鐵路大跨度連續(xù)梁工程中掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用

劉繼勇

（中鐵十六局集團(tuán)電氣化工程有限公司，北京市 100018）

1 工程概況

新建吳忠至中衛(wèi)城際鐵路楊灘村跨定武高速立交特大橋位于寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市境內(nèi)，該橋于DK125+591.72處以連續(xù)箱梁型式跨越定武高速公路，與高速公路交角為43°。連續(xù)梁起訖里程為 DK125+479.29～DK125+701.09（20#～23# 墩），全長(zhǎng)221.5m，一聯(lián)三孔（60+100+60）m。該連續(xù)梁為預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)箱梁，采用懸臂澆注法施工。連續(xù)箱梁采用單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.2m，底寬6.4m。頂板厚度35.4～45.4cm、45.4～55.4cm，按折線變化；底板厚度40～120cm，按直線線性變化；腹板厚60～80cm、80～100cm，按折線變化。全梁在端支點(diǎn)、中跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)5個(gè)橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過(guò)。上部連續(xù)梁采用掛籃懸臂澆筑施工，下部結(jié)構(gòu)墩身采用薄壁空心墩，基礎(chǔ)采用直徑1.8m鉆孔灌注樁，承臺(tái)樁基礎(chǔ)。文章重點(diǎn)對(duì)掛籃設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行分析和探討。

2 掛籃設(shè)計(jì)

在本次施工中，按照要求，選用吊帶系統(tǒng)、主桁架、低平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)幾個(gè)部分組成一個(gè)菱形的掛籃。掛籃設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。

圖1 掛籃設(shè)計(jì)示意圖

3 掛籃施工

3.1 掛籃拼裝

在施工現(xiàn)場(chǎng)，為保證施工安全，需對(duì)掛籃進(jìn)行檢測(cè)。正式的拼裝在主墩的墩頂完成，所以需將每一個(gè)部分小心地運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。拼裝完成后預(yù)壓掛籃，以便將掛籃所產(chǎn)生的非彈性變形徹底消除。利用托車以及履帶吊等工具調(diào)運(yùn)掛籃的每一個(gè)部分與零件完成掛籃的安裝，對(duì)梁端施工預(yù)拱度的計(jì)算需要將掛籃的彈性形變量也一并考慮進(jìn)去。

3.1.1 主桁結(jié)構(gòu)拼裝

首先對(duì)指定墩頂頂板上的軌道端頭位置線和掛籃軌道中線等一系列的線條進(jìn)行測(cè)量，然后找出平軌道底面，此項(xiàng)工作需要借助高標(biāo)號(hào)的砂漿來(lái)完成。

在軌道起吊過(guò)程中，要做到完美對(duì)中。對(duì)中后小心安放，連接錨固梁，同時(shí)連接豎向預(yù)應(yīng)力筋以及錨梁。在軌道上的每一根錨筋上施加一定大小的錨固力，之后在軌道的后節(jié)點(diǎn)與頂端安裝支承設(shè)備與滑輪。

為保證主桁片的穩(wěn)定，需要在履帶吊裝置的輔助下完成單片主桁菱形體的安裝和固定[1]。

錨固頂板預(yù)留的孔洞與錨固筋，然后連接分配梁與主桁后節(jié)點(diǎn)，在此之前，需要安裝位于主桁后節(jié)點(diǎn)的千斤頂、后錨桿等物件。

依次安裝前上橫梁、上平聯(lián)桿件和下平聯(lián)桿件。再拆掉后錨臨時(shí)支撐墊塊，對(duì)吊桿進(jìn)行安裝。

3.1.2 底平臺(tái)安裝

在主桁架安裝完成并對(duì)一系列工作檢查之后進(jìn)行底平臺(tái)系統(tǒng)的安裝放置。首先在托架鋼管立柱的輔助下焊接懸臂梁于底平臺(tái)上，然后在倒鏈的幫助下固定好懸臂梁及橫梁，并把底籃后橫梁與底籃前橫梁吊放在懸臂梁下。連接主桁橫梁吊桿與前橫梁吊桿，吊放前后橫梁，使后吊桿穿過(guò)#0段底板的預(yù)留孔，并把其與后橫梁連接，再將其整體錨固在#0梁段底板上，之后解除鎖定倒鏈[2]。最后，安裝后端工作平臺(tái)與底平臺(tái)的前端。

3.1.3 模板系統(tǒng)拼裝

在以上的任務(wù)完成且檢查達(dá)到合格后方可開始進(jìn)行側(cè)模的拼裝。準(zhǔn)備工作為在側(cè)模架上安裝固定側(cè)?；馈３浞掷酶黝惖鯉аb置完成側(cè)模滑道的起吊，為使側(cè)模的位置能夠精確地到達(dá)指定位置，需要利用倒鏈不斷進(jìn)行調(diào)整與對(duì)比，完成以上工作后即可對(duì)側(cè)向工作平臺(tái)進(jìn)行安裝[3]。

將拱肋與內(nèi)?；肋B接起來(lái)，并起吊。隨之一起被吊起的還包括內(nèi)滑道，而內(nèi)滑道的起吊需要前后吊桿的輔助。以上工作在橋下完成后調(diào)整部分位置的尺寸。

為方便工作需要，要將一個(gè)工作平臺(tái)懸掛于主桁系統(tǒng)上，以此完成端頭鋼模的安裝。

3.2 掛籃預(yù)壓

掛籃拼裝完成后，需要先采用堆預(yù)壓塊的加載方式進(jìn)行預(yù)壓工作。掛籃的預(yù)壓壓重在懸臂梁最重梁端的重量上，加載過(guò)程中前三段每20%進(jìn)行一次，第四段與第三段之間的間隔為40%，最后一段與第四段之間的間隔依舊為20%，此方法同樣適用于卸載時(shí)。每一級(jí)的加載或卸載都擁有10min的變形時(shí)間，對(duì)該時(shí)間所得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行觀察與評(píng)測(cè)。當(dāng)加載量滿額后需要停留24h以上的時(shí)間，之后對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)對(duì)比與分析數(shù)據(jù)，最后篩選出正確的數(shù)值。

3.3 中線、標(biāo)高調(diào)整

掛籃安裝完畢后，對(duì)齊已成梁與底模后端，微調(diào)測(cè)量中線以及底模中線，使兩條線能夠完美重

式中：F為前吊帶拉力；G為懸澆梁段重量；l1為懸澆梁段重心至桁架前支座中心距離；M為模板、滑梁等恒載重量；l2為模板、滑梁等恒載重心至桁架前支座中心距離；L為前吊帶至桁架前支座中心距離；F為前吊帶總拉力。

每一套吊籃都有兩榀桁架承重，每一套需要承受總拉力的1/2?？梢愿鶕?jù)測(cè)量得到的彈性變形曲線，計(jì)算出變形量和上吊帶變形量，進(jìn)而得到預(yù)設(shè)預(yù)拱度。此外，預(yù)拱度還包括后期施工梁段加載對(duì)混凝土收縮徐變產(chǎn)生的影響以及對(duì)箱梁產(chǎn)生的影響，對(duì)這些影響需要進(jìn)行仿真分析和預(yù)測(cè)，并根據(jù)測(cè)算結(jié)果對(duì)預(yù)拱度進(jìn)行修正，確保橋梁線形可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.4 預(yù)應(yīng)力施工

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，使用預(yù)應(yīng)力和伸長(zhǎng)值進(jìn)行雙控，張拉力以千斤頂標(biāo)注為主，伸長(zhǎng)值控制在設(shè)計(jì)值的±6%以內(nèi)，如果張拉量超出了該值，需要立即分析原因。按照先下后上的順序進(jìn)行孔道壓漿，完成壓漿后清理干凈錨槽處的雜物和水泥漿，并鑿毛端面混凝土，清除錨具、支撐墊板和端面混凝土的污垢，最后將風(fēng)錨鋼筋綁扎好，澆筑混凝土。

3.5 掛籃行走

為了能夠順利施工，掛籃需要發(fā)生位移工作，而每一次的位移都會(huì)發(fā)生在預(yù)應(yīng)力張拉與混凝土澆筑后。掛籃的位移步驟如下。

（1）脫模。顧名思義，將側(cè)模、內(nèi)模與底模脫合。底模前端中線的放出工作需要在經(jīng)緯儀的輔助下完成，然后借助全站儀的輔助對(duì)梁段封端線進(jìn)行放出工作。在標(biāo)高到位后，檢查梁段封端線的標(biāo)高，將底模錨固定在已成梁段上。底?？拷鈧?cè)模，并使已成梁段緊貼于外側(cè)模后端上，將前端的外側(cè)模利用垂球打直。確定出外側(cè)模的標(biāo)高（可參考梁段截面腹板的高），對(duì)標(biāo)高與中線進(jìn)行多次調(diào)整，直至最終完美地符合設(shè)計(jì)要求。最后需對(duì)鋼筋與擋頭模板進(jìn)行一定的加工，并完成對(duì)內(nèi)模的安裝。

懸澆梁的前端中線及標(biāo)高都需要做到非常精確，否則會(huì)釀成很大的損失，因?yàn)槌善妨荷嫌绣^固的后端，而前端則包含了標(biāo)高調(diào)整的控制點(diǎn)以及每一段懸澆梁的中線，而這些基本上都是不能調(diào)整的。由于掛籃的彈性形變，這便要求在計(jì)算時(shí)考慮此形變量，以下為前吊帶所承受拉力的計(jì)算公式：開。此工作發(fā)生在前梁張拉及壓漿完成之后。對(duì)部分指定位置進(jìn)行松解工作，分離兩模（底模與側(cè)模）與箱梁混凝土，但不能妨礙其懸掛。

（2）考慮到安全問(wèn)題，連接時(shí)需要采用豎向蹬筋與鋼絲繩相連接，移動(dòng)側(cè)模、主桁系統(tǒng)及底模等裝置至下一個(gè)梁段。在此之前還需要將掛籃主桁架后支點(diǎn)錨固進(jìn)行解除作業(yè)，逐漸松開掛籃尾部鋼絲繩，推動(dòng)掛籃前移[4]。為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在掛籃行走時(shí)安裝滑道吊點(diǎn)扣架至指定的孔洞處。在移動(dòng)過(guò)程中，需要保持同步且速度不能發(fā)生變化，不斷對(duì)出現(xiàn)偏差的軸線與中線進(jìn)行調(diào)整（可利用經(jīng)緯儀定線或劃線吊垂球的方法）。

（3）為防止掛籃的移動(dòng)，需要固定特定位置的支點(diǎn)。調(diào)整模板位置等數(shù)值，對(duì)各類桿件進(jìn)行安裝。腹板鋼筋與底板綁扎完成后，拖動(dòng)內(nèi)模到達(dá)指定位置，再次對(duì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。以上工作完成后即可對(duì)梁段頂板鋼筋進(jìn)行安裝。

（4）箱梁的尺寸變化可以分為內(nèi)部變化與外觀變化。

（5）當(dāng)掛籃完成懸灌梁的移動(dòng)后，調(diào)整指定位置高度。箱梁的變化區(qū)間在4.7～7.3m。每一個(gè)懸澆段的最短與最長(zhǎng)之差要不大于1m，滿足部分位置所需長(zhǎng)度的要求。

（6）腹板、底板與頂板的厚度變化區(qū)間分別為1～0.6m、1.2～0.4m以及0m。調(diào)整內(nèi)模拱肋厚度及寬度，滿足部分位置尺寸變化要求。

3.6 掛籃脫模

掛籃進(jìn)行脫模前，必須要完成一些基礎(chǔ)工作，包括混凝土養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉、節(jié)段澆筑等。

在準(zhǔn)備前期，需要將外側(cè)模骨架的下端拉桿松開，之后對(duì)各個(gè)位置上的千斤頂進(jìn)行一定的調(diào)整，將精軋螺紋鋼螺母旋至0.1m左右的位置，松開外側(cè)模和側(cè)面吊架間的倒鏈；同時(shí)還要將吊桿螺母調(diào)整到指定的高度。松開一些特殊位置之間的倒鏈，并使混凝土脫離側(cè)模及底模（可利用側(cè)模模板的重力），脫模的高度掌握在0.1m附近，以上所有工作完成后拆除外后吊桿。

內(nèi)模脫模時(shí)，將特定位置的吊桿螺母松至0.1m左右高度的位置，對(duì)內(nèi)滑梁的前吊帶進(jìn)行調(diào)整[5]。利用重力，使內(nèi)滑梁的后端高過(guò)前端，達(dá)到便捷的效果。

3.7 掛籃拆除

在拆除掛籃過(guò)程中，將之前安裝方法倒放以拆除模板與底籃，再依照與安裝方法相反的順序?qū)旎@主桁桿件進(jìn)行拆除。為了確保拆除過(guò)程中的施工安全，可以利用對(duì)稱的方式，這樣便可以達(dá)到受力的平衡。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在連續(xù)梁工程施工過(guò)程中，掛籃施工技術(shù)是一種常用的施工技術(shù)，施工過(guò)程中不會(huì)對(duì)公路的正常通行造成影響，操作也比較簡(jiǎn)單，在鐵路工程中得到了比較廣泛的應(yīng)用。文章以實(shí)際工程為例，重點(diǎn)對(duì)掛籃施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，使掛籃施工效益和施工作用充分發(fā)揮出來(lái)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可見(jiàn)掛籃施工技術(shù)值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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