掛籃的組成及應(yīng)用

李涌

摘要： 連續(xù)梁懸臂法澆筑施工，是目前我國公路、鐵路橋梁經(jīng)常用到的一種施工方法，而采用該方法施工，必須對掛籃的組成、拼裝及應(yīng)用有比較充分的認(rèn)識，本文以56m跨連續(xù)梁三角形掛籃懸臂法施工為例從掛籃的構(gòu)成、特點及應(yīng)用等方面對掛籃進(jìn)行系統(tǒng)介紹。

Abstract： The continuous beam cantilever casting construction is a construction method often used in the highway and railway bridge in China. This construction method needs the adequate understanding of the composition， assembly and application of the basket. This paper takes the triangle hanging basket cantilever construction of 56m span continuous beam as the example to analyze the structure features and application of the hanging basket.

關(guān)鍵詞： 掛籃；組成；應(yīng)用

Key words： hanging basket；form；application

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）29-0113-03

0 引言

隨著我國鐵路、公路建設(shè)的不斷進(jìn)步，大跨度連續(xù)梁的運(yùn)用逐漸增多，連續(xù)梁施工中通常用到掛籃法，而采用該方法施工，必須對掛籃有充分的認(rèn)識，本文以56m跨連續(xù)梁用三角掛籃為例從掛籃的組成、特點及應(yīng)用等方面逐一進(jìn)行介紹。

1 掛籃結(jié)構(gòu)形式、主要性能及特點

1.1 掛籃總體介紹及分類

1.1.1 簡介

掛籃是懸臂灌注法的主要施工設(shè)備，該活動作業(yè)平臺能夠沿軌道行走，它支承在已完成的懸臂梁段上用以進(jìn)行下一梁段的施工。待新灌梁段施加縱向預(yù)應(yīng)力后，掛籃即前移進(jìn)行下一梁段施工，豎向、橫向預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿在掛籃移動就位后進(jìn)行。如此逐段循環(huán)直至完成全部梁段。本文以三角形桁架式掛籃為例進(jìn)行說明。

1.1.2 分類

按構(gòu)造形式，掛籃可分為四種，分別是混合式、型鋼式、斜拉式、桁架式（包括平弦無平衡重式、菱形、三角形、弓弦式）；

按抗傾覆平衡式，掛籃可分為三種，分別是半壓重錨固式、錨固式、壓重式；

按掛籃走行方法，可將其分為兩種，即一次走行到位和兩次走行到位；

按其移動方式可分為三種，分別是組合式、滑動式、滾動式。

1.2 掛籃組成及性能

掛籃由懸吊系統(tǒng)、內(nèi)外模板、底模平臺、三角形主構(gòu)架、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)六大部分組成。具體見圖1、圖2示意。

1.2.1 主構(gòu)架

主構(gòu)架由兩片三角形桁架及聯(lián)結(jié)系和門架組成，為三角形桁架式結(jié)構(gòu)，是掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)，桁架桿件采用2[32c和2[28，節(jié)點采用承壓型高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)。

1.2.2 底模平臺

底模平臺主要三部分組成，即底模板、底模縱梁和底前后橫梁，直接承受梁段混凝土重，并為多項工序提供操作場地，比如混凝土灌筑、鋼筋綁扎、立模、養(yǎng)生，鋼束張拉及壓漿等。

1.2.3 內(nèi)外模板

外模板采用大塊鋼模板，在長度方向分成兩塊，長度分別為1.5m、3.0m。內(nèi)模板為抽屜式結(jié)構(gòu)，可由人工從前一梁段整體推拉就位。采用組合鋼模板并輔以部分木板拼組而成，并設(shè)有調(diào)寬裝置，以適應(yīng)連續(xù)梁腹板寬度的變化。

1.2.4 懸吊系統(tǒng)

其作用是將底模平臺自重及梁段重量及其上的其它施工荷載傳遞到主構(gòu)架和已成梁段的底板上。懸吊系統(tǒng)又分為前懸吊桿、后吊桿。前懸吊桿采用4根Φ32精軋螺紋鋼筋，由YGM錨分別錨于底模平臺前橫梁和掛籃前上橫梁上，在上橫梁上設(shè)扁擔(dān)梁和LQ30型手動螺旋千斤頂，可任意調(diào)整底模板標(biāo)高。后吊桿采用兩組Φ32精軋螺紋鋼筋，每組兩根，下端錨于底模平臺后橫梁，上端錨于已成梁段的底板上。在梁段灌筑過程中調(diào)整標(biāo)高時，只需由千斤頂頂起扁擔(dān)梁，然后旋緊YGM錨即可。

1.2.5 錨固系統(tǒng)

該系統(tǒng)能夠通過平衡灌注混凝土?xí)r產(chǎn)生的傾覆力矩，保證掛籃施工安全。掛籃可采用Φ32精軋螺紋鋼筋和后錨扁擔(dān)梁將主構(gòu)架后節(jié)點連同掛籃走行軌道直接錨于已澆筑梁段梁體豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋上。

1.2.6 走行系統(tǒng)

走行系統(tǒng)包括四部分，即軌道、前支座、后支座和牽引設(shè)備。軌道采用2[32工字鋼，掛籃走行時前支座在軌道頂面滑行，聯(lián)結(jié)于后節(jié)點的反扣輪扣在工字鋼翼緣并沿翼緣行走。掛籃走行由2臺10t手拉葫蘆牽引掛籃前移，并帶動底模平臺和外側(cè)模一同前移就位。掛籃移動過程中的抗傾覆力由反扣輪傳至軌道再傳至連續(xù)梁豎向預(yù)應(yīng)力筋上。

2 施工應(yīng)用順序

2.1 拼裝

0#段澆筑完成后，完成縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉后，掛籃運(yùn)至現(xiàn)場。

2.1.1 梁面以上組件拼裝

在施工完成的0#段上進(jìn)行掛籃拼裝，施工程序如下：安裝墊枕和軌道；在墩底拼裝掛籃主構(gòu)桁架（并在墩底進(jìn)行掛籃預(yù)壓試驗）；用塔吊將桁片豎起吊至軌道上調(diào)整就位，并臨時支撐；安裝桁架聯(lián)結(jié)系；安裝上橫梁和前吊桿。

2.1.2 梁面下部組件的拼裝

用卷揚(yáng)機(jī)將在橋下拼裝的底模平臺吊裝就位，并與前吊桿聯(lián)結(jié)，安裝后吊桿；安裝外模走行梁和內(nèi)模走行梁；安裝內(nèi)模；掛籃拼裝完成。此外掛籃拼裝完成后，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查和調(diào)整（圖3）。

2.2 掛籃荷載試驗

加載試驗在施工中是十分必要的，它能夠檢驗掛籃在懸灌及走行過程中的安全性，進(jìn)而保證整個工程的安全開展。加載按掛籃及最大梁段重之和的1/4進(jìn)行，安全系數(shù)1.2。卸除后錨，在前上橫梁上模擬走行狀態(tài)加載，試驗走行過程的安全性。通過加載試驗測出掛籃的非彈性變形和彈形變形，用于掛籃懸澆時調(diào)整標(biāo)高及線型控制。以56m跨度連續(xù)梁為例說明。

在具體的荷載試驗中，為了最大限度地提高懸灌梁立模的精度，加載按施工中掛籃受力最不利的梁段荷載進(jìn)行等效加載，獲取掛籃自身彈性變形和非彈性變形值，然后驗證獲取結(jié)果是否滿足要求。

具體加載點及加載量如表1所示。

掛籃預(yù)壓示意圖，以三角形掛籃為例，如圖4所示。

三角形掛籃用此方法預(yù)壓，當(dāng)測點間距H過下無法預(yù)壓時，可在三角形掛籃主桁架之間加設(shè)軌道以增大測點間距H。試驗可消除掛籃自身的非彈性變形，使以后的施工掛籃的變形量有可靠的依據(jù)，以便更好地控制梁段的標(biāo)高。

2.3 移動

當(dāng)上述操作完成后，開始下一步的操作，即脫模和前移掛籃，具體操作如下：

①在原有軌道前增鋪軌道，且要求軌距和水平度符合標(biāo)準(zhǔn)，同時予以錨固。

②將內(nèi)、外模對拉螺桿拆除，將內(nèi)模側(cè)板收折或拆除。

③將所有后錨扁擔(dān)梁的錨固裝置拆除，掛籃就會自由前傾，致使反扣輪組的滾輪安全地反扣在軌道上。

④放松掛在前橫梁上的吊桿，拆除懸吊架吊帶及螺母，并使得內(nèi)、外滑梁落在懸吊輪上，此時懸吊架均自由落在滑梁上。

⑤用2只5t葫蘆分別鉤住后下橫梁兩端正對外滑梁的地方，上部掛在外滑梁上，然后再拆除后下橫梁上所有之吊桿。

⑥用繩索將內(nèi)模系統(tǒng)固定在已澆砼的箱梁上，用兩只5t葫蘆同時牽引兩片承重架前端，同步移動掛籃和模板系統(tǒng)至下一梁段。

⑦安裝前、后下橫梁之吊桿，拆除5t葫蘆。⑧安裝懸吊架，將懸吊輪拆除，同時將懸吊輪移到懸吊架附近再重新安裝。

2.4 掛籃拆除

拆除掛籃結(jié)構(gòu)操作需在箱梁懸灌梁段施工完畢后進(jìn)行，具體的拆除步驟是：箱內(nèi)拱頂支架→側(cè)模系統(tǒng)→底模系統(tǒng)→主桁架，在拆除過程中交叉操作吊帶系統(tǒng)及行走錨固系統(tǒng)。采取拆零取出箱內(nèi)拱頂支架，采用卷揚(yáng)機(jī)整體吊放側(cè)模、底模系統(tǒng)，采取先退至墩位附近再利用吊機(jī)進(jìn)行拆零主桁架。

2.5 掛籃拼、拆裝注意事項

①由于掛籃的拼裝、拆除屬于高空作業(yè)，存在一定的安全風(fēng)險，因此每完成一道工序必須嚴(yán)格檢查其安全性，只有符合要求才能開始下一項操作。

②掛籃拼裝作業(yè)前應(yīng)認(rèn)真對可能涉及到的所有設(shè)備進(jìn)行安全檢查，然后嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行掛籃拼裝操作，要求操作過程中安排專人負(fù)責(zé)指揮和指導(dǎo)。

③應(yīng)保持兩端基本對稱同時進(jìn)行掛籃拼裝、拆除。

3 掛籃的改裝

因掛籃造價較高，往往不是一次性使用，故掛籃改裝在現(xiàn)實施工中尤為重要。

3.1 掛籃改裝的條件

①掛籃自重。根據(jù)施工實際情況，一般來說掛籃自重與最大梁段重量比在0.3～0.5之間為最佳，如不符合比值最大不得超過0.7。如果掛籃過重，而實際連續(xù)梁跨度較小，就沒有改裝的意義。

②掛籃情況。掛籃的形式是否能在實際施工中應(yīng)用，如牽索式掛籃分長平臺和短平臺之分，是否能相互轉(zhuǎn)換使用。還要考慮掛籃新舊情況，如果掛籃使用次數(shù)過多，各個部件已經(jīng)經(jīng)過多次改裝后，是否還能繼續(xù)使用需進(jìn)行一定的受力檢算。

3.2 掛籃改裝關(guān)鍵

3.2.1 不足部件的補(bǔ)齊

掛籃使用后，六大系統(tǒng)可能由于各種原因已經(jīng)不完整，需要清理數(shù)量和種類后進(jìn)行補(bǔ)齊。如內(nèi)模系統(tǒng)一般在模板拆除時已經(jīng)損壞而無法使用。一般來說內(nèi)模系統(tǒng)、外側(cè)模板、底模板、豎門架一般來說需要根據(jù)自身的連續(xù)梁尺寸進(jìn)行重新加工，另外小型部件需要重新加工或購買如高強(qiáng)螺栓、銷子等。

3.2.2 尺寸修改

①梁體的底部寬度與底模前后橫梁的長度比較，如梁長度過短，需重新加工。

②底?？v梁在底前后橫梁上的位置是否與懸吊系統(tǒng)相沖突，如有沖突應(yīng)先滿足整體的懸吊系統(tǒng)，然后再進(jìn)行底?？v梁的分配。

③懸吊系統(tǒng)中底模的前后橫梁、前上橫梁懸吊點是否與梁體施工相沖突，如有沖突，需改裝前后橫梁的吊點。

④走形梁長度是否能滿足最大梁段的施工要求，如不滿足，需要重新加工。

⑤豎門架、吊帶等一般來說需要根據(jù)自身的連續(xù)梁尺寸進(jìn)行重新改裝。

3.2.3 注意事項

改裝掛籃前最好能取得該套掛籃的設(shè)計圖或者改裝圖，以便確認(rèn)掛籃的各種性能及特點，改裝時需進(jìn)行同等強(qiáng)度或局部加強(qiáng)改裝。如16M鋼不能普通鋼鐵進(jìn)行替代，高強(qiáng)螺栓不能用普通螺栓替代。

4 總結(jié)

掛籃在應(yīng)用中盡量做到以下幾點：

①在保證使用功能情況下，受力的主桁架形式越簡單越好；

②模板剛度較好，減少掛籃的自身變形，調(diào)整掛籃要方便；

③錨固系統(tǒng)及懸吊系統(tǒng)要以防止掛籃傾覆為首要條件，下雨大風(fēng)天氣時不宜走形掛籃；

④行走系統(tǒng)用采用前滑后滾的形式較為方便，但在后滾輪處要設(shè)置反扣防止傾覆；

⑤掛籃走形可整體移動或與模板系統(tǒng)分開走形，如整體走形需對掛籃支點反力和底模前后橫梁剛度進(jìn)行檢算。

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