橋梁工程復(fù)合式吊裝掛籃施工技術(shù)應(yīng)用研究

李茂旺 （安徽建工集團股份有限公司，安徽 合肥 230022）

0 前言

近年來，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋憑借整體性能好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗震性能好等優(yōu)點，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。但目前國內(nèi)所采用的連續(xù)梁施工掛籃主要用于混凝土懸臂施工,吊裝施工掛籃設(shè)備多依賴滿堂支架,或者采用具有一定橫向連接的架構(gòu),所形成的吊裝施工掛籃設(shè)備兩邊的主桁架之間的橫向聯(lián)系結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,操作空間有限,用途單一,不具備鋼腹板、鋼筋等構(gòu)件的吊裝功能,如需此功能,需另外增加輔助設(shè)備,成本較高,且相互干擾大,施工效率較低。針對上述問題,以工程為對象、工藝為核心,研發(fā)出了復(fù)合式吊裝掛籃施工工法。結(jié)合元江至蔓耗高速公路（紅河段）項目和夾江縣石棉渡改公路橋項目，分析實際應(yīng)用效果，對該技術(shù)在實際應(yīng)用中的可行性進行科學(xué)論述，在類似工程中具有借鑒意義。

1 施工技術(shù)

本工法在吊裝掛籃施工過程中，通過優(yōu)化掛籃設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式，增設(shè)吊裝機具與提升裝置間轉(zhuǎn)換的三角吊架，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化方便，整體穩(wěn)定性好，降低結(jié)構(gòu)受力，有效確保了施工安全，加快施工進度。

2 工法特點

①本工法采用的掛籃設(shè)備主桁架包括頂端水平布置的支撐梁、下部與支撐梁平行的墊梁、豎直的陣列于支撐梁和墊梁之間的豎直支撐,陣列形成的矩陣結(jié)構(gòu)的一對角連接有斜撐。

②本工法采用門式吊裝，施工掛籃所用吊裝組件包括沿滑道運行的吊裝機具和在吊裝點設(shè)置的提升裝置,以及用于在吊裝機具與提升裝置間轉(zhuǎn)換的三角吊架。

③本工法采用掛籃設(shè)備沿順橋梁方向布置至少兩道主桁架,以兩邊的主桁架為支撐基礎(chǔ)搭設(shè)橫梁,在橫梁下側(cè)順橋梁方向鋪設(shè)滑道,然后在滑道上設(shè)置吊裝組件。

3 工藝原理

本工法是對門式吊裝掛籃懸臂梁進行施工，其中采用的門式吊裝施工掛籃沿順橋梁方向布置至少兩道主桁架，以兩邊的主桁架為支撐基礎(chǔ)搭設(shè)橫梁，在橫梁下側(cè)順橋梁方向鋪設(shè)滑道，然后在滑道上設(shè)置吊裝組件，主桁架包括頂端水平布置的支撐梁、下部與支撐梁平行的墊梁、豎直的陣列于支撐梁和墊梁之間的豎直支撐，陣列形成的矩陣結(jié)構(gòu)的一對角連接有斜撐；所用吊裝組件包括沿滑道運行的吊裝機具和在吊裝點設(shè)置的提升裝置，以及用于在吊裝機具與提升裝置間轉(zhuǎn)換的三角吊架。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

復(fù)合式吊裝掛籃施工工法工藝流程圖如圖5所示。

圖1 施工設(shè)備在橋梁側(cè)面的投影圖

圖2 使用狀態(tài)施工設(shè)備在橋梁側(cè)面的投影圖

圖3 使用狀態(tài)的施工設(shè)備在橋梁橫斷面上的結(jié)構(gòu)配置圖

圖4 鋼腹板下放到位的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 施工工藝流程圖

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

深入研究施工圖紙，嚴格落實交通管制要求,對場地周圍進行保護,防止外人進入施工現(xiàn)場產(chǎn)生危險,保護現(xiàn)場干凈，整潔,對計劃所用的材料、構(gòu)件進行制作,機械提前安排,隨時做好入場準備。

4.2.2 連續(xù)梁首節(jié)施工

首先搭設(shè)四根臨時支柱,支柱在橫橋方向間隔4.5m,在順橋方向與橋墩間隔2m。臨時支柱與墩身均采用30型鋼拼裝焊接而成,支柱與支柱之間采用槽鋼型鋼托架與臨時支墩連接聯(lián)合受力,均采用定型組合鋼模板現(xiàn)場拼裝,內(nèi)模板的緊固主要用腳手架連接,并用對拉螺桿加固。

4.2.3 安裝掛籃構(gòu)件

多組單片的主桁架和頂部的橫梁結(jié)構(gòu)組成門式結(jié)構(gòu),沿順梁方向布置至少兩道主桁架,以兩邊的主桁架為支撐基礎(chǔ)搭設(shè)橫梁,U型軌道與橫梁連接,滑道設(shè)置在橫梁的下側(cè),并沿縱橋向布置,滑道上設(shè)置吊裝吊具,并在其上安裝三角吊架,三角吊架的一個頂點設(shè)有吊物吊點,另外兩個頂點其一為連接于吊裝機具上吊具的初始吊點,另一個頂點則是轉(zhuǎn)接與提升裝置上的轉(zhuǎn)換吊點。

4.2.4 吊裝機具起吊鋼腹板、鋼筋等

鋼腹板、鋼筋運至施工現(xiàn)場后,用吊裝機具吊起由后方運來的鋼腹板、鋼筋等構(gòu)件,通過滑道運至待安裝位置。

4.2.5 提升裝置轉(zhuǎn)移鋼腹板、鋼筋等構(gòu)件

利用主桁架前段設(shè)置的提升裝置吊住吊裝機具上三角吊架的另一個吊點,并緩慢提升,其下的鋼腹板、鋼筋等構(gòu)件通過三角吊架的旋轉(zhuǎn),中心逐漸轉(zhuǎn)移,當重心完全移至提升裝置下方時,吊裝機具上的吊鉤將不再受力即可以拆除,吊裝機具即可以退回吊運下一鋼腹板、鋼筋等構(gòu)件。

4.2.6 下放鋼腹板、鋼筋至設(shè)計位置

鋼腹板、鋼筋就位后,通過吊裝機具下放至設(shè)計位置,將其與施工完成的兩端進行匹配連接。

4.2.7 重復(fù)施工至全橋完成

重復(fù)上述施工步驟，直至完成該節(jié)段施工。

4.2.8 澆筑混凝土

混凝土攪拌中心集中供應(yīng)混凝土，使用混凝土罐車進行運輸，采用兩臺泵車泵送至施工梁段，垂直向和水平向布設(shè)泵送管道，兩梁段的混凝土對稱澆筑，一次性澆筑成型。

4.2.9 混凝土振搗

混凝土振搗采用插入式振搗器振搗的形式。

4.2.10 混凝土養(yǎng)護

混凝土灌注完成后，采用土工布覆蓋，并灑水養(yǎng)護，待梁部混凝土強度達到設(shè)計強度的90%時，揭開土工布，灑水繼續(xù)養(yǎng)護，養(yǎng)護天數(shù)14天以上。

4.2.11 清理場地

待施工完成后，拆除各個構(gòu)件，機械退場，確保場地整潔。

5 應(yīng)用實例

5.1 元江至蔓耗高速公路（紅河段）項目

元江至蔓耗高速公路（紅河段）工程項目起點為云南省紅河州紅河縣，終點位于云南省紅河州個舊市蔓耗鎮(zhèn)。其中土建十一分部里程樁號為K104+926-K106+685,路線全長1.759km，主線采用雙向四車道高速公路標準，設(shè)計速度80km/h，單幅寬度12.5m。包括連續(xù)剛構(gòu)橋1座，長隧道1座。

稿吾卡1號大橋單幅橋?qū)?2.5m。右幅全長472.5m，左幅全長503m。主橋為三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，主墩為雙肢薄壁空心墩，共用墩為等截面矩形空心墩，橋臺為重力式橋臺，上部結(jié)構(gòu)為單箱單室變截面連續(xù)箱梁，墩頂處梁高6.5m，跨中梁高2.3m，中間以拋物線形式漸變；引橋下部結(jié)構(gòu)多為圓柱墩，部分高墩采用變截面矩形空心墩，上部結(jié)構(gòu)為簡支變連續(xù)預(yù)應(yīng)力預(yù)制T梁，梁高2m。主橋采用掛籃懸臂澆筑施工。

5.2 夾江縣石棉渡改公路橋項目

夾江縣石棉渡改公路橋路線起于夾江縣迎江鄉(xiāng)夾木路（千佛電站大壩下游約500m），止于夾木路終點（木城鎮(zhèn)）。路線全長750m，其中：橋長520.43m、寬16m，引道長227m、寬12m。按二級公路技術(shù)標準設(shè)計，主橋為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計荷載公路I級，橋位按VII航道標準設(shè)計；路面為瀝青混凝土，雙向2車道，設(shè)計速度為60km/h。主橋采用（68+120+68）m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，橫斷面采用單箱單室；箱梁頂板寬16m，底板寬9m，外翼板懸臂長3.5m，箱梁在橫橋向底板保持水平，箱頂設(shè)2%雙向橫坡。箱梁采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。主橋連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除0、17號塊采用在支架上現(xiàn)澆外，其余分為15對梁段，均采用對稱平衡懸臂逐段澆筑法施工。

上述兩項目均采用復(fù)合式吊裝掛籃施工工法，掛籃設(shè)備主桁架包括頂端水平布置的支撐梁、下部與支撐梁平行的墊梁、豎直的陣列于支撐梁和墊梁之間的豎直支撐，陣列形成的矩陣結(jié)構(gòu)的一對角連接有斜撐，保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性；門式吊裝施工掛籃所用吊裝組件包括沿滑道運行的吊裝機具和在吊裝點設(shè)置的提升裝置，以及用于在吊裝機具與提升裝置間轉(zhuǎn)換的三角吊架，結(jié)構(gòu)方便轉(zhuǎn)化，有利于施工；掛籃設(shè)備沿順橋梁方向布置至少兩道主桁架，以兩邊的主桁架為支撐基礎(chǔ)搭設(shè)橫梁，在橫梁下側(cè)順橋梁方向鋪設(shè)滑道，然后在滑道上設(shè)置吊裝組件，整體穩(wěn)定性好，降低結(jié)構(gòu)受力，有效確保施工安全，加快施工進度，經(jīng)濟和社會效益顯著。

6 效益分析

6.1 技術(shù)效益

①本工法采用的掛籃設(shè)備主桁架包括頂端水平布置的支撐梁、下部與支撐梁平行的墊梁、豎直的陣列于支撐梁和墊梁之間的豎直支撐,陣列形成的矩陣結(jié)構(gòu)的一對角連接有斜撐,保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

②本工法采用門式吊裝施工掛籃所用吊裝組件包括沿滑道運行的吊裝機具和在吊裝點設(shè)置的提升裝置,以及用于在吊裝機具與提升裝置間轉(zhuǎn)換的三角吊架,結(jié)構(gòu)方便轉(zhuǎn)化,有利于施工。

③本工法采用掛籃設(shè)備沿順橋梁方向布置至少兩道主桁架,以兩邊的主桁架為支撐基礎(chǔ)搭設(shè)橫梁,在橫梁下側(cè)順橋梁方向鋪設(shè)滑道,然后在滑道上設(shè)置吊裝組件,整體穩(wěn)定性好,降低結(jié)構(gòu)受力。

6.2 經(jīng)濟效益

①實際工程中采用“復(fù)合式吊裝掛籃施工工法”,該工法將工程實體作為對象、運用工藝核心技術(shù),利用操作系統(tǒng)工作原理,有效結(jié)合了先進技術(shù)和科學(xué)管理,與傳統(tǒng)方法相比,人員操作空間增大,便于施工操作,對操作人員勞動力要求較低,節(jié)約人力成本5%,具有較好的經(jīng)濟效益。

②采用此種掛籃結(jié)構(gòu),有效地提高了施工進度,每個掛籃可減少10個工日,提高了工效,取得了顯著的經(jīng)濟效益,節(jié)約成本13%左右。

6.3 社會效益

①本工法基于企業(yè)研究開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù),為懸臂梁施工技術(shù)提供了新的方案,拓寬了吊裝掛籃懸臂梁施工方法的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍,給企業(yè)帶來了良好的品牌效益。

②本工法工效較高,工法實施過程中減少了因施工造成的工期中斷,施工質(zhì)量安全有保障。因此具有很好的社會效益。

③本工法由于減少了原材料的消耗,可減輕原材料產(chǎn)地和施工地點的環(huán)境污染程度,減輕了工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響。

7 結(jié)語

通過實踐應(yīng)用，復(fù)合式吊裝掛籃施工工法在經(jīng)過多次討論中完善后，確保每一步施工安全可靠。整體穩(wěn)定性好，降低結(jié)構(gòu)受力，有利于安全、質(zhì)量控制；同時采用此種工藝能提升材料有效利用率，降低施工成本具有一定的經(jīng)濟效益。

該技術(shù)研究可有效推進復(fù)合式吊裝掛籃施工技術(shù)進步，社會效益明顯，具有較好的推廣應(yīng)用價值和廣闊的市場應(yīng)用前景。