相對較大。

為解決波形鋼腹板吊裝難題，提高波形鋼腹板安裝效率、施工安全和安裝質量，節約設備租金成本，該橋采用運輸系統+掛籃系統代替塔吊進行波形鋼腹板安裝，專門設計了一種具備吊裝、翻轉、精調、澆筑等功能的掛籃。該多功掛籃包含了承重結構、吊裝系統、運輸系統等。

1 多功能掛籃在波形鋼腹板梁橋建設中的特性

（1）利用設置在箱梁頂板上的鋼軌和運輸臺車，實現縱橋方向波形鋼腹板運輸，吊裝系統設置在掛籃上，用以吊裝波形鋼腹板。不需要額外采用大型的吊裝設備，節省費用。

（2）塔吊不需要多工種配合，只做直立式運輸，橋面設置通長軌道，每個掛籃上都有輕巧吊裝設備，波形鋼腹板運輸安裝可同時在橋梁的懸臂T構大、小樁號側進行，施工時互不影響，施工效率較高。

（3）掛籃上的吊裝系統通過系列操作完成波形鋼腹板的安裝，同時兼具小機具的吊裝運輸，如塊段上的模板調整、鋼筋吊裝和振動棒、焊機、預應力張拉設備等，大大提高這類型橋梁吊臂施工的效率。

（4）掛籃的頂板模板為可調節式的活動結構，節省模板安裝時間。在安裝波形鋼腹板時放下活動模架，留出足夠的空間安裝波形鋼腹板，提高波形鋼腹板的安裝效率。波形鋼腹板安裝完成時將模板活動插銷上緊到位，將模板拼裝成整體，提高模板安裝速度。

（5）消除諸如需要更大設備、懸臂兩端無法同時施工、塔吊操作人員的視線受限、波形鋼腹板安裝時信號工與塔吊操作人員的配合不一致、吊裝受到掛籃干擾等弊端。

（6）本工法的波形鋼腹板安裝施工工藝適用于吊裝空間較小、波形鋼腹板重量和尺寸較大的工程。

（7）帶有軌道的運輸小車與掛籃吊裝系統，施工工藝簡單、便捷、操作性強。

2 多功能掛籃在波形鋼腹板梁橋建造中的工藝原理

2.1 波形鋼腹板在橋面板上的運輸原理

采用塔吊垂直輸送波形鋼腹板至墩頂0#塊后，不通過塔吊吊運的方式轉移波形鋼腹板縱橋，而是通過架設在箱梁頂板上的鋼軌和安裝了電動馬達的運輸小車，實現在T型結構兩側同時輸送安裝波形鋼腹板，消除高空吊運物品的安全隱患。從而做到了建設安全有保證、節約經費有保證、加快建設進度有落實。

2.2 波形鋼腹板定位安裝建造工藝原理

利用在掛籃上設置電動小車和電動葫蘆組成吊裝系統，可以在保證施工安全的前提下實現波形鋼腹板在上下、左右、前后的空間移動及翻轉，確保波形鋼腹板的精準安裝。

2.3 可調節式翼板模板施工技術原理

在靠近波形鋼腹板側的模板桁架上設置活動鉸座和可調節撐桿，使該處模板可以自由活動。波形鋼腹板安裝時將活動模板放下，給波形鋼腹板安裝留出空間，安裝完畢后將該處模板關閉，提高模板安拆速度。與波形鋼腹板接觸部分做成波折形，使面板與波形鋼腹板貼合緊密，并在接觸部分設置橡膠帶，在混凝土澆筑時起到止漿作用，防止混凝土漿液污染波形鋼腹板。

3 多功能掛籃在波形鋼腹板梁橋的施工流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

多功能掛籃設計（菱形掛籃設計、吊裝系統設計、運輸系統設計）→掛籃的拼裝→波形鋼腹板運輸→波形鋼腹板吊裝（測量定位、吊裝掛繩錨固、豎直和水平移位、平面外翻轉、平面內翻轉、精調和臨時固定）→波形鋼腹板焊接。

3.2 操作要點

3.2.1 掛籃結構設計

這種多功能掛籃一般包括承重系統、吊裝系統、運輸系統三大部分。吊裝系統設置在菱形掛籃架主桁架頂部，分為縱橫向軌道、機動馬達、電動葫蘆［2］。橋面上布置了包括鐵軌、小車等在內的運輸系統。自帶運輸、吊裝系統的菱形掛籃除了能滿足箱梁的對稱懸臂澆筑施工，同時也能不受場地限制完成波形鋼腹板的運輸吊裝。

掛籃主要有主桁架、前上梁、前下梁、錨固系統、行走軌道、模板系統、波形鋼腹板吊裝系統等［3］。

翼緣板模板為活動式結構，可繞銷軸上下旋轉，待鋼腹板安裝完畢后，將翼緣板模板放置到位，上緊銷軸，并密貼翼緣板與波形鋼腹板。

運輸小車的尺寸設計應結合波形鋼腹板的尺寸，運輸小車的電動馬達功率應滿足最大重量波形鋼腹板的運輸，同時應具有良好的制動能力。

掛籃結構除符合《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T3650-2020）的強度、剛度、穩定性要求和16.5.1條款，還應結合波形鋼腹板尺寸確定掛籃高度設計，同時吊裝能力應留有一定富余，以保證吊裝波形鋼腹板時吊裝掛籃有足夠的空間，且對安裝波形鋼腹板無干擾。

根據最大重量的波形鋼腹板選擇合適噸位的電動跑車和電動葫蘆，為了施工方便，電動跑車和電動葫蘆宜選用電動遙控進行控制，供電線路應進行合理規劃，防止吊裝系統工作時造成碰撞。

3.2.2 掛籃的拼裝順序

安裝軌道→安裝掛籃前支點→安裝主桁架及后錨固系統→安裝前上橫梁→安裝前吊桿及后吊桿→安裝掛籃底模系統→安裝內外滑梁及模板系統→安裝波形鋼腹板起吊系統→整體檢查驗收掛籃結構并進行預壓。

3.2.3 波形鋼腹板運輸與吊裝

（1）用塔吊將波形鋼腹板從鋼棧橋上吊放在0#塊頂板的平車上，并用枕木做支墊，沿鐵軌輸送到掛籃吊點下方，等待吊裝。

（2）利用全站儀、水準儀將波形鋼腹板的位置及高程放樣出來。

（3）將波形鋼腹板運至電動葫蘆正下方水平放置，事先設計好的吊孔內要穿上鋼絲繩，吊孔設計要保證鋼腹板在起吊過程中是平直的。

（4）利用掛籃起重系統的電動葫蘆按豎向起吊、縱向移動、橫向就位的順序完成鋼腹板的初步就位。將兩臺門吊的同側電動葫蘆鋼絲繩下放，使波形鋼腹板翻轉至豎直面。

（5）下降前吊點，使波形鋼腹板豎直面內旋轉，并進行吊點轉換，確保波形鋼腹板移動精確安裝。鋼腹板最頂端螺栓穿孔初擰螺母，通過前、后門吊裝的兩個電動葫蘆進行。根據放樣的位置和高程調整鋼腹板，將螺栓逐個穿入連接孔，先初擰。

（6）根據放樣資料，對鋼腹板下端進行垂直度檢查，用磁力線錐進行橫向偏位和垂直度的調整，以達到設計要求，并用扭力扳手將連接螺栓全部擰緊。做好臨時固定，保證澆筑過程中鋼腹板不出現位移。

3.2.4 波形鋼腹板焊接

波形鋼腹板安裝合格后進行波形鋼腹板貼角焊接，焊接過程符合《波形鋼腹板組合梁橋技術標準》（CJJ/T272-2017）有關技術規范。

3.3 材料與設備

4 多功能掛籃的建模驗算

根據設計圖建立Midas Civil模型進行分析。以全橋最大荷載的節段1號塊進行加載，靜載系數取1.2，動載系數取1.4。計算出桿件受拉、受壓應力約為130 MPa（見圖1），掛籃變形＜19 mm（見后頁圖2），符合規范要求，滿足施工條件。

空載行走工況時（見后頁圖3），受拉應力約為45 MPa、受壓應力約為48 MPa，安全系數＞2，滿足要求。

5 結語

紅水河特大橋應用多功能掛籃共安裝波形鋼腹板294塊，工期提前了23 d，塔吊的占用時間少，T構兩側可以同時安裝波形鋼腹板，掛籃上的吊裝系統同時兼具塊段上模板調整、鋼筋吊裝及振動棒、焊機、預應力張拉設備等小型機具的吊裝運輸，提高了該類型橋梁的懸臂施工的效率，取得了較好的社會效益和經濟效益。

相關機構在回訪檢查時，未發現任何肉眼可見的裂縫，表明施工質量較好。該工藝在廣西首座波形鋼腹板梁橋的應用，對促進該類型橋梁在廣西推廣應用具有重要的意義，同時也是懸臂澆筑施工的創新應用，將成為今后連續梁（剛構）橋施工的新方向。

參考文獻

［1］李志剛.利用菱形掛籃進行波形鋼腹板吊裝安裝的施工技術［J］.西部交通科技，2021（4）：131-132，136.

［2］張 東.自帶運輸吊裝系統掛籃在波形鋼腹板PC箱梁橋中的應用［J］.施工技術，2017，46（24）：115-116，124.

［3］姚文磊.大跨徑波形鋼腹板連續箱梁橋施工關鍵技術研究［D］.重慶：重慶交通大學，2016.

作者簡介：段博員（1990—），工程師，主要從事路橋工程施工管理工作。