橋梁掛籃施工淺析

秦振旗，汪俊峰

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，四川成都 610091)

1 概述

援馬里巴馬科第三大橋位于馬里首都東部城區(qū)索圖巴漫水橋東側(cè)，該大橋跨越尼日爾河通過大橋連接線及南岸的塞古公路與北岸的庫里克羅公路連接。巴馬科大橋全長約2294.181 m，其中大橋全長1626.5 m。三個(gè)主橋?yàn)檫B續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁，采用掛籃工藝施工，屬該項(xiàng)目的關(guān)鍵工程，其施工進(jìn)度直接影響到橋梁能否按時(shí)完成。主橋連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁施工的工藝為掛籃施工?，F(xiàn)結(jié)合該工程實(shí)踐，對(duì)橋梁掛籃施工工藝作一簡(jiǎn)要介紹。

2 掛籃的設(shè)計(jì)、加工和施工

掛籃施工是懸臂澆筑法施工中的一種主要施工方法，其不需要架設(shè)支架，不使用大型吊機(jī)。與其他方法相比，具有結(jié)構(gòu)輕、拼制簡(jiǎn)單方便和無壓重等優(yōu)點(diǎn)。

2.1 前期準(zhǔn)備工作

(1)掛籃是實(shí)施懸臂灌注施工的主要設(shè)備。它是一個(gè)能夠沿軌道行走的活動(dòng)模架，并懸臂掛在已完成懸臂施工的懸臂梁段上，用以進(jìn)行下一梁段施工。如此循環(huán)，直至梁段澆筑完成。

(2)由于梁段的模板安裝、鋼筋綁扎、預(yù)留管道安裝、混凝土澆筑、預(yù)加應(yīng)力及管道壓漿等工序均在其上進(jìn)行且其又系高空作業(yè)，為梁段的承重結(jié)構(gòu)，故掛籃設(shè)置除應(yīng)保證強(qiáng)度安全可靠外，還應(yīng)滿足變形小，行走方便、錨固、裝拆容易、重量輕以及各項(xiàng)施工作業(yè)的操作要求，并應(yīng)有安全防護(hù)措施。

2.2 掛籃的組成

三角形和菱形掛籃主要由以下幾部分組成:

(1)主桁架。主要桿件通常由2片槽鋼組焊而成，槽鋼的截面由結(jié)構(gòu)分析確定，各桿件間的連接為高強(qiáng)螺栓或銷接。

(2)走行系統(tǒng)。由鋼枕、滑道及上滑板構(gòu)成，其中鋼枕為槽鋼加1塊鋼板焊接而成，滑道為2根槽鋼組焊而成，上滑板為厚鋼板?；烙韶Q向預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在橋面上，用來平衡掛籃空載走行時(shí)的傾覆力矩。

(3)內(nèi)外模板系統(tǒng)。內(nèi)模分頂模和內(nèi)側(cè)模，由型鋼組焊成模架。內(nèi)模工作時(shí)由滑梁支承在內(nèi)吊梁上，脫模時(shí)松開內(nèi)吊梁，滑梁落在內(nèi)吊梁上即可滑行前移;頂模板為組合鋼模板，內(nèi)側(cè)模板由部分木模組成，以適應(yīng)梁高的變化。外模由側(cè)模板和底模構(gòu)成，側(cè)模由外吊梁懸掛，為型鋼和鋼板組焊的整體鋼模板;底模由底縱梁、底橫梁及模板組成，通過底橫梁的前后吊帶懸掛在掛籃主桁的前吊點(diǎn)、已澆梁段和外吊梁上，隨主桁一起前移;底縱梁由型鋼組焊成桁架，底縱梁由工字鋼組焊成格構(gòu)式梁。

(4)懸吊系統(tǒng)。由螺旋千斤頂、小橫梁、吊帶及精軋螺紋鋼組成，用于懸掛模板，調(diào)整模板的標(biāo)高。

(5)張拉操作平臺(tái)。懸掛于主桁上，提供立模、扎筋、灌筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力束及移動(dòng)掛籃的工作面。桁架、錨固、平衡系統(tǒng)、吊桿和縱橫梁等根據(jù)掛籃設(shè)計(jì)圖紙加工而成。

2.3 掛籃的設(shè)計(jì)

為保證施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，掛籃的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)中，要求掛籃自重輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，移運(yùn)方便并要求其堅(jiān)固穩(wěn)定，變形小，便于錨固、拆裝，盡量利用現(xiàn)有構(gòu)件。

(1)設(shè)計(jì)掛籃長度應(yīng)按懸臂灌注最大的分段長度而定。掛籃的橫斷面布置取決于橋梁的寬度和箱梁的截面形式。當(dāng)橋梁橫截面為一個(gè)箱時(shí)，全截面用一個(gè)掛籃施工即可。當(dāng)箱梁為多箱結(jié)構(gòu)時(shí)，為了使掛籃的施工有一定的靈活性，也可用多個(gè)掛籃分別施工。

(2)掛籃的設(shè)計(jì)荷載。

按計(jì)算的部件和施工階段不同采用不同的結(jié)合，一般可分為以下類別:

①模板重量(包括側(cè)模、內(nèi)模、底模、端模等各部件)，可先按平均重0.8～1 kPa 計(jì)，待模板尺寸確定后再進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算;

②振動(dòng)器重及振動(dòng)力，主要是附著式振動(dòng)器，在進(jìn)行掛籃底模架設(shè)計(jì)時(shí)，可假定模板梁上的振動(dòng)為振動(dòng)器自重的4倍;

③施工人群荷載可按2 kPa 估算;④千斤頂、油泵重量;

⑤最大節(jié)段混凝土重量;

⑥掛籃自重f(包括平衡重)。

(3)掛籃的驗(yàn)算。

掛籃應(yīng)驗(yàn)算空載走行狀態(tài)下的平衡穩(wěn)定以及澆筑混凝土?xí)r的傾覆穩(wěn)定。由于掛籃系可移動(dòng)的模架，又屬高空作業(yè)，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證其有足夠的穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度安全系數(shù)。掛籃重量應(yīng)和設(shè)計(jì)操作施工階段驗(yàn)算中估計(jì)的重量相符，并應(yīng)將實(shí)際的掛籃重量和有關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給主梁設(shè)計(jì)部門，以便進(jìn)行階段驗(yàn)算。

2.4 掛籃的制作與安裝

(1)掛籃的制作。

掛籃各結(jié)構(gòu)部件要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求的幾何尺寸、材質(zhì)和精度加工。不允許隨意改變?cè)O(shè)計(jì)和采用代用材料。如確需變更，應(yīng)征得設(shè)計(jì)部門同意并簽認(rèn)后方可變更。

掛籃加工完畢，應(yīng)在工廠組裝試拼并做全面檢查，必須時(shí)進(jìn)行主要受力構(gòu)件的單件試驗(yàn)。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)拼裝

(1)找平鋪枕。待1梁段張拉完畢，用1∶2的水泥砂漿找平梁頂面鋪枕部位(包括0梁段)。

(2)鋪設(shè)鋼枕，前支座處鋪3根，鋼枕間距不大于50 cm。

(3)安裝軌道。從0段中心向兩側(cè)安裝2.5 m 長鋼軌各2根，軌道穿入豎向預(yù)應(yīng)力筋，找平軌道頂面，軌道中心距無誤后，用螺母把軌道鎖定。

(4)安裝前后支座。先從軌道前端穿入后支座，后支座就位后安放前支座。安放前支座前，在相應(yīng)軌道頂面鋪81 mm 厚不銹鋼板，在不銹鋼板上置放一塊四氟乙烯滑板(300 mm×500 ram)，然后安放前支座。

(5)吊裝主構(gòu)架。主構(gòu)架分片吊裝，放至前后支座上并旋緊連接螺栓。為了防止傾倒，用腳手架臨時(shí)支撐。

(6)安裝主構(gòu)架之間的連接系。

(7)用長螺桿和扁擔(dān)梁將主構(gòu)架后端錨固在已成梁段上，前支座處用扁擔(dān)梁將主構(gòu)架下弦桿與軌道固定。

(8)吊裝前上橫梁。吊裝前上橫梁前，在主構(gòu)梁前端安放作業(yè)平臺(tái)。前上橫梁上的4個(gè)千斤頂、上下墊梁及2根鋼吊帶一起組裝好后，整體起吊安裝。

(9)安裝后吊帶。在1梁段底板預(yù)留孔內(nèi)安裝后吊帶，先安放墊塊、千斤頂和上墊梁，后將吊帶從底板穿出，以便與底模架連接。

(10)吊裝底模架及底模板。吊裝底模架前，拆除1梁段底部部分支架，以便底模架后部能吊在1段底部，前端與前吊帶用銷子連接，如起重能力不足，可先吊裝底模架，再鋪裝底模板。

(11)吊裝內(nèi)模架走行梁，安裝后吊桿，前吊采用鋼繩和倒鏈。

(12)調(diào)整立模標(biāo)高。以掛籃彈性及非彈性變形與設(shè)計(jì)立模標(biāo)高之和作為2段的立模標(biāo)高。

掛籃懸臂澆筑施工使用少量的施工機(jī)具設(shè)備，避免了使用大量支架，可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交橋，而且施工不受跨度限制，跨度越大，其經(jīng)濟(jì)效益越高。所以，大跨度連續(xù)梁橋常采用掛籃懸澆施工。

以上是筆者淺顯的領(lǐng)悟，其中的不足和需要完善的地方希望大家給予指出。

3 結(jié)語

巴馬科第三大橋已順利通過竣工驗(yàn)收，掛藍(lán)施工在主橋施工過程中沒有出現(xiàn)任何問題，安全可靠地保證了主橋混凝土的施工質(zhì)量。