淺談三角掛籃在懸臂澆筑中的應(yīng)用

金柱培

【摘 要】海安經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)上湖大道栟茶運(yùn)河大橋跨越栟茶運(yùn)河，主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁。為確保大橋施工質(zhì)量，安全、進(jìn)度，變截面箱涵采取懸臂澆筑，施工過程利用三角掛籃施工，其質(zhì)量控制滿足設(shè)計(jì)要求，可為同類懸臂澆筑施工提供借鑒依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】變截面箱梁；三角掛籃；施工技術(shù)

1 工程概況

栟茶運(yùn)河大橋跨越栟茶運(yùn)河（五級(jí)航道，通航凈空45×5m），橋梁與航道中心線交角120°，最高通航水位3.5m。橋梁跨徑組成為5-30+（44+70+44）+5-30m，全長(zhǎng)464.44m。主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，跨徑組合44+70+44m。半幅橋?qū)?3m。箱梁縱向?yàn)轭A(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，采用單箱雙室直腹板截面，箱梁頂板寬13m，底板寬8.25m，翼緣板懸臂長(zhǎng)2.375m。橋墩支點(diǎn)處梁高4.1m，跨中、橋臺(tái)支點(diǎn)處梁高2m，中跨梁底下緣線采用二次拋物線變化。箱梁頂板厚度25cm；底板厚度由梁端和跨中的28cm漸變至橋墩橫梁處的60cm；腹板厚度跨中為45cm，漸變至橋墩處為65cm，在端支點(diǎn)、中支點(diǎn)共設(shè)4道橫隔梁。橫橋向箱梁頂、底板均保持平行，橋面橫坡由橋墩調(diào)整行成。主梁懸臂施工，懸臂澆筑單個(gè)梁段長(zhǎng)3.5～4m，邊跨支架現(xiàn)澆段長(zhǎng)8m，中、邊跨合攏段長(zhǎng)2m。

2 施工組織

按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求采用掛籃懸澆逐段施工，箱梁0#塊待承臺(tái)、橋墩施工完成后在承臺(tái)上搭設(shè)支架進(jìn)行澆筑，0#塊完成后在上面拼裝掛籃，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙掛籃重量控制在45噸以內(nèi)，所有受力均嚴(yán)格按照?qǐng)D中施工順序進(jìn)行計(jì)算。在考慮施工方案時(shí)，原則上依設(shè)計(jì)圖施工順序進(jìn)行，即大橋分四個(gè)“T”單元，同時(shí)進(jìn)行掛籃懸澆施工。在施工階段，箱梁與橋墩臨時(shí)固結(jié)，懸臂施工均勻?qū)ΨQ，確保施工安全，施工順序如下：

1）進(jìn)行臨時(shí)支撐及臨時(shí)固結(jié)的施工，在承臺(tái)及承臺(tái)兩側(cè)搭設(shè)支架碗扣支架澆筑0#塊；

2）1#～8#塊采用掛籃施工逐段對(duì)稱澆筑；

3）搭設(shè)支架澆筑邊跨現(xiàn)澆段；

4）邊跨合攏段施工；

5）中跨合攏段（吊架）施工，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。

3 懸澆箱梁掛籃組成

三角形剛桁架掛籃在橋梁施工中應(yīng)用廣泛，施工技術(shù)比較成熟，主橋箱梁為懸澆施工工藝，掛籃施工方案采用三角形剛桁架掛籃施工設(shè)計(jì)方案。

3.1 三角形剛桁架掛籃構(gòu)造概述

掛籃主要材料為：國(guó)標(biāo)工字鋼、槽鋼選用40B型；綴板（抗拉鋼板）采用16Mn鋼板；吊桿采用？準(zhǔn)32精軋螺紋鋼制。掛籃詳圖如圖1。

3.2 三角形剛桁架主梁

承重主梁由兩組三角形構(gòu)架組成，兩組主構(gòu)架通過橫向的桁架片連結(jié)。后端利用Φ32精軋螺紋鋼筋作錨桿將桁架錨固于已澆好的箱梁頂部，錨桿的下端用聯(lián)接器與預(yù)埋好的精軋螺紋鋼筋相連接。

3.3 承重橫梁

橫梁分為：前上橫梁（12m）、前下橫梁、后下橫梁，單根長(zhǎng)度13m，前上橫梁采用I40b+I28b雙拼工字鋼拼焊組合而成。前下橫梁、后下橫梁采用[40b雙拼槽鋼拼焊組合而成。

3.4 懸掛系統(tǒng)

懸掛系統(tǒng)主要有：吊桿、吊帶、承壓梁（板）、銷子、連接器，吊桿采用？準(zhǔn)32精軋螺紋鋼制作而成。吊帶采用25mm厚16Mn鋼板制作而成。承壓梁（板）采用25mm厚16Mn鋼板和型鋼制作，承受吊桿抗拉部位采用25mm厚16Mn鋼板制作。銷子采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)軍用貝雷銷子，連接器采用廠供工具連接器。

3.5 行走系統(tǒng)

行走系統(tǒng)空間上分三層設(shè)計(jì)，主橫梁上，主橫梁下，箱梁下，主橫梁上設(shè)置壓滾：采用10cm直徑無縫鋼管制作而成，壁厚10mm，由兩根一組加鋼板制作而成。主橫梁下設(shè)置平滾：采用標(biāo)準(zhǔn)平滾，設(shè)置在主橫鋼枕梁上。箱梁下設(shè)計(jì)滑動(dòng)梁：自梁頂下設(shè)吊桿，吊住滾軸裝置，滑動(dòng)梁采用雙拼[25a槽鋼組合而成，穿過滾軸裝置，滑動(dòng)梁后端設(shè)計(jì)限位裝置，前端吊在前上橫梁上?；瑒?dòng)梁分為兩種，箱內(nèi)：支承箱內(nèi)模板牽引模板。翼板下：支承外模及后下橫梁，牽引外模板及后下橫梁。

3.6 模板體系

模板體系：底模、內(nèi)模、外模，底模：采用[8槽鋼制作骨架，面板焊接4mm鋼板。龍骨采用I25b工字鋼布設(shè)。內(nèi)模、外模：均采用[8槽鋼制作骨架，面板焊接4mm鋼板，頂板模板與腹板模板制作成整體，由滑動(dòng)梁支承及調(diào)節(jié)頂板模板的標(biāo)高。

3.7 穩(wěn)固體系

穩(wěn)固體系分為：抗傾覆體系、主橫梁整體穩(wěn)固性措施，抗傾覆體系：每組主橫梁后端設(shè)計(jì)4根？準(zhǔn)32精軋螺紋鋼錨桿。主橫梁整體穩(wěn)固性措施：分三處設(shè)置。后錨點(diǎn)、支點(diǎn)、前吊點(diǎn)，后錨點(diǎn)、支點(diǎn)處設(shè)置[40b槽鋼采用？準(zhǔn)32精軋螺紋鋼錨桿與主橫梁夾緊。前吊點(diǎn)利用前上橫梁與主橫梁采用螺栓進(jìn)行加固連接。

4 掛籃的組裝和拆除

1）根據(jù)掛籃搭設(shè)要求，清點(diǎn)構(gòu)、配件，檢查構(gòu)、配件的工作情況。

2）平整場(chǎng)地，進(jìn)行鋼桁架主梁的拼裝。

3）鋼桁架梁拼裝完成后進(jìn)行鋼桁架梁的吊裝，根據(jù)位置線正確就位后，完成后錨點(diǎn)的設(shè)置，后錨點(diǎn)為兩組四根。由于本橋有橫向坡，鋼桁架梁就位后，根據(jù)坡度梁下墊楔形鋼板，對(duì)貝鋼桁架進(jìn)行調(diào)平。

4）安裝前上橫梁，前上橫梁安裝完成后，采用精軋螺紋鋼筋裝橫梁與鋼桁架縱梁進(jìn)行聯(lián)接，確保橫梁不會(huì)移位。

5）根據(jù)構(gòu)造要求，必須增強(qiáng)兩組鋼桁架橫梁之間的剛度以及穩(wěn)定性，在鋼桁架縱梁的支點(diǎn)、后錨點(diǎn)設(shè)置支撐[40b槽鋼橫梁，將兩組鋼桁架縱梁進(jìn)行聯(lián)接。

6）根據(jù)吊點(diǎn)位置安裝吊桿，進(jìn)行前吊桿及后吊桿的安裝。

7）安裝前下橫梁、后下橫梁。

8）安裝底模，根據(jù)軸線位置正確進(jìn)行底模的安裝。

9）進(jìn)行內(nèi)模及外模的就位工作，同時(shí)進(jìn)行滑動(dòng)梁安裝。

10）由于梁體平是水平設(shè)計(jì)，因此吊桿與梁體、槽鋼接觸位置均設(shè)置16Mn楔形鋼板，確保受力均勻。

11）掛籃組裝后應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓見專項(xiàng)方案

12）拆除方法根據(jù)安裝順序進(jìn)行反向順序進(jìn)行拆除。

5 鋼桁架掛籃行走方案

鋼桁架梁行走方案主要改變梁下懸掛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鋼桁架梁下后橫梁、底板模板、頂板模板進(jìn)行整體向前平移。

1）砼張拉壓漿后，松動(dòng)各吊點(diǎn)，確保頂模、底模脫離箱體。

2）采用手拉葫蘆將后下橫梁與滑動(dòng)梁進(jìn)行懸掛，如圖1所示進(jìn)行設(shè)置。

3）解除后下橫梁的吊桿。

4）松開后錨點(diǎn)，在每組鋼桁架梁兩側(cè)安裝千斤頂，頂起鋼桁架梁，有足夠高度后在鋼桁架梁下的鋼枕之上安裝平滾，在鋼枕上設(shè)置壓梁，同時(shí)松開千斤頂，由平滾承載。平滾安裝就位后，設(shè)置限位裝置，確保鋼桁架梁沿軌道方向移動(dòng)。

5）采用手拉葫蘆進(jìn)行牽引，設(shè)置轉(zhuǎn)向，平移后錨點(diǎn)至前一節(jié)段錨固點(diǎn)，松開后錨點(diǎn)。

6）在牽引啟動(dòng)前檢查各吊點(diǎn)，確保底模、頂模、下橫梁完全由鋼桁架梁進(jìn)行懸掛，不得有多余吊桿與箱梁連接。檢查機(jī)械工作情況，保持良好狀態(tài)，進(jìn)行人員分工，完成站位演練，確保鋼桁架掛籃順利移位完成。

7）兩名操作工同時(shí)拉動(dòng)滑輪組，觀察兩組鋼桁架梁的位移量，量差不得過大，鋼桁架梁移位確保在一個(gè)工作班內(nèi)完成。架設(shè)全站儀，在前上橫梁上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，確保移動(dòng)偏位不得過大，指揮操作人員拉動(dòng)滑輪組。

8）就位后，按照反方向順序完成鋼桁架梁工作狀態(tài)的就位，根據(jù)軸線及標(biāo)高進(jìn)行鋼桁架掛籃的就位調(diào)整，檢查所有吊桿，錨固點(diǎn)、螺桿的工作情況。

6 1#～8#塊件的模板

1#～8#塊采用掛籃懸澆施工，每次對(duì)稱澆筑一個(gè)節(jié)段，張拉壓漿后再前移一個(gè)節(jié)段，直至澆完8#塊。1#～8#塊各節(jié)段掛籃底板前移時(shí)用全站儀“對(duì)中”控制，底板高程用水準(zhǔn)儀控制。澆筑1#～8#塊件時(shí)，箱梁每節(jié)段前端的頂板（腹板位置）、翼板、底板上埋設(shè)6個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀觀測(cè)高程變化。1#～8#塊前端的各階段需控制的高程為：①立模高程，②砼澆后高程，③縱向頂板張拉前的高程，④張拉好8#塊以后箱梁的各節(jié)段高程。以上高程由設(shè)計(jì)部門提供理論值，根據(jù)掛籃預(yù)壓繪制的曲線計(jì)算掛籃下?lián)现?，結(jié)合圖紙要求的預(yù)拱度。施工時(shí)，根據(jù)各節(jié)段的實(shí)測(cè)值，適當(dāng)微調(diào)（根據(jù)提供的塊件前端的頂板高程， 推算出底模前端高程，作為基本控制數(shù)據(jù)，并適當(dāng)微調(diào)）。為了保證高程觀測(cè)準(zhǔn)確性，將水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在0#塊中心處，避免被掛籃遮住影響視線。為了更好地控制橋梁整體的軸線位置及各節(jié)段高程，兩個(gè)0#塊中心處設(shè)置的導(dǎo)線點(diǎn)與已知橋梁導(dǎo)線點(diǎn)造成三角網(wǎng)進(jìn)行測(cè)設(shè)，以隨時(shí)調(diào)整橋梁軸線及高程。

由于日照的影響，當(dāng)箱梁延伸較長(zhǎng)時(shí)，箱梁的高程及中線也會(huì)因日照的不均勻而發(fā)生變化，影響其觀測(cè)精度，觀測(cè)時(shí)間選在每天日照以前，施工時(shí)應(yīng)注意調(diào)整。

1）掛籃底模采用鋼模板，由橫縱向分縫的四塊整體鋼模板組成，為了保證新老塊件接縫不漏漿，在底模板與已完成塊件砼之間夾雙面膠帶止?jié){，并用5根Ф32精軋螺紋鋼，將底模與已澆塊件底板預(yù)先拉緊，確保止?jié){及無臺(tái)階。

2）掛籃外模采用型鋼骨架蒙6mm鋼面板（拼縫用電焊填實(shí)并磨光以獲得整潔的外觀）在外模的上部用1排3根Ф22對(duì)拉螺絲、中間布置3～4排3根Ф22對(duì)拉螺絲，底部在下橫梁上設(shè)縱梁和千斤頂加以固定，抵抗砼側(cè)壓力，保證不漲模，側(cè)模與底板間夾橡膠條止?jié){。

3）掛籃內(nèi)模要在外模就位，底板與肋板鋼筋綁扎以后，進(jìn)行安裝，嚴(yán)格按圖紙控制腹板、頂板厚度，避免增加結(jié)構(gòu)自重。

7 1#～8#鋼筋與預(yù)應(yīng)力束道

鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)制作，在就位好的籃體及外模內(nèi)先綁扎底板鋼筋，后綁扎腹板鋼筋、埋設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力波紋管，縱向預(yù)應(yīng)力束道波紋管與已澆塊件伸出的波紋管對(duì)接（加20cm長(zhǎng)的接頭管），并用膠布纏裹，防止漏漿。1#～8#鋼筋及預(yù)應(yīng)力施工同0#塊施工方法，豎向預(yù)應(yīng)力施工推遲一個(gè)階段。

1）鋼筋

鋼筋半成品下料與制作在現(xiàn)場(chǎng)完成，鋼筋加工前，將鋼筋表面的油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈。成盤的鋼筋和彎曲的鋼筋按規(guī)范要求調(diào)直。鋼筋下料前，核對(duì)半成品鋼筋的鋼號(hào)、規(guī)格、直徑、長(zhǎng)度和數(shù)量。鋼筋的半成品材料堆放，應(yīng)按規(guī)格、型號(hào)、長(zhǎng)度、普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋及箱梁塊段標(biāo)識(shí)分開堆放，墊高離地面30cm并采取遮蓋措施防止下雨后鋼筋生銹。鋼筋的運(yùn)輸通過裝載機(jī)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，由汽吊將鋼筋吊放在箱梁段模板上。鋼筋綁扎時(shí)，鋼筋交叉點(diǎn)處采用鉛絲呈梅花狀綁扎，部分結(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)焊，以確保骨架的穩(wěn)定。鋼筋與模板之間設(shè)置高強(qiáng)度的塑料墊塊，墊塊與鋼筋之間用鉛絲扎緊，并相互錯(cuò)開，確保鋼筋的保護(hù)層厚度滿足技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

2）預(yù)應(yīng)力管道

施工時(shí)注意縱向束道的準(zhǔn)確定位，用“井”字形鋼筋固定波紋管，其間距直線段每100cm設(shè)置一道，曲線段每50cm設(shè)置一道，端堵頭板20cm處各增設(shè)一道定位網(wǎng)。波紋管安裝前應(yīng)檢查其密水性，如果漏水應(yīng)禁止使用，其表面只是映水變濕方可使用。預(yù)應(yīng)力管道采用加強(qiáng)型金屬波紋管形成，其壁厚不小于0.35mm，波高不小于3.5mm。管道嚴(yán)格保證彎曲坐標(biāo)及彎曲角度。錨墊板必須與鋼束軸線垂直，錨墊板孔中心位置與管道中心一致，波紋管穿入錨墊板內(nèi)部，且從錨墊板口部以海綿封堵孔道端口，外包裹膠帶，避免漏漿堵塞孔道。錨墊板與螺旋筋、波紋管中軸線垂直，螺旋筋位置準(zhǔn)確，用鋼筋加強(qiáng)固定，防止在砼振搗過程中造成錨板偏斜和螺旋筋振搗時(shí)的位移，其它的預(yù)埋件如防撞墻鋼筋以及掛籃施工時(shí)的預(yù)埋鋼板、錨桿預(yù)留孔等均應(yīng)嚴(yán)格控制，確保后續(xù)工作開展。豎向預(yù)應(yīng)筋的張拉根據(jù)設(shè)計(jì)要求推遲一個(gè)節(jié)段進(jìn)行張拉。

8 1#～8#塊件的砼施工

1#～8#塊砼施工同0#塊施工方法，在施工過程中，主要控制澆筑順序及平衡施工。

8.1 砼澆筑順序

（1）由端部向根部進(jìn)行，左右對(duì)稱，分層施工（分層30cm）；

（2）底板，先中腹板，后邊腹板，頂板。

8.2 平衡施工

左右對(duì)稱，根據(jù)設(shè)計(jì)以及規(guī)范要求，不大于1/4節(jié)段荷載，按5方砼進(jìn)行控制，每車砼量為10方，確保每車左右平衡澆筑。砼面的平整度的保證措施和底板厚度控制：由于頂板頂面縱橫向存在坡度，為保證頂面的平整度小于5mm，在頂板砼澆筑前縱向預(yù)埋三排標(biāo)高定位控制鋼筋，并以水平Φ12鋼筋將標(biāo)高控制鋼筋縱向連接，Φ12鋼筋肋邊向上，頂面同頂板砼頂面齊平，頂板澆筑完成后用3m長(zhǎng)水平尺橫向沿Φ12鋼筋肋頂面收平處理。另外，為了保證底板厚度符合設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范要求，采取在底板砼澆筑完后，在底板上加壓臨時(shí)模板，以保證在腹板砼澆筑時(shí)，砼基本不會(huì)流到底板上而導(dǎo)致底板厚度增加；同時(shí)，也可防止施工人員的腳印影響底板頂面的平整度和外觀質(zhì)量。箱內(nèi)腹板和底板養(yǎng)生：采取灑水養(yǎng)生的辦法，同時(shí)由于箱室內(nèi)空氣流通較差，不利于已澆筑砼的散熱，因此在每個(gè)箱室內(nèi)側(cè)設(shè)置一根高壓灑水管龍頭，由高壓抽水泵抽水至墩頂后由專人負(fù)責(zé)養(yǎng)生。

養(yǎng)生安排專人專職負(fù)責(zé)，并要求有養(yǎng)生記錄，尤其是對(duì)于經(jīng)常受到日照作用的箱梁外側(cè)，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)縮短灑水養(yǎng)生的間隔時(shí)間，確保砼表面的濕潤(rùn)度。

9 三角掛籃運(yùn)用技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)及保障措施

栟茶運(yùn)河大橋主跨變截面連續(xù)箱梁，采用三角掛籃施工，對(duì)掛籃的設(shè)計(jì)要求較高，掛籃作為懸臂梁模板支撐系統(tǒng)，掛籃的變形，剛度，穩(wěn)定性均對(duì)箱梁的施工質(zhì)量、線形、標(biāo)高、軸線等影響較大，為消除掛籃施工過程中的變形采取預(yù)壓措施，并通過預(yù)壓采集變形數(shù)據(jù)為掛籃設(shè)置預(yù)拱度作準(zhǔn)備，并通過應(yīng)力檢測(cè)，橋梁整體受力、線形均滿足規(guī)范要求。

10 結(jié)語(yǔ)

栟茶運(yùn)河大橋三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，主跨懸臂箱梁施工過程中，通過三角掛籃支撐體系進(jìn)行主梁懸臂現(xiàn)澆、預(yù)應(yīng)力張拉，安全、優(yōu)質(zhì)、高效地順利完成工程施工，其技術(shù)可為同類變截面連續(xù)箱梁施工提供借鑒。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]