淺析大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用

何志偉

摘要：在橋梁工程施工建設(shè)中，連續(xù)梁作為重要部分之一，具有變形小、承載力大等特點(diǎn)。在實(shí)際施工中，掛籃施工作為施工重點(diǎn)。本文就結(jié)合巴河特大橋案例，重點(diǎn)探究大跨度連續(xù)梁剛構(gòu)橋掛籃施工技術(shù)，具體內(nèi)容如下。

關(guān)鍵詞：大跨度連續(xù)梁;剛構(gòu)橋掛籃施工技術(shù);應(yīng)用

1、引言

近幾年，隨著科技快速發(fā)展，懸臂掛籃施工技術(shù)逐漸完善，有效處理大跨度連續(xù)剛構(gòu)梁施工建設(shè)中各項(xiàng)問題。特別是在跨河、跨海等建筑施工中，不但能夠有效處理由于地形、地勢(shì)等因素引發(fā)的施工技術(shù)問題，也能防止由于橋梁施工導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境破壞問題，對(duì)樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念和保證工程施工質(zhì)量有著重要意義。

2、工程概況

巴河特大橋主梁為95m+180m+95m預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)，主梁采用雙幅單箱單室截面。主梁0號(hào)塊施工完成后，在其上拼裝主梁懸澆施工掛籃，開始懸臂段主梁施工。主梁懸臂段采用兩幅三角斜拉式掛籃對(duì)稱施工，每幅掛籃設(shè)計(jì)控制重量約115t。主梁掛籃施工順序?yàn)椋阂苿?dòng)掛籃、綁扎鋼筋、澆筑節(jié)段砼、張拉主梁預(yù)應(yīng)力束（先張拉腹板、頂板縱向預(yù)應(yīng)力束，再張拉豎向預(yù)應(yīng)力束，最后張拉頂板橫向預(yù)應(yīng)力束）。如此反復(fù)進(jìn)行完成懸臂對(duì)稱澆筑，在完成邊跨現(xiàn)澆段混凝土澆筑一個(gè)月后，施工合攏邊跨，再安裝中跨合攏段勁性骨架骨架，完成頂推后，進(jìn)行連接。懸臂端一般采用水袋法配重，并在一天溫度最低時(shí)完成中跨合攏段澆筑，施工過程中隨著混凝土的澆筑對(duì)應(yīng)對(duì)稱放水。

箱梁為三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，采用單箱單室截面，箱梁頂板寬12.1米，底板寬7.0米，外翼板懸臂2.55米，箱梁頂板設(shè)置成2%單向橫坡。箱梁跨中及邊跨支架現(xiàn)澆段梁高3.5米（箱梁高均以腹板外側(cè)為準(zhǔn)），墩頂0#梁段高為11.5米，從箱梁根部至中跨跨中，梁高以1.6次拋物線變化。箱梁腹板在墩頂范圍內(nèi)厚3.0m節(jié)段80cm變化到4m節(jié)段50cm;箱梁節(jié)段間腹板厚度變化采用4m長度漸變過渡。0#梁段橫隔板內(nèi)梁段底板厚度為250cm，腹板厚度為100cm。全橋共設(shè)24道橫隔板，其中0#橫隔板厚度為150cm.，另15、16號(hào)截面及21、22號(hào)截面設(shè)置加勁橫隔板，增加箱梁整體受力性能。

3、大跨度連續(xù)梁剛構(gòu)橋掛籃施工技術(shù)

3.1掛籃設(shè)計(jì)

結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，本次工程中連續(xù)梁節(jié)段最大重量為1#梁段，節(jié)段體積：67.9m?，節(jié)段重量：179.9t。 60+100+60m連續(xù)梁各節(jié)段參數(shù)表見表1：

結(jié)合白龍江特大橋連續(xù)梁懸臂梁段施工要求及掛籃施工要求，綜合考慮掛籃施工特點(diǎn)、用鋼量、鋼材種類、操作工藝等數(shù)據(jù)，采用三角形掛籃的方法進(jìn)行連續(xù)梁懸臂梁段施工。在掛籃走行模式選擇時(shí)，主要以滑行式為主，掛籃行走時(shí)穩(wěn)定系數(shù)不得小于2.0[1]。一般情況下，掛籃由主桁承重系、底籃、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)等部分組成。掛籃總圖見圖1、圖2、圖3、圖4 ：

3.2掛籃安裝

在加工廠拼裝件和散件運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)以后，需要在完成加工廠拼裝件工作后才能拼裝自加工廠拼裝件及散件運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，待0#塊張拉完成后即可進(jìn)行拼裝。

a、按設(shè)計(jì)位置布置掛籃主梁的下滑道，清理0#塊橋面，兩側(cè)下滑道的頂面抄墊水平。

b、由于掛籃的主梁單件重量較重，無法組拼后安裝，故掛籃的兩組大梁在已澆筑的0#塊上直接安裝。為確保主梁拼裝時(shí)的安全，采用Φ32高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋將主梁與0#塊梁體臨時(shí)錨固后，吊機(jī)才能松鉤。

c、主跨側(cè)掛籃主梁拼裝時(shí)先將主梁及連接系、后錨梁安裝完畢，鋪設(shè)下滑道，縱移主梁及錨梁系統(tǒng)至設(shè)計(jì)位置?？v移時(shí)需保證抗傾安全系數(shù)不小于2，同時(shí)在掛籃后側(cè)掛保險(xiǎn)溜繩。

d、安裝掛籃后錨吊帶、后錨梁等，只有永久后錨固裝置安裝及主梁抄墊可靠并檢查無誤后，才能安裝掛籃的其它結(jié)構(gòu)。

e、按設(shè)計(jì)位置安裝掛籃的中、前上橫梁，由于箱梁頂面的標(biāo)高有2%的橫向坡度，故橫梁抄墊時(shí)一定要抄密實(shí)。

f、組裝后下橫梁。后下橫梁在安裝前，將吊帶的扁擔(dān)梁與后下橫梁一同組拼，后下橫梁安裝時(shí)先在梁內(nèi)利用后短吊帶將其固定牢靠，再將箱外的2根后長吊帶安裝就位。

g、前下橫梁安裝： 前下橫梁的安裝是一個(gè)難點(diǎn)，為確保施工的安全及可操作性，在掛籃前下橫梁安裝前，先將底模平臺(tái)的挑梁安裝就位，挑梁的一端安裝于后短吊帶上，另一端在前上橫梁中間兩個(gè)長吊帶處用鋼絲繩進(jìn)行懸掛。挑梁懸掛之后，再與前上橫梁的中間兩長吊帶連接起來。此時(shí)需要在挑梁上鋪設(shè)腳手架及安全通道，兩外側(cè)的長吊帶在底?？v梁鋪設(shè)完成后再進(jìn)行連接。

h、安裝平臺(tái)縱梁： 底模平臺(tái)的縱梁與橫梁之間采用螺栓連接，螺栓采用Φ22的普通螺栓。底模縱梁鋪設(shè)完畢，鋪設(shè)木模系統(tǒng)，同時(shí)將底模平臺(tái)前端的安全通道搭設(shè)完畢，安全通道的外側(cè)用鋼管搭設(shè)1.2m高的安全欄桿，并鋪設(shè)完整的腳手板及懸掛安全網(wǎng)。側(cè)平臺(tái)縱梁也可拼成整體后，通過卷揚(yáng)機(jī)直接從地面起吊安裝。

i、安裝外側(cè)模板： 掛籃的外側(cè)模板利用0#梁段的外側(cè)模板.外側(cè)?？捎弥小⑶吧蠙M梁吊起前移到位。

j、掛籃安裝完成后，用經(jīng)緯儀對(duì)中，撥正掛籃中線位置，抄平掛籃，用吊帶調(diào)整標(biāo)高，經(jīng)中線水平檢查無誤后，便可以進(jìn)行A1#、B1#梁段混凝土施工。

k、掛籃安裝時(shí)中線及標(biāo)高控制

中線控制：在0#梁段上放置全站儀，將軸線打到模板上，與橋軸線和底板幾何中心比較，確定掛籃位置，如有偏差，用倒勾在主梁上反拉直到與中線吻合。

標(biāo)高控制：測(cè)量控制時(shí)，后視點(diǎn)標(biāo)高為0#梁段標(biāo)高，前吊點(diǎn)標(biāo)高=設(shè)計(jì)標(biāo)高+掛籃彈性變形+掛籃自重引起的對(duì)結(jié)構(gòu)的下?lián)稀?/p>

3.3、掛籃安裝質(zhì)量要求

掛籃拼裝必須嚴(yán)格按照掛籃設(shè)計(jì)圖及拼裝順序進(jìn)行拼裝。

吊桿使用前必須驗(yàn)收合格，安裝時(shí)必須保證垂直。

滑道要求安裝平直，在滑道的頂面涂一層黃油。

掛籃的安裝要求保持水平、同高、穩(wěn)定。

掛籃安裝嚴(yán)格按照高空安全操作規(guī)程進(jìn)行操作。

掛籃安裝完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求掛籃及其附屬設(shè)備重量不得大于70t。

掛籃安裝完成后，需經(jīng)安質(zhì)和技術(shù)部門檢查驗(yàn)收后才能進(jìn)行下一步施工。

3.4、掛籃預(yù)壓

a、掛籃試壓的目的：

為檢驗(yàn)掛籃實(shí)際承載能力，確定施工最不利條件下掛籃的安全可靠性，使用前必須進(jìn)行試壓，并通過試壓檢查結(jié)構(gòu)的安全性，并消除掛籃自身非彈性變形，測(cè)得掛籃彈性變形值，根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)繪制荷載—變形關(guān)系曲線，為線形控制提供重要數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，推算各階段掛籃澆筑施工時(shí)的豎向位移。

主桁架屬空間結(jié)構(gòu)，受力較為復(fù)雜，特別是主桁節(jié)點(diǎn)板，上橫梁及主桁錨固點(diǎn)處的受力復(fù)雜，變形及內(nèi)力難以準(zhǔn)確分析，為此試壓試驗(yàn)主要測(cè)試主桁架的受力變形情況，同時(shí)通過掛籃主桁架的受力變形情況，對(duì)該掛籃的安全性進(jìn)行綜合評(píng)定。

b、試壓方案：

為了使試壓加載過程和實(shí)際施工工程受力狀態(tài)相符合， 采用堆積砂袋進(jìn)行仿真試壓加載。在0#段上模擬混凝土荷載分級(jí)進(jìn)行加載。

c、加載工藝

將掛籃的軌道、主桁架、底模架、走行體系、吊掛體系，模板體系，錨固體系，按施工狀態(tài)全部組拼完畢。

檢查各部位的幾何尺寸是否符合圖紙要求，各錨固點(diǎn)錨固的是否牢固。

對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整，使底模架處于水平狀態(tài)，外側(cè)模板處于立模狀態(tài)。

采用砂袋作為加載荷載進(jìn)行分級(jí)加載，加載按50%、80%、100%、120%進(jìn)行加載。

d、加載荷載：單側(cè)最大加載量為最重節(jié)段（1#段179.7t）設(shè)計(jì)荷載的1.2倍（即215.64t），按50%、80%、100%、120%進(jìn)行加載，即89.85t、143.76 t、179.7 t、215.64t。

e、加載準(zhǔn)備

各個(gè)項(xiàng)目所需主要儀器及設(shè)備如下：

f、測(cè)點(diǎn)布設(shè)：

整個(gè)掛籃的穩(wěn)定性，分別對(duì)三角形主桁縱梁、前橫梁和后錨梁的撓度值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

g、加載試驗(yàn)

掛籃加載前對(duì)掛籃進(jìn)行全面的檢查，并對(duì)掛籃的各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，合格后方可進(jìn)行加載。

采用砂袋對(duì)掛籃進(jìn)行加載，加載到設(shè)計(jì)荷載的50%時(shí)，停止加載，荷載持續(xù)至少30分鐘。

分別測(cè)試主桁架位移，填入預(yù)定表格，待桁架穩(wěn)定后方可進(jìn)行下一級(jí)加載。

按以上步驟，分別將荷載增加到等效荷載的80%、100%、120%，穩(wěn)定后即可進(jìn)行有關(guān)項(xiàng)目的測(cè)試。

加載穩(wěn)定后按100%、80%、50%、0進(jìn)行卸載，并分別測(cè)試主桁架的撓度，填入預(yù)定表格。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，繪制出試壓過程彈性—變化曲線圖，得出掛籃的塑性變形及彈性變形，為連續(xù)梁懸灌施工線形控制提供可靠的數(shù)據(jù)。

h、要求及注意事項(xiàng)

嚴(yán)密組織試驗(yàn)測(cè)試，統(tǒng)一信號(hào)，統(tǒng)一行動(dòng)，除指定的現(xiàn)場(chǎng)指揮人員外，其它人員不得直接指揮加載。

開始加載試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)掛籃系統(tǒng)進(jìn)行一次全面的安全質(zhì)量檢查，確保桿件連接的安全可靠。以后每做一級(jí)試驗(yàn)，均應(yīng)對(duì)整個(gè)掛籃進(jìn)行一次全面檢查，才能進(jìn)行下一級(jí)試驗(yàn)測(cè)試。整個(gè)加載過程中，必須有專人對(duì)掛籃進(jìn)行觀察，一有異常，應(yīng)立即停止加載。

加載過程中應(yīng)認(rèn)真做好各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即中止加載，分析出原因后并采取相應(yīng)措施后，方能繼續(xù)進(jìn)行。

3.5混凝土澆筑

在大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中，混凝土澆筑在技術(shù)上有著嚴(yán)格要求。首先，材料質(zhì)量是保證工程整體質(zhì)量的關(guān)鍵，所以，需要對(duì)施工材料質(zhì)量進(jìn)行檢查。其次，采用懸臂掛籃技術(shù)進(jìn)行大跨度橋梁的主體施工過程中，需要保證混凝土澆筑的均勻性，防止由于橋墩兩側(cè)荷載比較大而發(fā)生線形控制失效現(xiàn)象，或者由于澆筑中斷而造成橋梁箱體結(jié)構(gòu)缺失，因此，需要做好混凝土澆筑進(jìn)度控制工作，并控制好混凝土攪拌和運(yùn)輸過程，既不能由于混凝土無法及時(shí)供應(yīng)而發(fā)生施工中斷現(xiàn)象，也不可由于等待澆筑施工偏差而出現(xiàn)混凝土離析[1]。最后，在混凝土澆筑時(shí)，需要根據(jù)科學(xué)要求進(jìn)行處理，從施工遠(yuǎn)端按照從底板到腹板，再從頂板到翼板流程操作。

4、結(jié)束語

總而言之，因?yàn)榇罂缍葮蛄汗こ虜?shù)量增多，掛籃施工技術(shù)應(yīng)用逐漸普遍，所以，加強(qiáng)對(duì)掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)的分析，可以積累更多掛籃施工經(jīng)驗(yàn)，改善大跨度橋梁工程施工質(zhì)量，提高大跨度橋梁工程施工效率。并且，在未來發(fā)展中，通過對(duì)掛籃施工技術(shù)改革創(chuàng)新，更好縮短大跨度橋梁的施工期限，保證大跨度橋梁工程施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]付豪.連續(xù)梁剛構(gòu)橋施工中的問題淺析[J].四川水泥，2017（07）：36.

[2]楊小珠.淺談大跨度剛構(gòu)橋施工技術(shù)控制策略[J].交通建設(shè)與管理，2020（01）：78-79.