豐樂(lè)河大橋掛籃懸臂施工工藝研究

李 清

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550022)

1 豐樂(lè)河大橋工程概述

豐樂(lè)河大橋工程由德江岸、務(wù)川岸構(gòu)成，且分屬不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn)所管轄，大橋斜跨豐樂(lè)河，場(chǎng)區(qū)附件的地勢(shì)十分陡峭，在河流的長(zhǎng)期侵蝕下，形成了一個(gè)狹窄且長(zhǎng)度較大的峽谷，尤其是地表，更是受到了嚴(yán)重的溶蝕，故地勢(shì)具有非常大的起伏。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員采用了整幅設(shè)計(jì)的方式，并且主跨結(jié)構(gòu)對(duì)稱。

2 掛籃懸臂施工方法及工藝

2.1 主要工作內(nèi)容和工藝流程分析

(1)主要工作內(nèi)容

豐樂(lè)河大橋工程掛籃懸臂施工由以下施工內(nèi)容構(gòu)成：①拼裝和預(yù)壓掛籃;②測(cè)量放樣；③安裝鋼筋和豎向預(yù)應(yīng)力；④安裝橫向預(yù)應(yīng)力和縱向預(yù)應(yīng)力管道；⑤安裝模板；⑥澆筑和養(yǎng)護(hù)混凝土；⑦張拉和穿索縱向預(yù)應(yīng)力；⑧掛籃錨固與行走；⑨橫向和豎向預(yù)應(yīng)力張拉壓漿；其他工作內(nèi)容。

(2)掛籃施工工藝流程

掛籃懸臂施工工藝流程如下所述：測(cè)量放樣→底模、外模和堵模安裝及調(diào)整→扎底板及腹板鋼筋→布設(shè)預(yù)應(yīng)力管道及豎向精軋螺紋鋼筋→安裝內(nèi)?！壴敯邃摻罴绊敯孱A(yù)應(yīng)力管道束→測(cè)量復(fù)查模板等→報(bào)驗(yàn)→混凝土灌注→拆側(cè)模、內(nèi)模→穿索張拉→壓漿→落底?！鷴旎@縱移就位→進(jìn)行下次循環(huán)直到合攏。

2.2 掛籃構(gòu)造

豐樂(lè)河大橋所采用的掛籃形式為菱形掛籃，掛籃系統(tǒng)的組成部分相對(duì)較多，分別是主桁系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、平臺(tái)及防護(hù)系統(tǒng)和模板系統(tǒng)。

(1)主桁系統(tǒng)。在上述系統(tǒng)中，主桁系統(tǒng)屬于一種受力構(gòu)件，結(jié)構(gòu)為菱形結(jié)構(gòu)，其組成部分較多，通過(guò)連接的方式形成，包括銷軸、前上衡量、連接桁架等等，銷軸是主要的連接構(gòu)件，為系統(tǒng)的拆裝和運(yùn)輸創(chuàng)造了有力的條件。稱重桁架的前端還架設(shè)一個(gè)由型鋼焊接而成的前上橫梁。主桁架作為主要的承重構(gòu)件，通過(guò)橫向聯(lián)結(jié)方式的使用，將兩個(gè)榀菱形主桁架聯(lián)結(jié)到一起，從而形成了一種高承重性能的主桁架。兩個(gè)榀菱形主桁架之間的距離為6.2 m，高度為3.5 m，前后節(jié)點(diǎn)之間的距離為4.5 m，主桁架的長(zhǎng)度為10.3 m。為保證主桁架的應(yīng)用質(zhì)量，在制作時(shí)，還采取了槽鋼焊接的結(jié)構(gòu)，然后利用銷軸實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和箱體間的連接。此外，還在榀菱形主桁架的豎桿上設(shè)置了橫向聯(lián)結(jié)，通過(guò)這種措施的應(yīng)用，使主桁架的橫向穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。

(2)走行系統(tǒng)。走行系統(tǒng)由以下幾個(gè)構(gòu)件組成，分別是前支座、滾輪架、軌道、牽引設(shè)備、墊梁、后支座扥等。在掛籃走行階段，滑行是前支座的軌道運(yùn)行方式，在到達(dá)規(guī)定位置后，前支座會(huì)與后支座相連接，然后在軌道上行走。在掛籃走行時(shí)，施工單位使用了多個(gè)千斤頂，保證地模平臺(tái)和外側(cè)模的移動(dòng)與前后支座相同。

在走行階段，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)傾翻力有效抵抗，施工單位設(shè)計(jì)了一種有效的傳力途徑，這個(gè)途徑是主桁架后節(jié)點(diǎn)→后支座→軌道→墊枕→豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋。

(3)錨固系統(tǒng)。兩個(gè)主桁架的后節(jié)點(diǎn)是錨固系統(tǒng)所在的位置，由于主桁架的數(shù)量為兩個(gè)，因此，所采用錨固系統(tǒng)也為兩組，且每組錨固系統(tǒng)，由若干個(gè)構(gòu)建組成，通過(guò)這些構(gòu)件的使用，對(duì)混凝土澆筑施工階段所產(chǎn)生的傾覆力矩進(jìn)行抵消，以降低施工難度，提高施工的安全。該系統(tǒng)的傳力途徑如下所述：

主桁架后節(jié)點(diǎn)→后錨上扁擔(dān)梁→后錨桿→預(yù)埋精軋螺紋鋼筋→已澆混凝土。

(4)底籃系統(tǒng)。在掛籃施工過(guò)程中，梁段的混凝土重量較大，且放置方式為垂直放置，通過(guò)鋼筋進(jìn)行捆綁，避免其發(fā)生移動(dòng)，因而底模平臺(tái)所承受的重力較大。在實(shí)際設(shè)計(jì)階段，需要使用底模板、前后橫梁和縱梁組成一個(gè)完整的平臺(tái)，為混凝土澆筑施工的進(jìn)行，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為提升平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，采用了大塊鋼模板作為了底模板的制作材料，同時(shí)，縱梁和衡量皆采用了型鋼進(jìn)行組焊，以保證平臺(tái)的質(zhì)量。

(5)懸吊系統(tǒng)。對(duì)底模平臺(tái)、外模和內(nèi)模進(jìn)行懸吊，是懸吊系統(tǒng)的主要功能。同時(shí)，該系統(tǒng)還可具有傳送功能，可以在懸吊模型后，將其傳送到制定的位置。該系統(tǒng)由底模平臺(tái)、吊桿、墊梁、千斤頂?shù)葮?gòu)件組成，吊點(diǎn)的總數(shù)量為10個(gè)，并采用精軋螺紋鋼筋和鋼板作為吊帶，以提升吊帶的強(qiáng)度。此外，墊梁、千斤頂和扁擔(dān)梁所處的位置是前上橫梁，通過(guò)組合的方式，形成了一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，其目的在于賦予其調(diào)節(jié)功能，促使懸吊平臺(tái)在懸吊底模平臺(tái)時(shí)更加穩(wěn)定。

(6)模板系統(tǒng)。通過(guò)橫梁的使用，在上前橫梁和已澆塊段上吊掛內(nèi)外模板，其中，外部模塊的制作方式為大塊鋼模拼裝，而內(nèi)模板由一個(gè)整體鋼模板構(gòu)成，其行走方式為軌道行走。

(7)防護(hù)系統(tǒng)。防護(hù)系統(tǒng)由上下通道、操作平臺(tái)組成，其作用為保證施工人員的施工安全。

2.3 掛籃拼裝與抗風(fēng)措施

(1)掛籃拼裝

在模塊施工結(jié)束，且與施工要求相符后，接下來(lái)需要對(duì)行走軌道位置進(jìn)行找平，并完成軌道的鋪設(shè)，在施工時(shí)，施工人員使用了M20級(jí)的水泥砂漿。

掛籃拼裝施工需要在箱梁塊完成預(yù)應(yīng)力張拉施工后進(jìn)行，同時(shí)，在拼裝過(guò)程中，必須遵循施工圖紙的要求，不得出現(xiàn)違規(guī)操作。

在掛籃拼裝施工階段，首先施工人員需要完成主桁和錨固系統(tǒng)、上橫梁和懸掛系統(tǒng)的安裝，之后安裝底欄結(jié)構(gòu)，而模板系統(tǒng)需要最后安裝。

(2)抗風(fēng)穩(wěn)定措施

為達(dá)成抗風(fēng)的目的，需要采取有效的抗風(fēng)措施。

①主桁抗風(fēng)措施。通過(guò)錨固方式的使用，提高箱梁和掛籃連接的穩(wěn)定性，其技術(shù)方法為，將錨固扁擔(dān)梁設(shè)置在前支腿附近的主梁中，然后使其連接箱梁豎掛向預(yù)應(yīng)力筋。

②底籃及側(cè)?？癸L(fēng)。底籃和側(cè)模板與其他構(gòu)件相比，更容易在風(fēng)力因素的影響下而損壞，因此，需要采取有效的抗風(fēng)措施，使掛籃的穩(wěn)定性得到保證。建議，施工單位將兩道十字抗風(fēng)拉桿設(shè)置到底籃前橫梁上，并且掛籃需要與已澆塊段的箱體相錨固。

2.4 掛籃加載試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)?zāi)康?。通過(guò)試驗(yàn)的方式了解掛籃結(jié)構(gòu)在各種情況下的變形和內(nèi)力，判斷其實(shí)際工作狀態(tài)是否可以滿足設(shè)計(jì)要求。主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

第一，對(duì)掛籃非彈性變形進(jìn)行控制；

第二，通過(guò)試驗(yàn)的方式，測(cè)定掛籃前端在荷載作用影響下出現(xiàn)的位置變化；

第三，測(cè)量在最大荷載作用力下，掛籃主桁各桿件、前吊帶及后錨產(chǎn)生的應(yīng)力。

(2)試驗(yàn)方法。本次試驗(yàn)所采取的方法為反力架方法，通過(guò)千斤頂?shù)氖褂?，逐漸增加荷載作用力。試驗(yàn)荷載的取值標(biāo)準(zhǔn)為，箱梁段最大塊段的1.2倍。試驗(yàn)步驟如下所述：首先將預(yù)埋反力架埋設(shè)到兩個(gè)腹板之中，在反力架四周設(shè)置網(wǎng)片鋼筋。與此同時(shí)，安裝反力架系統(tǒng)。然后將底模板設(shè)置到掛籃的底籃上，并在此基礎(chǔ)上，完成橫向枕木、鋼板和工字鋼的鋪設(shè)。最后對(duì)箱梁澆筑時(shí)的加載情況進(jìn)行模擬，同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)的布置，不斷增加預(yù)壓力，并通過(guò)觀察的方式，獲取試驗(yàn)結(jié)果。

3 結(jié) 論

綜上所述，掛籃懸臂施工工藝作為道橋工程施工技術(shù)的重要組成部分，將其應(yīng)用于道橋工程施工中可以取得良好的應(yīng)用效果，因此，建議施工單位在工程施工中，重視這項(xiàng)工藝的使用，并結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況，對(duì)施工工藝加以創(chuàng)新和優(yōu)化，以此來(lái)保證施工的質(zhì)量。