橋梁連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)分析

孟 滔

(湖南省第六工程有限公司，湖南 長沙 410015)

1 掛籃在連續(xù)梁橋工程中的應(yīng)用情況

連續(xù)梁橋式一種古老結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)剛度好、抗震能力強(qiáng)、行車平順，早期跨徑以百米以下為主，主要原因在于滿堂支架法施工進(jìn)度慢、費(fèi)用高，限制了橋梁跨徑的發(fā)展；直至上個(gè)世紀(jì)50年代，掛籃懸臂施工方法的研發(fā)與推廣，加速了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展，結(jié)構(gòu)的懸臂體系和懸臂施工方法結(jié)合產(chǎn)生了T型剛構(gòu)，發(fā)展至今百米以上的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋數(shù)不勝數(shù)。

結(jié)合連續(xù)梁橋工程實(shí)踐分析可得，掛籃懸臂澆注施工工法的應(yīng)用主要有以下優(yōu)勢：(1)施工設(shè)備。以掛籃為主要設(shè)備，可周轉(zhuǎn)使用，經(jīng)濟(jì)性相對較好；(2)施工質(zhì)量。梁體鋼筋連續(xù)性、混凝土整體性好，工程質(zhì)量可靠；(3)施工變形控制方面：易控制橋梁變形，可逐節(jié)段調(diào)整掛籃標(biāo)高，施工穩(wěn)定、安全；(4)施工環(huán)境。掛籃懸臂施工方法不會(huì)影響橋下交通環(huán)境、自然環(huán)境；(5)施工適用性。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析可知，掛籃懸臂澆注更適用于變截面橋梁，施工便利、易操作。

2 橋梁連續(xù)梁掛籃型式與施工要點(diǎn)

2.1 掛籃型式

隨著掛籃懸臂施工方法的不斷發(fā)展，國內(nèi)掛籃型式眾多，各具特色。結(jié)合橋梁工程實(shí)踐分析可知，理想的掛籃應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、安裝拆卸方便，我國多數(shù)掛籃根據(jù)工程需求由施工單位自行設(shè)計(jì)制造，具體有兩大應(yīng)用方向：(1)項(xiàng)目專用掛籃。此類掛籃主要采用鋼板加工制作的梁作為主梁，多為型鋼加拉索三角斜拉式掛籃，并逐漸發(fā)展為自錨式斜拉掛籃，其受力明確、走行方便，多為專用，無法該作他用；(2)項(xiàng)目通用掛籃。此類掛籃主要使用萬能桿件拼裝，包括上/下承式桁架掛籃，此類掛籃非標(biāo)加工量相對較少，通用性好。在橋梁連續(xù)梁施工作業(yè)中，根據(jù)項(xiàng)目情況合理選擇掛籃型式，做好相關(guān)設(shè)計(jì)優(yōu)化與制造工作，為掛籃懸臂施工奠定提供可靠的設(shè)備支撐。

2.2 掛籃懸臂施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)掛籃安裝。根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求，結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)選定掛籃型式與主要技術(shù)指標(biāo)，規(guī)范進(jìn)行掛籃拼裝、加載試驗(yàn)，保證掛籃施工安全可靠。

(2)掛籃行走。掛籃行走前，需將前端不必要施工荷載轉(zhuǎn)移至已澆筑梁段，利用手動(dòng)葫蘆牽引掛籃緩慢移動(dòng)，測量人員須跟蹤監(jiān)控，就是糾偏，保證掛籃準(zhǔn)確就位。

(3)混凝土澆筑。從0#塊段向兩側(cè)依次對稱分段澆筑主梁至合攏前段，合攏段施工順序?yàn)橄冗吙绾笾锌纾瓿审w系轉(zhuǎn)換。

3 實(shí)例探析橋梁連續(xù)梁掛籃施工與控制

3.1 工程概況

萍州大橋是322國道零陵段改線工程的重要項(xiàng)目之一，起止樁號為K4+002.266～K4+853.646，全長851.38 m，其中東、西岸接線分別長140.096 m、123.204 m，橋梁段長588.08 m。本橋梁左右分幅設(shè)計(jì)，橋面寬28 m。

表1 橋型方案

3.2 連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)

本項(xiàng)目采用掛籃懸臂澆筑施工方法，具體施工要點(diǎn)如下：

(1)施工準(zhǔn)備

首先對導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，對引測的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，為掛籃施工提供精確的平面及高程控制依據(jù)。由于本項(xiàng)目掛籃施工正值夏季，考慮到氣溫對測量精度的影響，所以導(dǎo)線控制點(diǎn)復(fù)測及水準(zhǔn)點(diǎn)的引測時(shí)間定在清晨氣溫較低且視野清晰的條件下進(jìn)行，導(dǎo)線控制點(diǎn)采用閉合導(dǎo)線法測量。水準(zhǔn)點(diǎn)嚴(yán)格按照三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范進(jìn)行引測。

(2)箱梁0#節(jié)段施工

箱梁0#節(jié)段是懸臂澆注的起點(diǎn)，也是整個(gè)掛籃施工中的關(guān)鍵性線路，它是著整個(gè)箱梁軸線與高程精確控制的基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目主墩為雙薄壁墩，0#節(jié)段長10 m(包括墩兩側(cè)各外伸1.5 m)，在0#節(jié)段翼緣外側(cè)設(shè)2×10 m觀景平臺。主墩“T”構(gòu)縱橋向劃分16個(gè)節(jié)段，梁段長為8×3.5 m、7×4.4 m，累計(jì)懸臂總長60.3 m。0#段采用支架澆注。0#節(jié)段底模支架為預(yù)埋在雙薄壁墩中的I40b工字鋼，在工字鋼上將箱梁邊軸線放樣安裝底模。底模鋪設(shè)后，用全站儀對箱梁中心線精確放樣，以此為依據(jù)來檢驗(yàn)?zāi)０逦恢谜_與否。底模標(biāo)高以支架高度推算，按設(shè)計(jì)圖紙所提供的標(biāo)高測量，采取措施調(diào)平，待標(biāo)高調(diào)整好后再次用全站儀檢驗(yàn)底模平面位置是否正確，合格則立側(cè)模。側(cè)模軸線以箱梁腹板軸線為控制依據(jù)(根據(jù)后期施工調(diào)模所積累的經(jīng)驗(yàn)，個(gè)人認(rèn)為先調(diào)整標(biāo)高再調(diào)整位置將會(huì)節(jié)省更多的時(shí)間)，因8#主墩箱梁模板為自制模板，翼板邊線需用全站儀放樣，以保證線形的流暢。在0#節(jié)段鋼筋綁扎完成后，在頂部預(yù)埋鋼筋做為整個(gè)箱梁的高程控制點(diǎn)。

(3)掛籃安裝與預(yù)壓

本項(xiàng)目在0#梁段兩端安裝掛籃。安裝完成后，為取得較為準(zhǔn)確的掛籃變形數(shù)據(jù)，用以指導(dǎo)后續(xù)施工，我項(xiàng)目部組織對該墩所用掛籃進(jìn)行了使用前的預(yù)壓工作。因工期緊張，為加快施工進(jìn)度，采用千斤頂反拉預(yù)壓，承臺上已預(yù)埋好反拉用14b槽鋼，鋼絞線錨固后在前下橫梁上采用千斤頂進(jìn)行反拉，單個(gè)千斤頂施加力按40噸考慮，分級加載順序?yàn)椋?%→60%→0%。

①觀測點(diǎn)布置

掛籃預(yù)壓共布置觀測點(diǎn)12個(gè)，后錨點(diǎn)、前下橫梁、掛籃底板跨中各4個(gè)，實(shí)際測量時(shí)后錨點(diǎn)小里程左觀測點(diǎn)因被掛籃梁體覆蓋，無法觀測，因此實(shí)際測量11個(gè)點(diǎn)。

②觀測方式

此次觀測所采用儀器為DS32級水準(zhǔn)儀+5 m鋁合金塔尺，該塔尺較新，節(jié)點(diǎn)間結(jié)合緊密，磨損較小，對觀測成果的影響較小。

③各級荷載作用下的觀測成果

本項(xiàng)目各觀測點(diǎn)在各級荷載作用下的觀測成果如表2所示；各觀測點(diǎn)在各級荷載作用下的變形量如表3所示。

表2 各觀測點(diǎn)在各級荷載作用下的觀測成果表

表3 各觀測點(diǎn)在各級荷載作用下的變形量表

④各觀測點(diǎn)實(shí)際發(fā)生的彈性變形量及非彈性變形量

考慮掛藍(lán)一般在20%左右即基本消除非彈性變形，因此將掛藍(lán)卸載后的變形觀測數(shù)據(jù)作為0%～20%階段發(fā)生的非彈性變形，計(jì)算結(jié)果如下表4所示。

表4 彈性變形量及非彈性變形量表

根據(jù)分析可得，后錨點(diǎn)彈性變形量平均為3 mm，非彈性變形量基本為0 mm；掛藍(lán)彈性變形量、非彈性變形平均為17 mm、6 mm，滿足規(guī)范要求。

(4)掛籃懸臂澆筑施工控制

掛籃預(yù)壓滿足施工要求后，開始定位立模。本項(xiàng)目箱梁高度以1.8次拋物線變化，底板厚按1.8次拋物線變化，立模標(biāo)高由聯(lián)智橋隧提供。

本項(xiàng)目掛籃懸臂澆筑施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑妮S線和監(jiān)控單位所提供的標(biāo)高對箱梁各部測量，偏差控制在3 mm以內(nèi)。澆注混凝土前，在箱梁頂部、底部分別設(shè)觀測點(diǎn)10個(gè)、8個(gè)，測出初始數(shù)據(jù)并記錄底、腹、頂板澆注完成后進(jìn)行觀測對比，待混凝土預(yù)應(yīng)力張拉、拆模后進(jìn)行該節(jié)段最后一次觀測，將所測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，及時(shí)掌握整個(gè)掛籃的變形量為后續(xù)工作積累經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié) 語

綜上所述，連續(xù)梁橋掛籃懸臂施工作業(yè)中，吊籃構(gòu)造簡單、造價(jià)低，施工進(jìn)度快、不影響橋下交通，綜合效益相對較好。在掛籃施工時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)總體受力、梁體線形受到諸多因素的因此，包括施工臨時(shí)荷載、掛籃彈塑性變形、掛籃及梁體自重、施工測量誤差等，對此必須落實(shí)施工觀測，對比實(shí)測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)，及時(shí)糾正梁體線形，保證橋梁作業(yè)的安全順利進(jìn)行。