三角桁架型掛籃在跨線橋梁懸臂施工中的應(yīng)用探究

許先獎(jiǎng)

【摘 要】參照興城大橋主橋掛籃懸臂澆筑專(zhuān)項(xiàng)施工方案，對(duì)三角桁架型掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程技術(shù)進(jìn)行具體分析，主要從吊掛系統(tǒng)、模板平臺(tái)系統(tǒng)、后錨固系統(tǒng)、主桁系統(tǒng)和走形系統(tǒng)等方面進(jìn)行講解，并闡述了掛籃結(jié)構(gòu)的適用性和三角桁架型掛籃的施工方法。三角桁架型掛籃技術(shù)應(yīng)用于跨線橋梁工程中收獲了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程;掛籃;三角桁架型掛籃;連續(xù)梁橋;懸臂;施工技術(shù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】U445.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）05-0139-02

0 前言

懸澆法被廣泛用于橋梁結(jié)構(gòu)中，它不需要搭設(shè)落地支架，不需要大型起重與運(yùn)輸設(shè)備的輔助，主要的實(shí)現(xiàn)設(shè)備是能夠行走的掛籃。掛籃施工的優(yōu)點(diǎn)有操作便利、施工效率高、結(jié)構(gòu)輕便等。隨著工程施工技術(shù)和設(shè)備的持續(xù)發(fā)展和革新，掛籃的結(jié)構(gòu)形式逐漸豐富，與此同時(shí)，對(duì)工程質(zhì)量、施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)也逐漸提高，不同類(lèi)型的工程具有不同的特點(diǎn)，掛籃設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合具體的工程項(xiàng)目進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。本文以興城大橋主橋掛籃懸臂澆筑專(zhuān)項(xiàng)施工方案中的高架橋掛籃施工項(xiàng)目為例，對(duì)項(xiàng)目中使用的三角桁架型掛籃設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、施工方法、技術(shù)手段進(jìn)行了分析與研究，并運(yùn)用在實(shí)際的工程當(dāng)中。

1 工程概況

廣西田陽(yáng)縣敢壯大道西段市政道路的橋梁改擴(kuò)建工程的起始處是南百高速公路的進(jìn)城收費(fèi)站，終點(diǎn)連接現(xiàn)狀敢壯大道，道路從西南向東北修建。市政大道的起始樁點(diǎn)為K0+050，從南向北經(jīng)過(guò)興城大橋，最終到達(dá)現(xiàn)狀敢壯大道，終點(diǎn)路樁號(hào)為K2+000，該路線總實(shí)際長(zhǎng)度為1 950 m，其中道路長(zhǎng)度為1 622.2 m，橋梁長(zhǎng)度為327.8 m。K1+498.98興城大橋坐落于田陽(yáng)縣興城村的右江河岸上，利用興城大橋原先橋身在其右側(cè)建造一座16.5m寬的橋梁，橋梁橫跨右江河。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，橋梁的起點(diǎn)樁為K1+334.417，終點(diǎn)樁號(hào)是K1+662.234，橋梁全長(zhǎng)327.82 m，橋面寬幅為16.5 m，橋型是2×25 m預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁加上（50.32+2×85+50）m的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)，按設(shè)計(jì)方案預(yù)設(shè)需要建設(shè)橋梁6跨，并建造橋墩（臺(tái)）7個(gè)，從橋梁的起點(diǎn)到終點(diǎn)，橋墩（臺(tái)）編號(hào)按序設(shè)置為0#～6#。

2 三角桁架型掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 三角桁架型掛籃的主要組成系統(tǒng)

該橋梁工程掛籃施工使用三角掛籃進(jìn)行，掛籃使用3片主桁架作為首要的受力構(gòu)件，各掛籃重量約90 t，其模板長(zhǎng)度約5 m，可以支持各節(jié)段澆筑長(zhǎng)度的更改。掛籃構(gòu)架由主桁梁系統(tǒng)、后錨固系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、前后上下橫梁、外導(dǎo)梁、吊掛系統(tǒng)、底模、內(nèi)外側(cè)模、內(nèi)滑梁和外滑梁組成。具體結(jié)構(gòu)如下。

（1）三角主桁架設(shè)置為3根桁梁，2根I56b組合型鋼桁架片使用型鋼聯(lián)結(jié)片連成整體成為主桁梁，主桁梁上鋼立桿與斜拉桿設(shè)立成1個(gè)三角形穩(wěn)定體系。三主桁梁設(shè)于箱腹板中心部位，腹板中心距為5.415 m，縱向長(zhǎng)度為11.52 m。

（2）后錨固系統(tǒng)，為抵消混凝土澆筑時(shí)的后拉力，主桁梁尾部90 cm范圍內(nèi)對(duì)組合主桁梁進(jìn)行錨固，每道主桁梁設(shè)計(jì)與已澆箱梁采用4根φ32 mm從兩側(cè)對(duì)主桁架進(jìn)行錨固;0號(hào)塊后錨精軋螺紋鋼預(yù)埋于0號(hào)塊中，預(yù)埋深度為80 cm;為消除澆筑混凝土?xí)r的后拉力，主桁梁的尾部90 cm的范圍內(nèi)需要對(duì)主橫梁實(shí)行錨固，每一根主桁梁設(shè)計(jì)和已經(jīng)澆箱梁使用4根φ32 mm精軋螺紋鋼由兩側(cè)對(duì)主桁梁架實(shí)行錨固;0號(hào)塊后錨精軋螺紋鋼提前埋在0號(hào)塊中，預(yù)埋深度為80 cm。

（3）完整的掛籃行走系統(tǒng)是由軌道墊梁、內(nèi)滑梁、外滑梁和外導(dǎo)梁組成行走系統(tǒng)、主錨桿和連接器及蹬筋錨固分配梁等構(gòu)成。

（4）前后上下橫梁系統(tǒng)中的前上橫梁是通過(guò)2根I45a“工”字鋼拼裝構(gòu)成，后上橫梁使用雙拼36a槽鋼組裝形成，由前后橫梁利用2根40a槽鋼拼裝形成，前后橫梁中心距為5.4 m，橫梁長(zhǎng)度為17.5 m。前后橫梁上設(shè)置有底模平臺(tái)和內(nèi)外側(cè)模的吊掛點(diǎn)。

（5）吊掛系統(tǒng)的每一節(jié)箱梁的混凝土和底模平臺(tái)的重量是使用吊點(diǎn)帽和精軋鋼吊使底模與成品混凝土夾緊不漏漿，而且承擔(dān)混凝土澆筑時(shí)的部分豎向荷載。箱梁截面底寬度為11.25 m的范圍內(nèi)設(shè)置有6根930MPaJL-φ32 mm精軋螺紋錨桿，在施工當(dāng)中利用2個(gè)32 t千斤頂對(duì)每一根錨桿施約50 kN的預(yù)緊力掛，最終讓底模和成品混凝土合緊不漏漿，并且承當(dāng)混凝土澆筑時(shí)的部分豎向荷載。

（6）模板系統(tǒng)主要由底模系統(tǒng)、外模系統(tǒng)、內(nèi)頂模系統(tǒng)組成。底模系統(tǒng)由前下橫梁（2I40a）、后下橫梁（2I45a）、27根縱梁（I45）和底板縱梁組成。在腹板部位縱梁間距加密到20 cm，非腹板位置間距設(shè)置為90 cm，梁底鋼模板使用4.5 m×11.25 m的組合鋼模板。下橫梁和縱梁間使用活絡(luò)的銷(xiāo)軸連接，保障其靈活性;梁底鋼模板和縱梁連接可以使用點(diǎn)焊固定;下橫梁要與懸吊系統(tǒng)相連接，把施工荷載傳給已經(jīng)澆筑完成的梁段，同時(shí)應(yīng)當(dāng)保證移動(dòng)掛籃時(shí)模板和主梁之間同步移動(dòng)。完整的外模系統(tǒng)是由外?；?、外模承重梁和外模支架構(gòu)成。外?；菏褂秒p拼32a槽鋼焊接形成，外模板使用的是0#塊模板系統(tǒng)，模板長(zhǎng)度為5.0 m，與已經(jīng)澆筑完成的節(jié)段搭接25 cm。內(nèi)模架是由10#槽鋼焊接形成，設(shè)置為高低邊，符合箱梁腹板寬度變化的需求?；屏褐饕δ苁窃趻旎@前移時(shí)帶著外模其他構(gòu)件共同前移。

2.2 三角桁架型掛籃結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家針對(duì)三角桁架型掛籃結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)過(guò)各種各樣的相關(guān)政策，掛籃和懸澆梁段混凝土之間的質(zhì)量比例應(yīng)≤0.5，掛籃應(yīng)當(dāng)將最大變形尺度控制在≤20 mm。本文參考的實(shí)際工程案例中，主梁的懸澆節(jié)段恒荷載量為2 434～2 894 kN，三角桁架型掛籃重力荷載約1 040 kN，生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足1 040/2 894=0.36<0.5且1 040/2 434=0.42<0.5的要求。依據(jù)掛籃的結(jié)構(gòu)和實(shí)際的荷載水平，通過(guò)MIDAS/Civil開(kāi)展建模計(jì)算，在主桁和各橫梁及縱梁等構(gòu)建的受力和變形符合要求的情況下，該工程當(dāng)中掛籃結(jié)構(gòu)的整體形變?yōu)?7.2～20 mm，在相關(guān)規(guī)定要求的范圍內(nèi)。在項(xiàng)目中使用的三角桁架掛籃的自身總量和受力變形情況可以達(dá)到施工項(xiàng)目的規(guī)范要求，同時(shí)使用該方法施工保障了工地下方橫跨路線的正常運(yùn)行和使用安全。

3 三角桁架型掛籃施工方法

3.1 掛籃的生產(chǎn)和檢測(cè)驗(yàn)收

（1）掛籃事關(guān)施工安全和施工質(zhì)量，因此必須對(duì)施工掛籃進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。對(duì)掛籃的材料、構(gòu)建數(shù)量、組裝尺寸等部分進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保受力構(gòu)件達(dá)到要求且內(nèi)部無(wú)損傷。

（2）主桁架安裝的位置和尺寸大小一定要符合規(guī)范設(shè)計(jì)圖的要求，符合規(guī)定要求的精度，各部分構(gòu)件拼接組合正確。

（3）按設(shè)計(jì)圖的規(guī)劃和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，保證焊縫焊接水準(zhǔn)，焊縫表面應(yīng)當(dāng)平滑密實(shí)，焊縫的寬度應(yīng)當(dāng)均勻，尺寸達(dá)到要求，焊縫不能有咬邊、弧坑、焊瘤、氣孔、裂紋等情況出現(xiàn)。

（4）滑道應(yīng)當(dāng)光滑平坦，摩擦力和阻力要小，安裝拆卸便利，可反復(fù)使用。

（5）底?？v梁、下橫梁、吊桿和后錨系統(tǒng)的生產(chǎn)和組裝一定要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)組合點(diǎn)的設(shè)置都應(yīng)當(dāng)正確，盡可能地降低結(jié)構(gòu)由安裝帶來(lái)的應(yīng)力。掛籃的所使用的模板應(yīng)當(dāng)符合剛度與平整度的標(biāo)準(zhǔn)。

（6）掛籃的支撐平臺(tái)必須具備符合需求的強(qiáng)度和足夠大的平面尺寸，達(dá)到梁段的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要求。掛籃應(yīng)當(dāng)在工廠內(nèi)試組完成后，再解體送到施工現(xiàn)場(chǎng)，最后用吊車(chē)吊到0號(hào)塊面組裝完成。

3.2 掛籃的安裝方法和注意事項(xiàng)

在0號(hào)塊建成后，等待混凝土強(qiáng)度有設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，可對(duì)外模進(jìn)行松動(dòng)、拆除，但是支架和底模在主掛合攏后可以拆除。

在對(duì)掛籃進(jìn)行拼裝時(shí)，每一個(gè)主墩兩側(cè)的掛籃都應(yīng)當(dāng)同時(shí)進(jìn)行拼裝，同一個(gè)掛籃橫向兩側(cè)的構(gòu)件應(yīng)該要分別進(jìn)行安裝，防止相互干擾產(chǎn)生不良問(wèn)題。掛籃的安裝程序如下：①清掃梁段頂面;②用1∶2的水泥砂漿給鋪枕部位找平;③于找平層上放出軌道放樣定位線;④鋪設(shè)方鋼軌道;⑤安裝組合導(dǎo)梁的C40b組合型鋼（根部錨固）。⑥安裝前后上橫梁;⑦安裝組合導(dǎo)梁的雙拼C40b槽鋼立桿;⑧安裝立桿間橫聯(lián)（14組合槽鋼）;⑨安裝組合導(dǎo)梁的C36a槽鋼斜拉桿;⑩安裝吊帶;？輥？輯？訛安裝前后下橫梁、下縱梁等底模系統(tǒng);？輥？輰?zhuān)坑炚{(diào)整立模標(biāo)高→固定模板。

掛籃每端的精軋鋼吊桿在調(diào)整標(biāo)高后都需要上一個(gè)配套螺母進(jìn)行加固，預(yù)防螺母滑脫。箱梁豎向預(yù)應(yīng)力是鋼絞線，掛籃完成后可以使用預(yù)先埋設(shè)的精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，保障懸臂施工的質(zhì)量和安全性是前提，因?yàn)橐ＷC下部道路的正常通行，所以選擇使用裝配式三角桁架型掛籃進(jìn)行施工，收獲了良好的效果，并通過(guò)掛籃其結(jié)構(gòu)和工程的實(shí)際荷載量，利用相關(guān)軟件進(jìn)行計(jì)算證實(shí)了該掛籃結(jié)構(gòu)符合此工程懸臂施工的要求。本文通過(guò)實(shí)際案例，對(duì)三角桁架型掛籃開(kāi)展跨線橋梁懸臂施工的工藝進(jìn)行了概括和總結(jié)，實(shí)際施工作業(yè)證明三角桁架型掛籃施工是一種安全可靠、質(zhì)量可控、性價(jià)比高且高效快速的工程施工方法，其在跨線橋梁懸臂施工工程當(dāng)中擁有極高的實(shí)際價(jià)值，可以廣泛推廣和運(yùn)用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙兵偉.三角桁架型掛籃在跨線橋梁懸臂施工中的應(yīng)用[J].華東公路，2016（1）.

[2]馮麗霞.橋梁懸臂掛籃施工技術(shù)應(yīng)用探討[J].華東公路，2018（4）.

[3]劉帥.橋梁施工中掛籃懸臂澆筑技術(shù)的應(yīng)用[J].華東公路，2018（1）.