文川河特大橋掛籃懸澆施工技術(shù)

楊少杰

(中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 100176)

1 掛籃懸澆技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

掛籃懸澆技術(shù)具有操作便捷的特點(diǎn)，能有效減少橋梁施工的工作量和工程難度，在橋梁建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛[1]。相比于傳統(tǒng)方法，其能有效擺脫對(duì)大型牽引支撐設(shè)備的依賴，如在不配備吊機(jī)或支架的情況下，可通過掛籃之間的協(xié)調(diào)配合完成工作。該項(xiàng)技術(shù)建立在分段施工的理論基礎(chǔ)上，具有一定的科學(xué)性，在橋梁建設(shè)中可通過外接軌道實(shí)現(xiàn)掛籃的自由移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)活動(dòng)結(jié)束后，重復(fù)上一步驟，通過循環(huán)操作實(shí)現(xiàn)橋梁合攏。

2 工程概況

文川河特大橋中心里程為DK230+418，起訖里程為DK218+521.96～DgK242+313.87，橋長(zhǎng)2 3791.91 m。本橋共設(shè)計(jì)有7聯(lián)連續(xù)梁，(32+48+32) m連續(xù)梁采用支架現(xiàn)澆法施工，其余采用掛籃法施工。其中，(40+56+40) m和(40+64+40) m連續(xù)梁合攏順序?yàn)橄戎锌绾筮吙纾?48+80+48) m合攏順序?yàn)橄冗吙绾笾锌?。懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁施工工藝以(48+80+48) m 連續(xù)梁施工為例說明，懸澆梁段采用菱形掛籃懸臂對(duì)稱澆筑，采用塔吊對(duì)材料等進(jìn)行垂直運(yùn)輸，混凝土采用泵送澆筑。

3 文川河特大橋掛籃懸澆施工技術(shù)

3.1 掛籃的設(shè)計(jì)與安裝

0#塊作業(yè)完成后，使用吊機(jī)進(jìn)行菱形掛籃，并做好節(jié)段懸澆。菱形掛籃基本結(jié)構(gòu)分為六大模塊，分別為桁架、提吊系統(tǒng)、張拉系統(tǒng)、移動(dòng)、后錨裝置和模板(外模和底模等)[2]。菱形掛籃結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 菱形掛籃結(jié)構(gòu)示意圖

3.1.1 掛籃結(jié)構(gòu)

掛籃結(jié)構(gòu)按最大節(jié)段標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，自重為59.15 t。為保證其安全性和規(guī)范性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)明確其所能承受的剛度、韌性等指標(biāo)，避免澆筑后出現(xiàn)裂縫。菱形掛籃在結(jié)構(gòu)上的靈活性可防止箱梁在水平和垂直移動(dòng)過程中產(chǎn)生的“錯(cuò)臺(tái)”問題，避免變形帶來的影響。掛籃應(yīng)能夠靈活移動(dòng)，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)需求作出調(diào)整，滿足混凝土澆灌的要求。

(1)主縱梁是整個(gè)掛籃系統(tǒng)的承重部分，主材料選擇規(guī)格為Q235的鋼板，厚16 mm，并與前、后梁進(jìn)行連接。每個(gè)掛籃3根主縱梁，每相鄰兩根間距為5.65 m。選用2[56b型鋼對(duì)前上橫梁進(jìn)行焊接，2[50b型鋼對(duì)后上橫梁進(jìn)行焊接。

(2)底籃主要由前下橫梁、后下橫梁及底模分配梁組成。選用2[45b型鋼焊接前下橫梁，設(shè)置Q235B鋼板吊帶，數(shù)量8根，厚度34 mm為宜；選用2[45b型鋼對(duì)后下橫梁組合焊接，置于之前做好的梁段上；底模分配梁和下橫梁進(jìn)行組接，規(guī)格為HN300×150 mm。底膜和分配梁間距為0.3～0.7 m，可在腹板底板的位置適當(dāng)加密。

(3)使用Φ32 mm精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固，梁段澆筑后即可實(shí)施。單片主縱梁通過4根Φ32 mm精軋螺紋鋼錨固在其后端，利用預(yù)留孔將后錨點(diǎn)預(yù)埋在已澆筑的梁段上。此外，用兩臺(tái)3 t的千斤頂固定各個(gè)錨桿，以減少澆筑環(huán)節(jié)出現(xiàn)變形、扭曲等問題，有效提高施工效率。

(4)選擇2根鋼材對(duì)移動(dòng)軌道梁進(jìn)行組焊，用作主縱梁的軌道設(shè)計(jì)，規(guī)格為HN300×150，并在已完成澆筑的梁段上每隔0.5m埋設(shè)錨桿，移動(dòng)系統(tǒng)錨固完成。主縱梁前支點(diǎn)主要起穩(wěn)固和支撐作用，后支點(diǎn)幫助實(shí)現(xiàn)反向掛置，設(shè)置墊梁，間距為0.5 m，同時(shí)做好同各節(jié)段和移動(dòng)系統(tǒng)之間的連接，這樣可大大減小操作時(shí)的阻力。

3.1.2 掛籃安裝

對(duì)出廠掛籃要嚴(yán)格檢驗(yàn)，達(dá)標(biāo)后再運(yùn)輸至建筑工地。掛籃安裝應(yīng)符合流程規(guī)范，具體操作如下：放線測(cè)算，場(chǎng)地清理→安裝部分移動(dòng)裝置，即行走系統(tǒng)→安裝主縱梁→加錨和安裝上橫梁→組合懸吊結(jié)構(gòu)→安裝下橫梁→完成底模組合→側(cè)模支架安裝→裝置模板→裝置內(nèi)支架→組合張拉系統(tǒng)→裝置安全腳手架[3]。后錨式的安裝同樣要遵循相應(yīng)步驟，嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行，有序開展。

(1)軌道安裝：首先做好測(cè)量放線工作，調(diào)平后在起重裝置的幫助下實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)對(duì)接，然后用精軋螺紋鋼錨定。

(2)承重設(shè)備安裝：包括3根主縱梁、上橫梁、后錨梁等，系統(tǒng)安裝需使用特定的起重設(shè)備，按步驟實(shí)施。

(3)底籃安裝：底籃無法一步到位完成吊裝，主要是因?yàn)楹笙聶M梁和0#頂部不完全貼合，因此，在組合前要在纜繩的輔助下，同后下橫梁連接并進(jìn)行組裝，再按相應(yīng)順序?qū)Φ卓v梁進(jìn)行吊裝。

(4)側(cè)模安裝：組合前應(yīng)固定吊桿，在錨筋預(yù)留孔或吊點(diǎn)處下放纜繩，然后再進(jìn)行錨固，這樣可有效減少作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.3 堆載法預(yù)壓

0#塊張拉壓漿結(jié)束后，使用吊車對(duì)主桁架進(jìn)行組合拼裝，對(duì)菱形掛籃上下橫梁結(jié)構(gòu)、底模、側(cè)模及相應(yīng)錨固環(huán)節(jié)進(jìn)行安裝并驗(yàn)收，符合施工要求后按b2塊橋段承受最大負(fù)荷的1.2倍進(jìn)行堆載預(yù)壓，荷載采用砂袋預(yù)壓。先對(duì)底板進(jìn)行預(yù)壓，然后依次為腹板、翼板和頂板。在預(yù)壓過程中，需控制總荷載量，通常為最大連續(xù)節(jié)段負(fù)荷的1.2倍，即197.88 t。采取分等級(jí)的方式進(jìn)行堆載預(yù)壓，分別為0%～20%、20%～50%、50%～80%、80%～10%、100%～120%五個(gè)等級(jí)。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到各級(jí)最大值時(shí)，記錄下觀測(cè)點(diǎn)，同時(shí)觀察掛籃是否發(fā)生變化。

3.1.4 靜載試驗(yàn)

靜載試驗(yàn)可對(duì)掛籃彈性和塑性狀況作出檢測(cè)和判斷，將163.68 t砂體均布于結(jié)構(gòu)底部，剩余重量置于側(cè)模。使用吊車分級(jí)卸載，對(duì)相應(yīng)的觀測(cè)點(diǎn)設(shè)定值再次測(cè)量，再比較變化情況。作業(yè)人員可根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的數(shù)值對(duì)標(biāo)高做出調(diào)整，并做好主桁架等結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)工作，從而判斷掛籃系統(tǒng)的穩(wěn)定狀況。

3.1.5 掛籃拆除

在結(jié)束合攏或不再使用掛籃技術(shù)后，及時(shí)拆除相應(yīng)設(shè)備。在此過程中要注意安全，使用之前設(shè)置的預(yù)留孔放下鋼絞線，與掛籃線連接，再利用千斤頂實(shí)現(xiàn)掛籃落地，也可采取鋼絲滑車組的方式進(jìn)行拆除，掛籃落地后由專用車輛及時(shí)運(yùn)離現(xiàn)場(chǎng)。

3.2 混凝土施工

為保證施工質(zhì)量，應(yīng)選擇“先上后下”的方式進(jìn)行澆筑工作。先對(duì)懸臂進(jìn)行澆筑，然后是墩頂，應(yīng)保持澆筑的對(duì)稱和同步，做好振搗工作。為避免吸收混凝土中的水分，應(yīng)在灌注前做好模板組合，先對(duì)模板浸泡2 h。為防止混凝土對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)造成損害，應(yīng)提前用土工布覆蓋保護(hù)頂板?；炷翝仓h(huán)節(jié)要盡可能縮短時(shí)間，以4 h為宜。同時(shí)做好模板的溫度監(jiān)控，適宜溫度為10～30 ℃。如溫度過高，可通過噴水降溫的方式減少化學(xué)反應(yīng)對(duì)施工過程帶來的不利影響[4]。此外，也要控制坍落度，范圍為16～20 cm。底板、腹板和橫隔板的混凝土澆筑要分層次進(jìn)行，通常為30 cm一層，頂板灌注也要注意施工方向，由兩側(cè)向中心展開，避免造成裂縫。

3.3 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力張拉順序應(yīng)按施工圖要求順序進(jìn)行，即先腹板束再頂板束，最后底板束，嚴(yán)格按照由外到內(nèi)、從左到右的順序展開。對(duì)同一節(jié)段，先縱向張拉，后橫向張拉，并及時(shí)壓漿。在縱向預(yù)應(yīng)力施工中，對(duì)設(shè)備頂、腹和底板要選擇范圍為12～15.2 mm同一標(biāo)準(zhǔn)的鋼絞線，金屬波紋管內(nèi)徑和外徑分別為85和92 mm，千斤頂型號(hào)為YCW250B，錨具型號(hào)為M15A-12。張拉環(huán)節(jié)要使用兩側(cè)對(duì)稱的作業(yè)方法，然后再通過真空法輔助壓漿，頂板橫向預(yù)應(yīng)力采用4～15.2 mm的鋼絞線，梁體腹板中的豎向預(yù)應(yīng)力筋采用公稱Φ32 mm的預(yù)應(yīng)力，鐵皮管內(nèi)徑為Φ45 mm，鋼筋為螺紋結(jié)構(gòu)，型號(hào)為PSB830，千斤頂型號(hào)為YCW60B，錨具型號(hào)為JLM-32。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 撓度控制

作業(yè)人員應(yīng)結(jié)合圖紙展開工作，嚴(yán)格按照規(guī)范操作，提高撓度測(cè)量的精準(zhǔn)度?？赏ㄟ^設(shè)置特定觀察點(diǎn)的方式來控制撓度，明確質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而確保橋體的穩(wěn)定性。

4.2 預(yù)拱度控制

懸臂結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到整個(gè)橋梁的耐用力。從橋梁整體受力特點(diǎn)來看，梁體受力較為均勻。在施工時(shí)可借助鋼絞線將各節(jié)段連接，實(shí)現(xiàn)橋梁的整體連接，從而保證整個(gè)澆筑塊件的預(yù)拱度符合施工要求。

4.3 數(shù)據(jù)控制

橋梁施工的質(zhì)量控制不僅表現(xiàn)在環(huán)節(jié)質(zhì)量的監(jiān)控上，也需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，提高質(zhì)量控制的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。由于橋梁施工涉及的節(jié)點(diǎn)較為分散，而各部分的質(zhì)量又關(guān)系到橋梁整體穩(wěn)定性，因此，需采用仿真計(jì)算的方法提高橋梁測(cè)量的精確度，并建立具體模型，如所得模型不符合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

5 結(jié)語

懸臂澆筑掛籃技術(shù)在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。但此技術(shù)在不同橋梁的使用中會(huì)存在一定的變化，因此，需結(jié)合具體工程，充分考慮橋體建設(shè)要求，因地制宜選擇合適的掛籃形式，以便其發(fā)揮最大效能，從而全面提高橋梁建設(shè)質(zhì)量。