T 形剛構(gòu)橋邊跨直線段及合龍段的掛籃吊架施工技術(shù)

楊志斌

（中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

1 掛籃吊架的設(shè)計(jì)與數(shù)值分析

該大橋的箱梁為單箱雙室的模式，箱梁頂?shù)膶挾葹?3m、底部寬度為9m，翼緣板的寬度為2m，底板和腹板的厚度分別在30～110.5 cm 和40～80 cm，根部梁的高度為7.3m，邊跨16#段屬于大橋的合龍段，長(zhǎng)度為2m，直線段17#的長(zhǎng)度為4.64m，懸澆段頂板厚度30 cm，大橋的邊跨直線段及合龍段的梁高都是2.8m，掛籃采用的屬于菱形掛籃，具有2 片主桁架。

通過對(duì)該大橋的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析，在對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行考慮之后，確定使用懸臂施工掛籃的方式完成吊架的設(shè)計(jì)。在這次的大橋施工中，主要是利用了用掛籃主桁、底板系統(tǒng)，后錨及懸吊系統(tǒng)，然后在進(jìn)行底膜以及外模的安裝，繼而組成完整的掛籃吊架。

1.1 掛籃吊架的數(shù)值模擬分析

對(duì)該大橋的掛籃吊架的主要構(gòu)件進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，在分析的過程中采用的是空間建模的方式來完成，在建模過程中所用的建模軟件為Midas Civil 來完成空間分析。在進(jìn)行驗(yàn)算的過程中，必須要考慮到掛籃吊架的各項(xiàng)荷載，例如吊架質(zhì)量、施工荷載等，并且還需要考慮到在進(jìn)行澆筑過程中可能會(huì)產(chǎn)生的偏載，這些都會(huì)嚴(yán)重的直接影響到驗(yàn)算的結(jié)果。在進(jìn)行分析之時(shí)，根據(jù)施工過程中的實(shí)際荷載，進(jìn)而得到掛籃吊架所需的連接件的實(shí)際應(yīng)力以及變形，進(jìn)而完成對(duì)掛籃吊架構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性完成驗(yàn)算。在進(jìn)行數(shù)值模擬分析的過程中，對(duì)傳力進(jìn)行一定的假定，具體的假定如下：直線段的長(zhǎng)1.5 m 梁段的荷載全部讓蓋梁承擔(dān)，掛籃吊架不會(huì)承擔(dān)這部分的荷載，而是只承擔(dān)合龍段、直線段箱梁以及施工所產(chǎn)生的荷載，在進(jìn)行掛籃吊架的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的建立中，所建立的模型必須包括掛籃吊架的所有承重系統(tǒng)，這是所建的計(jì)算模型最為重要的部分。

1.2 計(jì)算結(jié)果分析

1.2.1 掛籃吊架計(jì)算基本參數(shù)

通過計(jì)算可知梁段混凝土質(zhì)量、支架容重、施工人員以及機(jī)具荷載、振搗荷載、模板容重以及動(dòng)力系數(shù)分別為26.5 kN/m3、2 kN/m2、3 kN/m2、2kN/m2、2kN/m2、1.4。

1.2.2 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

掛籃吊架的底藍(lán)系統(tǒng)所用的規(guī)格是19 根36#工字鋼底縱梁，在驗(yàn)算之時(shí)，假設(shè)它所需要承擔(dān)的施工荷載是屬于均勻分布的，這樣就可以根據(jù)每一根縱梁所需要分擔(dān)的面積進(jìn)行計(jì)算出每一根縱梁的線荷載。底藍(lán)系統(tǒng)中的翼板自重以及上面所具有的模板質(zhì)量需要由邊上的4 根縱梁完成荷載的承擔(dān)，而邊腹板自重及上面所具有的模板質(zhì)量需要由與它對(duì)應(yīng)的6 根縱梁完成荷載的承擔(dān)，而中腹板自重及上面所具有的模板質(zhì)量需要由下方的3 根縱梁完成荷載的承擔(dān)，通過這樣的分配原則完成對(duì)底藍(lán)系統(tǒng)的荷載分配。

將荷載分配完成之后，通過進(jìn)行精密的計(jì)算之后，所得出的計(jì)算結(jié)果可得到以下結(jié)論：

掛籃吊架的各部分構(gòu)件以及主桁架，它們的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性都能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的有關(guān)要求。而且吊桿的性能也能夠滿足要求，這就表明，通過上述的方式設(shè)計(jì)出來的掛籃吊架能夠滿足大橋的邊跨直線段及合龍段的具體施工。

2 方案優(yōu)化

在進(jìn)行施工的過程中，可以對(duì)施工做出進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，這樣做的目的是為了在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減少施工成本，減少施工所需的時(shí)間，更進(jìn)一步的提高施工質(zhì)量，同時(shí)也能夠有效的降低施工過程中所要面臨的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)該大橋的施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，經(jīng)過綜合分析之后得出，可以對(duì)合龍段的16#節(jié)段先進(jìn)行澆筑，然后在對(duì)邊跨直線段17#節(jié)段進(jìn)行澆筑。

經(jīng)過多次的驗(yàn)證，表示這次的簡(jiǎn)化可以達(dá)到優(yōu)化的目的，所以根據(jù)多方的商討之后，最終同意按照優(yōu)化的方案完成大橋的施工。在進(jìn)行施工的過程中，在原來的基礎(chǔ)上對(duì)大橋的梁體中進(jìn)行鋼束的增加，當(dāng)16#節(jié)段澆筑的混凝土的強(qiáng)度滿足所需的條件之后，立即進(jìn)行張拉，進(jìn)而將16#節(jié)段提前完成鎖定，這樣就可以滿足掛籃向17#節(jié)段前行的條件。

同時(shí)，在優(yōu)化這部分的過程中，對(duì)吊架也進(jìn)行了一定的優(yōu)化，以滿足優(yōu)化后的施工，具體的優(yōu)化結(jié)果通過多次的驗(yàn)算，經(jīng)過對(duì)吊架進(jìn)行優(yōu)化之后，吊架的強(qiáng)度得到提高，完全滿足施工要求。

優(yōu)化后的方式十分適合大橋的施工，它與之前的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，對(duì)16#節(jié)段先進(jìn)行澆筑，然后在對(duì)邊跨直線段17#節(jié)段進(jìn)行澆筑所具有的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)16#節(jié)段先進(jìn)行澆筑，然后在對(duì)邊跨直線段17#節(jié)段進(jìn)行澆筑，這樣的方式使得大橋不存在意義上的合龍段，這就使得在進(jìn)行澆筑的過程中，可以使得在發(fā)生氣溫變化之時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)合龍段的梁體開裂現(xiàn)象。

（2）在進(jìn)行16#節(jié)段的施工過程中，不需要對(duì)吊裝進(jìn)行改裝，按照之前設(shè)計(jì)的掛籃吊架就可以完成這部分的施工，也沒有必要進(jìn)行勁性骨架的安裝，也沒有必要對(duì)臨時(shí)鋼束進(jìn)行鎖定，這樣就可以有效的簡(jiǎn)化施工，減少了施工所需的時(shí)間。而且，在進(jìn)行優(yōu)化之后，由于16#節(jié)段的頂板、底板合龍鋼束的固定端都全部在17#節(jié)段之中，這就使得在進(jìn)行17#節(jié)段的澆筑之前，所有的合龍鋼束需要完成穿束、定位以及固定，如果先進(jìn)行17#節(jié)段的澆筑，然后在進(jìn)行16#節(jié)段的澆筑，這就導(dǎo)致在進(jìn)行16#節(jié)段的施工之時(shí)，16#節(jié)段的頂板、底板已經(jīng)具有20 束鋼絞線，這就使得16#節(jié)段的施工十分的不便。

（3）在對(duì)17#節(jié)段進(jìn)行施工之時(shí)，可以讓掛籃行走到已經(jīng)完成澆筑的16#節(jié)段，掛籃的縱梁長(zhǎng)度完全滿足對(duì)17#節(jié)段的施工，所以在進(jìn)行吊架改裝的過程中，根本不需要進(jìn)行延長(zhǎng)掛籃的縱梁長(zhǎng)度，而是按照優(yōu)化后的方案，直接對(duì)掛籃的主菱形架進(jìn)行延長(zhǎng)，在掛籃的蓋梁上進(jìn)行立柱的安裝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)吊架與蓋梁的連接，這樣的操作辦法與延長(zhǎng)掛籃的縱梁長(zhǎng)度進(jìn)行比較，操作過程顯得十分的方便，可以有效的減少施工時(shí)間。

3 掛籃吊裝施工

根據(jù)上述的各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析可知，將將掛籃改裝為吊架對(duì)大橋進(jìn)行施工的方法完全可行，根據(jù)大橋的現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，可以對(duì)掛籃吊裝的施工進(jìn)行一定的總結(jié)，總結(jié)的結(jié)果如下所示。

（1）按照施工的正常順序一直完成到15#節(jié)段的施工，在完成對(duì)15#節(jié)段張拉過程中，可以著手進(jìn)行對(duì)掛籃改裝為吊架所需要的有關(guān)構(gòu)件的制作。在完成正常階段的施工之時(shí)，需要注意對(duì)16#節(jié)段增加的鋼束預(yù)埋管道進(jìn)行增加。

（2）將加工制作完成的有關(guān)構(gòu)件安裝完成，然后對(duì)掛籃的主桁架進(jìn)行延長(zhǎng)，一直延長(zhǎng)到1#、3#的蓋梁處，然后在此處進(jìn)行支墩的安裝，進(jìn)行與主桁架的連接工作，使得蓋梁和主桁架形成一個(gè)整體。之后將下支撐在橫梁蓋梁上，這樣就可以完成對(duì)掛籃改裝為吊架的有關(guān)工作。

（3）完成堆載預(yù)壓，在進(jìn)行施工的過程中采用分級(jí)預(yù)壓的方式完成，在進(jìn)行24 小時(shí)的高程觀測(cè)之后，開始進(jìn)行卸載，卸載的過程中同樣采用分級(jí)卸載的方式完成。

（4）完成支座的安裝，在進(jìn)行安裝的過程中需要嚴(yán)格注意支座的型號(hào)，這樣才可以對(duì)安裝的位置進(jìn)行確定。

4 總結(jié)

掛籃吊架的施工方法十分適合在地形復(fù)雜的施工環(huán)境中使用，可以有效的減少施工所需要的時(shí)間以及成本投入，具有十分優(yōu)秀的性能。不過，這種方式也具有一定的局限性，那就是掛籃改裝吊架需要根據(jù)橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。