變截面連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)分析

衛(wèi) 東

(山西路橋集團(tuán)呂梁國(guó)道項(xiàng)目建設(shè)管理有限公司，山西 呂梁 033000)

1 工程概況

國(guó)道209線東川河大橋位于山西省呂梁市離石區(qū)，橋梁全長(zhǎng)992 m,前右角90°,跨越G20青銀高速公路,與G20高速交叉樁號(hào)為:K994+077.162(高速公路里程),對(duì)應(yīng)G209一級(jí)公路里程為K49+873.088,與G307公路交叉樁號(hào)為:K729+459.7(G307公路里程)該處路面寬度為25.5 m?？绺咚俸虶307公路結(jié)構(gòu)形式為(50+90+50)m變截面連續(xù)箱梁,高速夾角121°,G307公路夾角115°。

2 掛籃施工的基本概念及施工注意事項(xiàng)

在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁施工中，廣泛采用掛籃進(jìn)行懸臂澆筑的施工技術(shù)。懸臂梁橋在澆筑時(shí)一般是采用吊籃的方法，并就地分段開(kāi)展懸臂作業(yè)。該方法不用架設(shè)支架，也不需使用大型吊機(jī)，其主要的設(shè)備只有一對(duì)可移動(dòng)的掛籃，對(duì)比其他的方法，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固穩(wěn)定、自重輕、前移與裝拆方便、能適應(yīng)不同的梁高、有較好的可重復(fù)利用能力，在受力之后產(chǎn)生的變形較小等特點(diǎn)，得益于掛籃下的充足空間，可以提供更加廣闊的施工作業(yè)面以及優(yōu)化鋼筋和模板的施工等優(yōu)點(diǎn)。在施工時(shí)有以下注意事項(xiàng)。

1)掛籃的構(gòu)造形式較多，其類(lèi)型涵蓋多種，在施工過(guò)程中要根據(jù)結(jié)構(gòu)安全、制造簡(jiǎn)易、施工方便、節(jié)省材料，并結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益兼顧等方面綜合考慮選擇合適的類(lèi)型。

2)在掛籃施工開(kāi)始前，應(yīng)召集所有施工人員開(kāi)展施工風(fēng)險(xiǎn)告知和安全技術(shù)交底工作，讓施工人員熟知安全操作規(guī)程和風(fēng)險(xiǎn)控制要求，確保掛籃安裝和拆除、走行、懸臂澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等安全措施到位，并組織相關(guān)人員驗(yàn)收，認(rèn)真填寫(xiě)驗(yàn)收記錄表。

3)在掛籃前移前需檢查吊掛系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)，移動(dòng)時(shí)控制位移速率不大于0.1 m/min，兩側(cè)掛籃對(duì)稱(chēng)同步移動(dòng)，前移到位后及時(shí)后錨錨固。

4)塊段懸臂施工時(shí)，需加強(qiáng)對(duì)滑道、錨固、吊掛、主桁節(jié)點(diǎn)和模板等系統(tǒng)的日常檢測(cè)，且需注意對(duì)不平衡力矩的控制，保證施工安全。

5)在掛籃施工時(shí)，施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)要求及掛籃施工要求埋設(shè)預(yù)埋件，并測(cè)量施工標(biāo)高，確保定位準(zhǔn)確。

6)掛籃操作中的高空作業(yè)包括安裝、行走、使用以及拆除，危險(xiǎn)系數(shù)較高，所以施工單位應(yīng)提前安裝操作平臺(tái)、專(zhuān)用扶梯、防墜網(wǎng)、全封閉兜底等安全設(shè)施，增強(qiáng)施工安全性。

3 連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 掛籃選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

近年來(lái)，施工經(jīng)驗(yàn)的日益累積，引領(lǐng)施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，不斷向輕型化發(fā)展，且受力更合理、行走更便利。根據(jù)材料利用情況，該橋的掛籃主要是在斜拉式、菱形和三角形掛籃中進(jìn)行選擇。斜拉式掛籃，相較之下其受力與傳力機(jī)制最合理，但需要設(shè)置限位裝置，并且在其每個(gè)施工循環(huán)中需添加安裝和拆卸其斜拉桿與限位裝置的相應(yīng)工序，施工難度也隨之增加。相較之下，三角形和菱形掛籃在推移時(shí)較為簡(jiǎn)便，同時(shí)安全性也高于斜拉式掛籃；但在受力方面三角形掛籃較斜拉式和菱形掛籃稍弱，且其施工操作面比菱形掛籃狹窄。菱形掛籃雖然受力點(diǎn)高，且對(duì)掛籃的橫向穩(wěn)定性有較高要求，加工也相對(duì)麻煩，但施工操作面大，便于施工，根據(jù)工程實(shí)際情況最終選擇菱形掛籃進(jìn)行施工。

3.2 明確掛籃的主要參數(shù)

根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)對(duì)掛籃各項(xiàng)參數(shù)的明確，需要貫穿在掛籃設(shè)計(jì)的過(guò)程中。包括梁段的重量、長(zhǎng)度等，掛籃的自重、荷載、撓度等都需要明確。

主要技術(shù)參數(shù)如下。

1)混凝土自重GC=26.5 kN/m3。

2)鋼彈性模量Es=2.06×105MPa。

3)材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：

Q235 鋼 f=2 152 N/mm2，fv=1 252 N/mm2

Q345鋼，厚度或直徑≤16 mm，f=310 N/mm2，fv=180 N/mm2，厚度或直徑>16～35 mm，f=295 N/mm2，fv=215 N/mm2

40Cr鋼小于100 mm，抗拉735 MPa，屈服540 MPa；100～300 mm，抗拉685 MPa，屈服490 MPa；300～500 mm，抗拉685 MPa，屈服440 MPa；500～800 mm，抗拉590 MPa，屈服345 MPa。

依據(jù)技術(shù)參數(shù)確定的掛籃構(gòu)造。

菱形架使用雙[28#普通熱軋槽鋼進(jìn)行組焊，前橫梁使用雙I40工字鋼進(jìn)行組焊，前后托梁則均使用雙I40工字鋼進(jìn)行組焊，中門(mén)架上下弦桿由雙[12#槽鋼組焊，中門(mén)架腹桿由雙[8#槽鋼組焊，底縱梁使用I28#工字鋼，內(nèi)導(dǎo)梁使用[32#普通熱軋槽鋼組焊，外導(dǎo)梁使用[32#普通熱軋槽鋼，吊帶使用25×180鋼板條，吊桿使用PSB830Φ32精軋螺紋鋼。

3.3 控制掛籃制作

若想提高施工質(zhì)量、增強(qiáng)施工安全性，不僅要增強(qiáng)掛籃的安全系數(shù)，而且要控制掛籃制作的質(zhì)量。掛籃需經(jīng)施工單位根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且需要第三方進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算后，交付專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)商生產(chǎn)?？傊亓繎?yīng)符合相應(yīng)設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，掛籃和懸澆梁段混凝土的重量比應(yīng)控制在0.3～0.5，并且以下安全系數(shù)均需要小于2：自錨系統(tǒng)的安全系數(shù)；施工、行走時(shí)抗傾覆的安全系數(shù)；斜拉水平限位系統(tǒng)的安全系數(shù)以及上水平限位。設(shè)計(jì)制作時(shí)需確保大部分構(gòu)件的通用性；行走系統(tǒng)需采用自錨結(jié)構(gòu)，并且需滿(mǎn)足局部應(yīng)力集中導(dǎo)致的極端工況驗(yàn)算；各個(gè)構(gòu)件之間在盡量避免用焊接方式的同時(shí)，應(yīng)在連接處采用銷(xiāo)接或栓接的模式。在出廠前應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)嚻?，并?yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)焊縫做超聲波探傷檢查并進(jìn)行相應(yīng)記錄。拼裝完畢后需要施工單位、監(jiān)理工程師成立相關(guān)的驗(yàn)收小組，并對(duì)各個(gè)構(gòu)件連接高強(qiáng)螺栓、銷(xiāo)子、螺母、吊桿/帶等組織聯(lián)合驗(yàn)收。同時(shí)在使用掛籃前，做好對(duì)各項(xiàng)文件資料的研究對(duì)比，以保證籃體質(zhì)量合格。

3.4 掛籃安裝

當(dāng)加工工作完成，就可以先進(jìn)行試用拼裝，之后對(duì)掛籃進(jìn)行超載試驗(yàn)，判斷其具體應(yīng)用情況，消除掛籃的非彈性變形。菱形掛籃結(jié)構(gòu)除了具有主桁架外，還有：行走及錨固系統(tǒng)、底平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)。做好對(duì)安裝先后次序的控制，應(yīng)貫徹在整個(gè)安裝過(guò)程中。

此外，在掛籃安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)在操作平臺(tái)之下安裝安全網(wǎng)和全包封兜底，避免出現(xiàn)物件墜落等情況，增強(qiáng)施工安全性。其中具體的掛籃安裝順序，主要是依照如下順序進(jìn)行。

1)軌道裝置安裝人員需使用放線定位確定掛籃安裝的精確區(qū)域，依據(jù)放線確定的區(qū)域設(shè)置軌道支撐梁、行進(jìn)軌道(依照施工圖紙確認(rèn)2個(gè)軌道間的總長(zhǎng)度及中心距)。該步驟結(jié)束以后針對(duì)行進(jìn)軌道實(shí)施找平處理。

2)主體桁架安裝步驟在軌道的合理區(qū)域設(shè)置前支撐底座及反扣滑輪系統(tǒng)，并且安裝臨時(shí)后部支撐用來(lái)確保安裝平穩(wěn)。

3)安裝橫向聯(lián)合桁架裝置在相關(guān)桿件的兩端預(yù)先設(shè)置縱向平衡聯(lián)桿，再針對(duì)螺栓和主體桁片上的桿聯(lián)合實(shí)施安裝操作。裝吊橫向2片聯(lián)合桁架結(jié)構(gòu)，然后應(yīng)用橫向支撐結(jié)構(gòu)將2片桁架連接形成一個(gè)整體。

4)掛籃系統(tǒng)的底籃安裝步驟第一步將掛籃系統(tǒng)的底籃結(jié)構(gòu)依照施工圖組裝成型；第二步應(yīng)用龍門(mén)支架把掛籃掛裝到指定位置，設(shè)置相關(guān)吊桿；第三步是將底部模板實(shí)施排布生成底籃。

5)前橫梁結(jié)構(gòu)及下橫梁結(jié)構(gòu)的安裝長(zhǎng)吊桿結(jié)構(gòu)的安裝必須防止出現(xiàn)底部模板高低不平整的狀況，使底部模板的造型愈加美觀。在進(jìn)行下橫梁結(jié)構(gòu)安裝以前先要穩(wěn)固安裝好吊具。在該安裝過(guò)程中必須關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)是，需要首先安裝短尺寸吊桿。

6)底縱梁結(jié)構(gòu)安裝先將底部縱梁依照施工圖紙實(shí)施安裝，縱梁焊接在下部橫梁上。選定下橫梁的間距尺寸，確保吊桿豎直方向的力傳遞。

7)裝配底部模板應(yīng)用起重設(shè)備將底部模板吊裝，逐個(gè)平鋪于底部縱向梁位置。

8)裝配側(cè)向模應(yīng)用起重設(shè)備將側(cè)模吊裝于掛籃底部的縱向梁處，進(jìn)行臨時(shí)的固定。吊桿處插入導(dǎo)梁構(gòu)件實(shí)施固定操作，調(diào)節(jié)外模高度數(shù)值。在調(diào)整高度數(shù)值過(guò)程中需要優(yōu)先改變前方吊桿的高度數(shù)值，隨后再調(diào)整后方吊桿的高度數(shù)值。

3.5 掛籃靜載試驗(yàn)

完成掛籃安裝工作之后，施工人員應(yīng)當(dāng)檢查結(jié)構(gòu)螺栓、桿件數(shù)量、規(guī)格，各方面都合格之后再對(duì)掛籃施行靜載試驗(yàn)。對(duì)掛籃靜載試驗(yàn)主要是為了檢測(cè)掛籃的承載力、在梁段荷載作用之下出現(xiàn)的變形情況，以此確保籃體的可靠安全。掛籃與支架系統(tǒng)的質(zhì)量可由科學(xué)合理的靜載預(yù)壓和觀測(cè)分析中得以保障。預(yù)壓過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)做好對(duì)分配情況和保證系數(shù)的模擬。并且在荷載試驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)受力最不利的段落進(jìn)行加載，從實(shí)際出發(fā)，通過(guò)對(duì)沙包的堆積，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的模擬。

加載時(shí)，對(duì)于各類(lèi)參數(shù)，也要詳細(xì)記錄，如加載時(shí)間、加載噸位、加載位置等，而上一級(jí)的掛籃加載實(shí)施后，才能進(jìn)行下一級(jí)的加載。期間如發(fā)現(xiàn)異常狀況應(yīng)立刻停止加載并進(jìn)行綜合分析，采取有效的解決措施。并且，加載需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員與負(fù)責(zé)人做好現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)工作并統(tǒng)一組織。最終，根據(jù)預(yù)壓試驗(yàn)的結(jié)果判斷掛籃的彈性變形情況與非彈性變形情況，并根據(jù)梁部設(shè)計(jì)標(biāo)高與拱度調(diào)整掛籃標(biāo)高。其中承重梁荷載分布如表1所示。

表1 承重梁荷載分布 單位：kN·m-1

3.6 掛籃移動(dòng)

在完成上一節(jié)梁段澆筑工作后，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求且張拉壓漿工作結(jié)束后，施工人員便可移動(dòng)掛籃，從而開(kāi)展下一梁段的施工。在進(jìn)行掛籃移動(dòng)時(shí)，也不可貿(mào)然移動(dòng)，而是要遵循相應(yīng)的順序保障移動(dòng)合理、模板位置明確。

4 連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)控制關(guān)鍵

結(jié)合本文內(nèi)容可以得知，實(shí)際的連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)存在很多需要注意的技術(shù)要點(diǎn)內(nèi)容，若要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些要點(diǎn)內(nèi)容的把握，促進(jìn)施工技術(shù)的更好應(yīng)用，就需要相關(guān)的技術(shù)人員做好以下控制工作。

4.1 提高人員綜合素養(yǎng)

建筑施工的效果很大程度上受到管理人員水平的影響，因此，為了提高建筑工程技術(shù)管理的質(zhì)量，首先，施工單位必須提升相關(guān)技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)素養(yǎng)，促使相關(guān)人員在工作的過(guò)程中，能夠具備較強(qiáng)的個(gè)人技術(shù)能力和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，而這也就要求相關(guān)的單位，做好對(duì)人員的培養(yǎng)；其次，要在培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)的考核制度，通過(guò)這一制度對(duì)人員的水平和能力進(jìn)行培養(yǎng)發(fā)展，促進(jìn)考核制度的落實(shí)，加強(qiáng)技術(shù)管理工作的專(zhuān)業(yè)性，促進(jìn)各工作人員都能在高專(zhuān)業(yè)性和高技術(shù)性條件下上崗工作；最后，企業(yè)和單位還要增強(qiáng)操作人員的安全意識(shí)，對(duì)于安全意識(shí)的培養(yǎng)除了基本的培訓(xùn)教育外，還可以通過(guò)各種實(shí)踐的安全演練和安全預(yù)防演習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)提升，通過(guò)這種現(xiàn)實(shí)的演練，不但可以加強(qiáng)人員的安全意識(shí)，而且可以在演習(xí)過(guò)程中查缺補(bǔ)漏，盡早發(fā)現(xiàn)并處理現(xiàn)存的技術(shù)安全問(wèn)題，避免這些問(wèn)題的進(jìn)一步擴(kuò)大。

4.2 完善技術(shù)管理制度

施工單位還要須完善施工技術(shù)管理制度。首先，需要施工單位對(duì)技術(shù)管理的崗位進(jìn)行明確，明確其管理責(zé)任和管理義務(wù)，并做到責(zé)任的落實(shí)，做到管理責(zé)任的良好追溯；其次，還要注意對(duì)各種管理細(xì)節(jié)的總結(jié)，在管理制度的完善和制定時(shí)，要盡可能地保持內(nèi)容的詳實(shí)，能夠?qū)こ淌┕ぶ懈鞣N技術(shù)管理細(xì)節(jié)進(jìn)行覆蓋，以此確保管理工作的落實(shí)；最后，要注意對(duì)應(yīng)急管理制度的建立和安全生產(chǎn)保證體系的構(gòu)建，管理部門(mén)要針對(duì)可能發(fā)生的緊急事態(tài)和工程問(wèn)題設(shè)定相應(yīng)的對(duì)應(yīng)方案，以確保人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，并盡可能最快地處理突發(fā)情況和問(wèn)題。

4.3 重視安全因素管理

安全因素的重視和明確，一方面要求相關(guān)的施工建設(shè)單位，做好安全宣講工作，如通過(guò)宣傳教育、警示標(biāo)語(yǔ)張貼、安全演習(xí)等方式，對(duì)管理人員和施工人員的安全意識(shí)進(jìn)行提升；另一方面，需要相關(guān)的施工建設(shè)單位，做好安全制度和設(shè)備的設(shè)置，在施工的過(guò)程中，需要工程施工管理單位在嚴(yán)格的安全管理制度下有效地對(duì)施工中的安全問(wèn)題進(jìn)行管控，并落實(shí)相關(guān)責(zé)任，從而保障施工安全性；施工單位應(yīng)保障施工人員的安全，配備包括安全帶、安全帽、安全護(hù)欄等在內(nèi)的全套安全設(shè)備。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文以呂梁市東川河大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁掛籃施工為研究對(duì)象，對(duì)借助掛籃系統(tǒng)構(gòu)造的技術(shù)特性結(jié)合該橋梁項(xiàng)目的實(shí)際情況選定了掛籃系統(tǒng)的類(lèi)型，再經(jīng)過(guò)工程實(shí)際中掛籃系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安裝、預(yù)壓及行走各步驟注意事項(xiàng)，分析了菱形掛籃法施工作業(yè)的整體工藝流程，簡(jiǎn)述了施工作業(yè)過(guò)程中核心技術(shù)的控制，希望本文可以對(duì)于相似橋梁工程掛籃系統(tǒng)的施工作業(yè)提供技術(shù)參考。

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