淺談連續(xù)箱梁菱形掛籃懸臂澆筑技術(shù)的施工要點(diǎn)

【摘要】在橋梁施工中運(yùn)用菱形掛籃懸臂澆筑技術(shù)有較多的優(yōu)勢(shì)存在。菱形掛籃懸臂澆筑技術(shù)的構(gòu)成主要包括五大部分：菱形主桁架、懸吊提升系統(tǒng)、底托系統(tǒng)、行走和錨固系統(tǒng)以及模板系統(tǒng)。本文主要從菱形掛籃懸臂澆筑施工的實(shí)際案例著手，簡(jiǎn)要闡述了菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁施工中過(guò)的應(yīng)用要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；連續(xù)箱梁菱形掛籃；懸臂澆筑技術(shù)

一、工程概況

某大橋工程，全長(zhǎng)為2147.2m，雙幅全寬為26m。大橋主橋采用的是三跨變高度預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁跨越某運(yùn)河航道，跨徑為65m+105m+65m，兩側(cè)引橋采用35m和40m裝配式部分預(yù)應(yīng)力砼組合箱梁。引橋下部結(jié)構(gòu)采用柱式橋墩、肋板式橋臺(tái)，主橋中墩采用薄壁式墩、低樁承臺(tái)，主橋過(guò)渡墩采用的是雙柱式墩，引橋和主橋均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主橋連續(xù)箱梁施工方法采用的是菱形掛籃懸臂澆筑施工。本文結(jié)合具體工程施工實(shí)踐，對(duì)連續(xù)箱梁菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)進(jìn)行分析。

二、工法特點(diǎn)

①橋梁在施工過(guò)程中產(chǎn)生負(fù)彎矩，橋墩也要承受由施工而產(chǎn)生的彎矩，因此懸臂施工宜選用營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工階段的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用，如預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等；②非墩梁固接的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，采用懸臂施工時(shí)應(yīng)采取措施，使墩、梁臨時(shí)固結(jié)形成“T構(gòu)”，梁體施工完成后，需進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換；③采用懸臂施工的機(jī)具種類很多，就掛籃承重系統(tǒng)而言，有三角形構(gòu)架、菱形構(gòu)架、自錨式構(gòu)架等多種型式，可根據(jù)實(shí)際情況選用；④懸臂灌筑施工簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)整體性好，施工中可不斷調(diào)整位置，常用在跨徑大于100m的橋梁上選用；⑤懸臂法施工可不用或少用支架，施工中不影響通航或橋下交通。

三、連續(xù)箱梁菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)分析

1.施工流程

連續(xù)箱梁菱形掛籃懸臂澆筑施工流程依次是：拼裝掛籃、預(yù)壓掛籃、澆筑1#塊、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、向前移動(dòng)掛籃，并按照此程序進(jìn)行2#～19#橋梁段的施工，之后是掛籃的拆除、邊跨直線段支架的搭設(shè)、邊跨直線段的澆筑、邊跨合龍段吊架及剛性骨架的安裝、邊跨合龍段的澆筑、邊跨合龍束張拉和橫向預(yù)應(yīng)力鋼束、臨時(shí)支墩的拆除、中跨合龍吊架的安裝、中跨合龍段混凝土的澆筑、中跨合龍束張拉和橫向預(yù)應(yīng)力鋼束、中跨合龍吊架的拆除。

2.掛籃懸澆施工

該大橋有4個(gè)“T”型懸臂，共有14對(duì)梁段，其梁段數(shù)量、長(zhǎng)度以及和跨中之間的距離分別為：9×3.0米、5×4米，懸臂總長(zhǎng)度為47米，其梁段最大控制重量為1332KN。

（1）拼裝掛籃

對(duì)墩頂0#塊混凝土進(jìn)行澆筑之后，預(yù)應(yīng)力張拉以及進(jìn)行壓漿。清除箱梁附近雜物，0#塊附近進(jìn)行掛籃的拼裝，對(duì)于1#梁端及以后的混凝土澆筑是由懸臂完成。

①安裝主桁系統(tǒng)。首先，采用砂子和鋼板找出平梁頂面，對(duì)0#段中線進(jìn)行測(cè)量，按照墨線將墊座整齊排放，按照預(yù)先留下的孔洞采用精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固，為了確保掛籃走行穩(wěn)定，在滑道下安放墊座；其次，焊接主桁架、下弦桿支座等部分，對(duì)于已經(jīng)安裝的主桁采用手拉葫蘆進(jìn)行固定，下一步進(jìn)行后錨系統(tǒng)的安裝；最后，按照掛籃設(shè)計(jì)圖紙上的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行主桁平聯(lián)架、前上橫梁、前后吊帶以及分配梁的安裝。②底平臺(tái)和模板結(jié)構(gòu)拼裝。安裝完主桁系統(tǒng)之后開(kāi)始拼裝底平臺(tái)，首先在相應(yīng)位置拼裝底平臺(tái)縱梁和分配梁以及工作平臺(tái)，吊裝底籃到相應(yīng)位置，對(duì)于前后橫梁分別采用Ф32精軋螺紋鋼錨和吊帶錨進(jìn)行固定。完成0#塊的模塊結(jié)構(gòu)施工，不必拆除外側(cè)模板，可以利用外導(dǎo)梁進(jìn)行外側(cè)模板的移動(dòng)并使之固定作為掛籃外側(cè)模板。安裝工作平臺(tái)可以采用φ48mm鋼管作為護(hù)欄，高度大于120cm，既能方便行走也有利于調(diào)整前吊點(diǎn)，除此之外還要在護(hù)欄外側(cè)安裝防護(hù)網(wǎng)，確保施工安全。

（2）掛籃預(yù)壓試驗(yàn)

①預(yù)壓荷載。預(yù)壓荷載考慮的是掛籃施工中出現(xiàn)的最不利工況，模擬加載其重量并與實(shí)際荷載保持一致，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確、可靠。②預(yù)壓方法。對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓采用的方法是利用液壓千斤頂對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓加載，具體而言就是在0#塊進(jìn)行反力架的設(shè)置，液壓千斤頂繼而對(duì)其施壓，反力架會(huì)在掛籃上產(chǎn)生一定的反作用力，根據(jù)所需預(yù)壓荷載進(jìn)行力度的調(diào)節(jié)。一般而言是參照其受力情況設(shè)置4個(gè)預(yù)壓點(diǎn)，1#的預(yù)壓力為510KN，4#的與壓力為510KN，2#和3#主要是模擬底板和頂板的荷載，其預(yù)壓力分別為：405KN、405KN。③布置測(cè)點(diǎn)布置測(cè)點(diǎn)是針對(duì)撓度而言，主要包括：前后下橫梁、掛籃桁架懸臂端的撓度以及后錨點(diǎn)的位移。

（3）掛籃的前移

①前移條件。梁段混凝土進(jìn)行澆筑完畢，應(yīng)該及時(shí)將掛籃向前移動(dòng)，前移條件：混凝土強(qiáng)度超過(guò)90%、齡期大于7天以及對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿。②前移準(zhǔn)備工作。掛籃前移之前需要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行準(zhǔn)備：第一，拆除側(cè)模腹板處的螺栓。第二，松下翼板前后吊點(diǎn)大約12cm并解除螺紋鋼筋鎖定。第三，松下內(nèi)膜板系的前后吊點(diǎn)大約12cm并解除螺紋鋼筋鎖定。第四，松下底后錨端、前錨端吊桿約12cm并解除螺紋鋼筋鎖定。第五，松下后錨梁。第六，安裝油缸。③前移掛籃。掛籃前移按照以下步驟進(jìn)行：第一，澆筑梁段并滑移滑道，等滑道移動(dòng)到相應(yīng)位置后進(jìn)行錨固并檢查有無(wú)問(wèn)題，開(kāi)始移動(dòng)掛籃。第二，向前移動(dòng)主桁油缸，確保兩端的偏差必須小于5cm，觀察前后支座和滑道在滑移的過(guò)程中相互之間是否平順，以及墊座和壓塊處是否壓緊。第三，確保掛籃移動(dòng)速度保持在一個(gè)恒定的速度，不能太快，掛籃兩端主梁平順滑動(dòng)，在滑道上進(jìn)行刻度，每10cm觀測(cè)一次，如有問(wèn)題及時(shí)調(diào)整，每50cm需要檢測(cè)側(cè)模、內(nèi)模以及底模的移動(dòng)長(zhǎng)度是否與主桁移動(dòng)的長(zhǎng)度相同，如有問(wèn)題應(yīng)調(diào)整至其能夠自然前移。第四，掛籃前移要保證其在滑道上自然平順的移動(dòng)，不能使用外力強(qiáng)行移動(dòng)，保證速度不能過(guò)快，使其控制在每分鐘20cm的速度進(jìn)行前移，避免出現(xiàn)支座扣板脫離滑道的情況。

（4）連續(xù)箱梁測(cè)量控制

①線形控制。在連續(xù)箱梁菱形掛籃懸臂澆筑施工過(guò)程中對(duì)于撓度的控制是極其重要的，其中梁段標(biāo)高的影響因素比較多，主要包括以下幾個(gè)方面：掛籃變形量、連續(xù)箱梁的自身重量、預(yù)應(yīng)力的大小、施工荷載、日照及溫度變形、結(jié)構(gòu)體系的相互轉(zhuǎn)換等。其中，對(duì)于撓度的控制將對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，因此必須嚴(yán)格控制。②確定立模標(biāo)高。確定立模標(biāo)高需要先考慮縱向束張拉之后的情況，其影響因素有以下幾個(gè)方面：連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)高程、掛籃變形、徐變影響、日照溫度變形修正值、澆筑梁段已澆筑懸臂的彈性變形以及施工荷載引起的懸臂彈性變形等。③施工中測(cè)量控制要點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)有以下幾點(diǎn)：第一，混凝土澆筑時(shí)的高程和軸線觀測(cè)點(diǎn)；第二，混凝土澆筑后的高程觀測(cè)點(diǎn)；第三，預(yù)應(yīng)力張拉之后的高程觀測(cè)；第四，為了保證合龍精度，在合龍之前相互連接的兩個(gè)懸臂的末段要進(jìn)行聯(lián)測(cè)；第五，箱梁懸臂進(jìn)行澆筑施工的最后階段需要對(duì)其施工荷載、合龍束張拉情況以及結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換情況等進(jìn)行觀測(cè)。

四、掛籃施工的安全技術(shù)措施

作為灌法施工的核心設(shè)備，掛籃施工也是高空作業(yè)，應(yīng)精心設(shè)計(jì)、仔細(xì)施工。在施工中，應(yīng)對(duì)作業(yè)程序進(jìn)行熟悉掌握，嚴(yán)格按照操作規(guī)則，避免有錯(cuò)漏現(xiàn)象產(chǎn)生，要求在施工中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)要求：

1.吊籃前移時(shí)，應(yīng)又作業(yè)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)對(duì)木工班已全面達(dá)到箱體內(nèi)外模拆除工作進(jìn)行確定，吊籃和新澆筑梁體沒(méi)有固定連接，已經(jīng)對(duì)前移滑道定位后即可進(jìn)行組織實(shí)施。

2.沒(méi)有在滑道前段對(duì)保險(xiǎn)限位擋塊進(jìn)行安裝時(shí)，禁止吊籃由于超量而出現(xiàn)前移。在前移時(shí)，應(yīng)設(shè)置專業(yè)人員坐小吊籃對(duì)下方吊梁位移情況實(shí)施詳細(xì)觀察。

3.掛籃移動(dòng)一定要做到緩慢，禁止對(duì)掛籃前段及底模支架上的荷載量進(jìn)行隨便增加。

4.嚴(yán)格按照要求對(duì)掛籃運(yùn)送軌道實(shí)施鋪設(shè)。根據(jù)設(shè)計(jì)的間距對(duì)腹板豎向預(yù)應(yīng)力筋實(shí)施鋪設(shè)，控制每根豎向筋縱橫向的距離誤差，使其達(dá)到10mm以下。在鋪設(shè)軌道之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)張拉力的一半對(duì)每根豎向筋實(shí)施張拉。作為鋼軌組焊件，軌道在運(yùn)用過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)觀察，若有脫焊產(chǎn)生時(shí)應(yīng)運(yùn)用有效的措施進(jìn)行處理，例如：加勁板的增設(shè)等。

五、結(jié)語(yǔ)

菱形掛籃法連續(xù)梁中跨合攏段施工工藝相對(duì)復(fù)雜，有較高的潛在施工安全風(fēng)險(xiǎn)存在，要求我們嚴(yán)格按照施工工藝實(shí)施精細(xì)化施工，對(duì)施工過(guò)程中的安全質(zhì)量控制進(jìn)行做好，嚴(yán)格工序卡控制度，將簽證和復(fù)檢程序?qū)嵤┱J(rèn)真履行，只有這樣才能使橋梁連續(xù)梁施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，從而滿足橋面運(yùn)營(yíng)及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)的考驗(yàn)。

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