掛籃懸臂澆筑技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用

丁子琪

摘 要：以某橋梁工程為例，對掛籃懸臂澆筑連續(xù)箱梁施工操作技術(shù)要點進行探討。施工過程及橋梁運行結(jié)果表明，掛籃懸臂澆筑連續(xù)箱梁不受橋梁交通通行及障礙物影響，施工活動范圍對周邊環(huán)境影響小，可供同類工程參考。

關(guān)鍵詞：掛籃;懸澆;菱形桁架;荷載計算

中圖分類號：U445.466 文獻標識碼：A

1 工程概況

某橋左右幅各6聯(lián)，錯孔布置，分別利用第三聯(lián)70 m主跨上跨某高速。第三聯(lián)上部結(jié)構(gòu)為40 m+70 m+40 m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，單箱單室截面，根部梁高4.2 m，跨中梁高2.2 m，梁高及底板采用二次拋物線變化，箱梁頂寬12.25 m，懸臂長3.0 m，腹板厚度50 cm～70 cm，底板厚度30 cm～60 cm，頂板厚度30 cm。

2 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗算

本掛籃結(jié)構(gòu)為三角斜拉式后支點掛籃。

（1）主桁系統(tǒng)：橫向由兩組三角主桁，主桁由型鋼桿件栓接而成，兩組主桁間采用橫聯(lián)相連。

（2）前上橫梁：由雙拼40a工字鋼和鋼板構(gòu)成。

（3）內(nèi)、外模系統(tǒng)：由內(nèi)、外模板及其支架組成。

（4）底模平臺及其吊掛系統(tǒng)：由前下橫梁、后下橫梁、縱梁和底模組成的底模平臺和其前、后吊掛錨固系統(tǒng)組成。

（5）內(nèi)、外模吊掛走行系統(tǒng)：由內(nèi)、外導(dǎo)梁及其吊掛錨固系統(tǒng)組成。

（6）平衡及錨固系統(tǒng)：由錨固構(gòu)件、鉤板等組成，以便掛籃在灌注混凝土和空載行走時，具有必要的穩(wěn)定性。

（7）行走系統(tǒng)：由型鋼焊接軌道、錨固構(gòu)件及預(yù)埋件組成。

3 計算荷載

掛籃承受的荷載包括梁段的混凝土自重荷載、掛籃及模板自重、施工荷載（包括施工機具、人員、臨時堆放的材料等）。分別計算如下：

3.1 混凝土自重

主橋連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂對稱澆筑法施工，各單“T”箱梁除0號及1號塊采用在支架上現(xiàn)澆外，2號-8號塊均采用對稱平衡懸臂逐澆筑法施工。箱梁墩頂現(xiàn)澆塊件（即0號及1號塊）長度18.0 m，各單“T”箱梁單側(cè)懸澆最大長度4 m，邊跨現(xiàn)澆段長3.92 m，邊跨合攏段長度為2.0 m，中跨合攏段長度為2.0 m。懸臂澆筑梁段中最大重量為108.63 t。

主橋箱梁采用縱向、橫向和豎向的三向預(yù)應(yīng)力體系。

縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線腹板束采用19Φs15.2型，頂板束采用17Φs15.2型和21Φs15.2型，底板束采用19Φs15.2型和17Φs15.2型;錨具分別采用M15-19、M15-17、M15-21型;鋼束管道采用D100波紋管，真空輔助壓漿施工工藝，鋼束錨下張拉控制應(yīng)力1 395 MPa，采用兩端張拉。

橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用3Φs15.20型，采用BM15-3扁形錨具，波紋管采用扁型60 mm×22 mm塑料波紋管，錨下張拉控制應(yīng)力1 395 MPa，采用單端交替張拉，布置間距35 cm。

豎向預(yù)應(yīng)力采用40SiMnMOV高強精軋螺紋粗鋼筋JL32，抗拉強度標準值為930 MPa，錨下張拉控制應(yīng)力837 MPa，

張拉噸位673 kN，采用YGM錨具和D50 mm金屬波紋管。為保證豎向力的有效性，采用二次復(fù)拉施工工藝。

3.2 掛籃自重

掛籃自重=桁架重+模板重（內(nèi)模+外模）=350 kN。根據(jù)規(guī)范要求，掛籃重量與懸澆塊重之比不宜大于0.5。掛籃重量與懸澆塊重之比均小于0.5。

3.3 施工荷載

振搗荷載：4 kN/m2。

人群及施工荷載，按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》取

1.5 kN/m2。

基本風(fēng)壓wp=v2/1600，Wp=0.60 kN/m2（百年一遇）。

3.4 計算模型

三角掛籃驗算采用有限元方法，使用有限元軟件Midas建立該掛籃的有限元模型。

4 掛籃懸澆施工工藝

4.1 掛籃試拼

掛籃加工完成后，進行試拼，各零部件均滿足設(shè)計要求后，方可投入使用。三角桁架拼裝完成后，主梁頂、底面與主梁前橫梁、后橫梁間應(yīng)栓牢固。

4.2 拼裝

（1）0號塊及1號塊完成張拉后，每根主桁下設(shè)2道雙工字鋼墊塊，其下用鋼板找平。

（2）拼裝主桁。安裝主梁，施加主梁后錨，安裝主梁平聯(lián);安裝立柱及斜拉帶，形成三角桁片;然后安裝主桁、反壓梁及前上橫梁。為加強掛籃的整體性、牢固性，在三角桁架安裝調(diào)整好后，主梁平聯(lián)應(yīng)與立柱焊接。

（3）拼裝底模及側(cè)模系統(tǒng)。安裝底模前后下橫梁及小縱梁，在縱梁上鋪設(shè)底模鋼模，加固后安裝整體側(cè)模。底模系統(tǒng)與主桁使用JL32精軋螺紋粗鋼筋連接，后下橫梁固定于已成型的0號塊底板上。

（4）掛籃預(yù)壓。掛籃拼裝完成后，首先進行預(yù)壓試驗。預(yù)加壓重量為懸灌節(jié)段混凝土的重量120%。

4.3 鋼筋工程

鋼筋布置按設(shè)計圖紙，首先綁扎底層鋼筋，其間距、位置符合設(shè)計要求之后，綁扎腹板鋼筋，穿波紋管。待內(nèi)箱模板安裝完畢后，綁扎翼板鋼筋和面層鋼筋。面層鋼筋可用鋼筋碼凳支架處理。施工順序如下：

（1）安裝綁扎箱梁底板下層鋼筋網(wǎng)。

（2）安裝腹板鋼筋并穿波紋管。

（3）安裝和綁扎箱梁底板上層鋼筋網(wǎng)及倒角鋼筋。

（4）待內(nèi)模安裝完后，安裝和綁扎頂板上下層鋼筋網(wǎng)、倒角鋼筋和護欄、伸縮縫等預(yù)埋件。

4.4 混凝土工程

采用水泥混凝土泵車進行澆筑，澆筑時按照底板、腹板、翼板、頂板的順序，邊跨和跨中同時澆筑，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。澆筑完成后，待混凝土強度達到10 MPa時，拆除非承重結(jié)構(gòu)的內(nèi)芯模板。為隨時檢查混凝土質(zhì)量和控制端部鑿毛、拆模、張拉時間，每個梁段需作4～5組砼同條件養(yǎng)生試件。

將相鄰梁段混凝土的澆注齡期差控制在15天左右。新舊混凝土的結(jié)合部位徹底清除浮漿和松散混凝土。

4.5 預(yù)應(yīng)力施工

施加預(yù)應(yīng)力筋前檢查混凝土強度，待混凝土強度和設(shè)計彈性模量達到設(shè)計值的90%并養(yǎng)生7天后進行。張拉前進行孔道檢查和清洗，用無油風(fēng)吹干。清除錨墊板和鋼絞線上的油脂、污物、清洗錨具的油污。錨環(huán)，夾片做硬度檢查、不合格不得使用。

張拉前并對梁體幾何尺寸、有無翹曲變形和裂縫等質(zhì)量問題進行全面、細致地檢查，若有異常情況不得張拉，經(jīng)處理由監(jiān)理工程師認可后才能進行張拉。箱梁預(yù)應(yīng)力張拉采用同時對稱張拉。

張拉采用智能張拉系統(tǒng)進行。

4.6 孔道壓漿

張拉完成后24小時內(nèi)完成壓漿作業(yè)。壓漿前對預(yù)埋孔道進行清理，根據(jù)壓漿配比制備水泥漿，采用智能壓漿機壓漿，壓漿順序先下后上連續(xù)壓漿，直至依次出漿口溢出水泥漿并繼續(xù)加壓，流出水泥漿同拌和的水泥漿相同，確保水泥漿充滿，壓漿后及時清理多余水泥漿，為封錨作好準備。

5 結(jié)語

本文分析了掛籃懸臂澆筑技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用，對重點環(huán)節(jié)、重點部位的施工技術(shù)進行研究，對掛籃的各構(gòu)件性能進行模擬和驗算，證明各性能符合設(shè)計要求，在嚴格遵守操作規(guī)范的前提下能夠保證施工質(zhì)量，在規(guī)定工期內(nèi)順利推動項目的建設(shè)，也在該工程中積累了掛籃施工的經(jīng)驗，可為同類掛籃的施工提供參考。

參考文獻：

[1]羅兵.掛籃懸臂澆筑連續(xù)箱梁施工技術(shù)[J].交通世界，2020，

27（19）：118-119.

[2]向智星.掛籃懸澆施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用析[J].交通世界，2020，27（29）：136-137.