木蘭大橋懸臂澆筑（掛籃法）施工技術(shù)與應(yīng)用

封有吉

摘要：建筑行業(yè)的發(fā)展，懸臂建筑（掛籃法）施工技術(shù)在大橋建設(shè)施工中越來(lái)越重要。本文主要以木蘭大橋建設(shè)施工為對(duì)象，深入分析工程建設(shè)施工的總體情況和所使用的懸臂澆筑（掛籃法）施工技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出木蘭大橋懸臂澆筑施工的主要技術(shù)應(yīng)用。

Abstract： With the development of the construction industry， cantilever construction （hanging basket method） construction technology has become increasingly important in the construction of bridges. This article mainly takes the construction of Mulan Bridge as the object， deeply analyzes the general situation of construction and the cantilever pouring （hanging basket method） construction technology used， and puts forward the main technical application of cantilever pouring construction of Mulan Bridge.

關(guān)鍵詞：木蘭大橋；懸臂澆筑（掛籃法）；施工技術(shù)；應(yīng)用

Key words： Mulan Bridge；cantilever pouring （hanging basket method）；construction technology；application

中圖分類號(hào)：U445.466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）14-0119-03

1 工程概況

木蘭松花江公路大橋及引道工程起于木蘭縣譚家店，接既有省道101線和擬建的國(guó)道333線木蘭至慶安段，于王家屯東跨越松花江，跨越松花江后，在賓縣西口村西側(cè)接于松花江南岸，沿山谷布線先后經(jīng)過(guò)荊家屯、柴家屯、劉家屯、一德村、張少文屯、李爬屯、立興屯，止于賓縣勝利鎮(zhèn)，接既有國(guó)道221線和擬建的國(guó)道333線延壽至勝利段。路線主要控制點(diǎn)：木蘭縣譚家店、賓縣西口村、荊家屯、柴家屯、劉家屯、一德村、張少文屯、李爬屯、立興屯和勝利鎮(zhèn)。

1.1 工程主要情況

本工程為木蘭松花江公路大橋及引道工程建設(shè)項(xiàng)目土建工程施工A2合同段，起點(diǎn)位于木蘭縣木蘭鎮(zhèn)，主橋跨越松花江后進(jìn)入賓縣擺渡鎮(zhèn)。建設(shè)范圍為主橋及南岸引橋，木蘭松花江公路大橋由北（木蘭縣）向南（賓縣）布跨，起止樁號(hào)為K4+491.227～K5+766.902，全長(zhǎng)1275.7m，橋?qū)?4.5m，雙向六車道布置；主橋長(zhǎng)990m，跨徑組合95m+5×160m+95m變截面鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，南岸引橋?yàn)?孔×40m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)T梁。

1.2 主要施工條件

1.2.1 氣象情況

該工程所在區(qū)域?qū)俸疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，年平均溫度3.8℃，最高氣溫45℃，最低氣溫-42℃，冰封季節(jié)長(zhǎng)達(dá)五個(gè)月，凍土深度最高可達(dá)2.0m，年平均降雨量為569.2mm，多集中在6-8月間，占全年降水量62%左右，年蒸發(fā)量1306mm，為年降水量的2-3倍，潮濕系數(shù)0.4左右，常年多西南風(fēng)，春季多風(fēng)干旱，夏短炎熱，冬季漫長(zhǎng)，氣候寒冷。

1.2.2 水文地質(zhì)情況

第一，水文條件。該工程所在區(qū)域跨越松花江，松花江為區(qū)域內(nèi)最大河流，其上下游一定范圍內(nèi)平均河床寬0.5-1公里，河床坡降小，僅1/7000-1/10000，年平均流量1760m3/s，測(cè)區(qū)內(nèi)有木蘭河，頭道河，二道河，半截河，擺渡河等，為松花江支流，松花江北岸地下水主要為第四系松散堆積層所含的空隙潛水，松花江南岸地下水主要為基巖裂隙水。地下水補(bǔ)給方式以大氣降水及河流測(cè)滲方式為主。地下水埋深一般在1-4m左右。

木蘭松花江大橋設(shè)計(jì)洪水頻率300年一遇，根據(jù)洪評(píng)報(bào)告的結(jié)論，施工按照五年一遇洪水位考慮，五年一遇設(shè)計(jì)水位為108.19m，警戒水位109.0m，超過(guò)洪水警戒水位暫時(shí)施工，按不可抗力考慮。江面在枯水期常水位為103.5m，枯水期及冰凍期一般為10月至次年4月；汛期水位106.0m～107.5m。

第二，地質(zhì)情況。本工程在構(gòu)造單元上地處Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元大興安嶺-內(nèi)蒙地槽褶皺區(qū)。亞Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元為伊春-延壽地槽褶皺系，Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元為茂林-木蘭地槽褶皺帶，Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元為木蘭褶皺束。本區(qū)斷裂構(gòu)造無(wú)活動(dòng)行跡，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定。據(jù)地質(zhì)調(diào)繪，主河道北岸岸坡由第四系松散堆積層粉質(zhì)黏土構(gòu)成，其抗沖刷能力弱，穩(wěn)定性較差，在較大洪水沖刷下極易發(fā)生塌岸，且在冬季凍脹，春季融化過(guò)程中亦造成順層滑坡。南岸基巖出露，穩(wěn)定性較好。該段河道彎曲，縱坡小，江心淺灘密布。主河道內(nèi)由厚度不大的沙礫石組成，該層抗沖刷能力較弱。

南北橋臺(tái)分處兩個(gè)不同的地貌單元，南岸為低山丘陵地貌，北岸為河谷平原地貌，整橋跨越不同的地質(zhì)單元，南岸以礫巖為主，巖石質(zhì)地密實(shí)堅(jiān)硬，屬于次堅(jiān)巖，巖體裂隙發(fā)育；北岸為泥砂巖，多為軟巖及極軟巖。

2 木蘭大橋懸臂澆筑（掛籃法）技術(shù)構(gòu)成

2.1 掛籃構(gòu)造

掛籃委托專業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，自重控制在60t以內(nèi)，專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工廠家加工，設(shè)計(jì)完成后及時(shí)將掛籃重量等參數(shù)上報(bào)給設(shè)計(jì)部門計(jì)算懸澆的預(yù)拱值，掛籃圖紙及計(jì)算書待專業(yè)院設(shè)計(jì)出圖后另行上報(bào)。

掛籃按照最大梁段進(jìn)行設(shè)計(jì)，并留有一定安全儲(chǔ)備。主要由主構(gòu)架、行走及錨固裝置、底模架、外側(cè)模板、內(nèi)模板、前吊及后吊裝置、前上橫梁等組成。其中，主構(gòu)架掛籃的主要受力系統(tǒng)，由兩個(gè)三角桁架組成。前部安裝前上橫梁與吊帶及前下橫梁形成懸臂吊架，懸吊掛籃模板和梁段鋼筋混凝土的部分重量，以實(shí)現(xiàn)懸臂澆筑施工。

橫梁系由前上橫梁，前下橫梁、后上橫梁、后下橫梁組成，上橫梁固定在主桁架上，前下橫梁通過(guò)吊帶吊于前上橫梁上。掛籃的懸吊系統(tǒng)用于懸吊和升降底模、工作平臺(tái)等，以適應(yīng)連續(xù)梁高度的變化。由吊帶、千斤頂、手拉葫蘆、吊帶座等組成。通過(guò)緊固端部螺母來(lái)改變吊帶的長(zhǎng)度，以實(shí)現(xiàn)底模及工作平臺(tái)的升降。同時(shí)，懸吊內(nèi)?？v梁于上橫梁和已成型梁段頂板上，實(shí)現(xiàn)內(nèi)模的升降和前移。掛籃前后移位的主要裝置，依靠手拉葫蘆，通過(guò)滑槽和滑槽內(nèi)的滑軌間的相對(duì)滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。掛籃的模板系由底模、外模、內(nèi)模、端模等組成。

2.2 掛籃安裝

掛籃由專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工廠進(jìn)行加工，各構(gòu)件用浮吊轉(zhuǎn)運(yùn)至主墩處進(jìn)行安裝，其安裝流程如下：

底錨梁按測(cè)量放出的兩肋板中軸線對(duì)中安裝，底錨梁橫向應(yīng)找平調(diào)正底錨梁與混凝土面間隙應(yīng)塞緊。前支腿處的底錨梁與混凝土面間應(yīng)全部塞緊填實(shí)，以確保混凝土均勻承壓，底錨梁安裝正位后，擰緊固定底錨梁的六角螺母，使施工受力傳至已澆筑段梁體內(nèi)的豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋上。

承重架安裝注意前支點(diǎn)處滑靴高度，因橋面橫坡為2%，安裝時(shí)在底錨梁后走輪前面設(shè)置墊塊，然后在滑靴和墊塊上安裝承重架，注意承重架縱軸線與底錨梁及梁肋板中軸線對(duì)中吻合。

承重架主梁縱向應(yīng)調(diào)正、調(diào)水平，立柱應(yīng)呈鉛垂?fàn)顟B(tài)，后錨上緊錨后，安裝焊接后走輪，注意焊接時(shí)后走輪的高度，使得后錨放松后，后走輪與底錨梁全面積密帖，確保底錨梁工字鋼翼緣均勻。前后橫梁安裝定位滿足掛籃總體設(shè)計(jì)要求，尤其注意前后橫梁吊帶孔位置的準(zhǔn)確性。

底模預(yù)拼順序?yàn)椋捍钤O(shè)安裝平臺(tái)并找平→縱梁定位安放→安托架→安裝、焊接橫梁→底模平臺(tái)找平→安裝底模鋼板。底模平臺(tái)預(yù)拼完成后，安裝側(cè)模，四角采用10t手拉倒鏈（上端懸掛于前后橫梁端部）起吊，底模就位后安裝前后吊桿，掛籃安裝完畢。

2.3 掛籃預(yù)壓

使用掛籃澆筑混凝土之前要求對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓的目的一方面是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)、制作、安裝工作的質(zhì)量，消除系統(tǒng)非彈性變形；另一方面可為橋梁設(shè)計(jì)和施工控制提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

掛籃預(yù)壓采用千斤頂反拉預(yù)壓，預(yù)壓程序模擬懸澆工序進(jìn)行，試驗(yàn)過(guò)程中加載按照節(jié)段最大重量的25%、50%、75%、100%、120%分級(jí)進(jìn)行，測(cè)定各級(jí)荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度和最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力。根據(jù)各級(jí)荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度繪出掛籃荷載—撓度曲線，由曲線可以得出使用掛籃施工各梁段時(shí)產(chǎn)生的撓度，為大橋懸臂施工的線形控制提供可靠的依據(jù)。根據(jù)最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力，可以計(jì)算掛籃的實(shí)際承載能力，了解使用中的實(shí)際安全系數(shù)，確保安全可靠。

3 木蘭大橋懸臂澆筑施工的主要技術(shù)應(yīng)用

3.1 底模調(diào)整

底模預(yù)壓后根據(jù)預(yù)壓數(shù)據(jù)調(diào)整底模標(biāo)高，檢查前后橫梁錨固，清理模板涂刷色拉油脫模劑。

3.2 鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力管道的安裝

一方面，底板鋼筋綁扎。鋼筋綁扎時(shí)注意U型鋼筋的位置準(zhǔn)確性。底板伸入腹板的倒角鋼筋在豎向波紋管安裝完后再行綁扎。底板勾筋需勾到最外層鋼筋上，控制好鋼筋保護(hù)層。

另一方面，腹板鋼筋綁扎。腹板主筋高低不一，綁扎時(shí)要注意位置正確。沿腹板厚度方向上的U型鋼筋要避開(kāi)豎向波紋管的位置，同時(shí)要上下一條線，以便于串筒的安放。勾筋嚴(yán)格按設(shè)計(jì)數(shù)量及間距安放，勾到最外層鋼筋上，控制好鋼筋的保護(hù)層。

3.3 波紋管的安裝定位

波紋管定位每隔50cm固定一道，固定時(shí)注意控制好波紋管的高度。波紋管在穿束時(shí)，要將固定端的錨環(huán)與錨座之間的空隙用海棉塞好，防止漏漿。在波紋管定位后將直徑略小于波紋管內(nèi)徑的塑料管穿入波紋管內(nèi)作為芯棒，待混凝土施工結(jié)束有一定的強(qiáng)度后拔出芯棒。

3.4 壓漿管道的設(shè)置

用90°的鍍鋅管彎頭連接固定端錨座上的壓漿孔，然后再用硬質(zhì)塑料管與鍍鋅管相連，將管道接出腹板范圍。要注意各接頭部位的密封性，同時(shí)各個(gè)管道要進(jìn)行編號(hào)，防止混淆。波紋管安裝定位完成以后，進(jìn)行底板倒角鋼筋綁扎。

縱向預(yù)應(yīng)力筋的錨座安裝時(shí)需注意：同一根鋼絞線的兩個(gè)錨座上的壓漿孔應(yīng)在下方，抽真空孔在上方。在頂板上層第二層鋼筋綁扎完成后，開(kāi)始進(jìn)行橫向波紋管的安裝。

3.5 內(nèi)頂模板的前移及定位

在底板、腹板鋼筋綁扎以及豎向波紋管基本安裝到位以后，用葫蘆拉出內(nèi)頂模板及內(nèi)側(cè)模板。內(nèi)模板拆卸：提升內(nèi)?；呵昂蟮鯒U，使內(nèi)?；瑒?dòng)裝置托住內(nèi)模，然后用手拉葫蘆向內(nèi)拉動(dòng)內(nèi)側(cè)模，內(nèi)模脫落，下降內(nèi)?；呵昂蟮鯒U，用葫蘆牽引內(nèi)模前移就位。內(nèi)模板貼緊已澆好的節(jié)段混凝土15cm，然后安裝好內(nèi)滑梁上的后點(diǎn)滑梁連接器，收緊滑梁連接器，準(zhǔn)備調(diào)整內(nèi)模板的平面位置及標(biāo)高。

首先調(diào)整內(nèi)模板的縱軸線位置。根據(jù)已經(jīng)定好的腹板外側(cè)模板的位置，從該處量一個(gè)腹板的厚度即是內(nèi)模板的邊線位置。然后根據(jù)已經(jīng)定好的翼緣板邊線確定出內(nèi)模板的梁段邊線，實(shí)測(cè)該邊線處的標(biāo)高，調(diào)整前吊點(diǎn)，使該處的標(biāo)高達(dá)到預(yù)定的理論標(biāo)高，對(duì)內(nèi)模板的后吊點(diǎn)預(yù)加5噸的力，內(nèi)模板錨固完畢。

3.6 混凝土澆筑前的主要檢查工作

豎向筋的固定端與張拉端要重點(diǎn)檢查的項(xiàng)目如下：錨環(huán)與錨座之間是否漏漿、壓漿管道到錨座的壓漿孔之間是否密封、壓漿管道標(biāo)識(shí)是否清楚、張拉端錨座頂口是否水平、張拉盒與錨座之間結(jié)合是否緊密等等。

3.7 掛籃的錨固檢查項(xiàng)目

主桁后錨固處的精軋螺紋鋼是否垂直，有無(wú)受水平力而彎曲，精軋螺紋鋼是否與錨梁上的預(yù)留孔的邊緣相接觸，精軋螺紋鋼的表面保護(hù)措施是否被損壞等等。

其它檢查項(xiàng)目：掛籃所需的預(yù)留孔的位置、間距、垂直度；泵管的全線固定情況，以及彎頭部位的密封性能；箱梁的軸線、各部位標(biāo)高；其他常規(guī)檢查和報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目。

4 結(jié)論

木蘭大橋建設(shè)施工中，懸臂澆筑技術(shù)（掛籃法）發(fā)揮著重要的作用。具體施工中，應(yīng)加強(qiáng)懸臂澆筑（掛籃法）施工技術(shù)的應(yīng)用。這樣不僅可以保證建設(shè)施工的按時(shí)完成，也使建設(shè)施工更加安全，進(jìn)而保證木蘭大橋建設(shè)施工的高質(zhì)與高效完成。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，2015.

[2]章宏偉.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁掛籃法懸臂澆筑技術(shù)控制[J].建筑施工，2013，27（10）：53-54.

[3]李錚.掛籃懸臂澆筑連續(xù)橋梁施工工法的應(yīng)用[J].世界橋梁，2010（2）：33-35.

[4]揭選松.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋掛籃法施工與監(jiān)控[J].山西建筑，2017（2）：319-320.