連體掛籃在大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁中的運(yùn)用

王殿梁

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，山西 太原 030012）

1 工程概況

成自瀘赤高速公路（成都—自貢—瀘州—赤水），為成都至遵義的高速公路在四川境內(nèi)的一段，起于成都市，半途通過眉山市、內(nèi)江市、自貢市、瀘州市，止于瀘州市合江縣，是川黔重要的連接樞紐。此公路是川黔高速路網(wǎng)的一個重要組成部分，貫穿成都及川南經(jīng)濟(jì)區(qū)。

赤水河特大橋全長426 m，上部為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁+連續(xù)剛構(gòu)的構(gòu)造，跨徑組合為：2×20 m+（95+180+95）m。主橋上部為現(xiàn)澆高度漸變的單箱單室混凝土箱梁；底板漸變段是以拋物線形式變化，共劃分25個梁段：0號塊梁高11.5 m，梁長12 m；合攏段梁高3.5 m，梁長2 m；1～9號段懸臂施工長度為3 m，10～23號段長度為4 m。0號梁段使用支架現(xiàn)澆，其他梁段均采用掛籃懸澆法施工。

圖1 成都-自貢-瀘州-赤水高速公路赤水河特大橋

2 掛籃構(gòu)造、工作原理及技術(shù)指標(biāo)

a）赤水河特大橋采用了菱形掛籃，其主體結(jié)構(gòu)為菱形支架，前懸臂長，工作空間大，便于施工員操作；結(jié)構(gòu)較為簡潔，自身靜荷載較小，受力也比較明確；拆裝便捷，施工作業(yè)難度較小，施工周期明顯縮短，并且可重復(fù)利用。其示意圖如圖2所示。

圖2 菱形掛籃示意圖

b）工作原理。本套掛籃是用菱形主桁架為主受力構(gòu)件，連同走行系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、底模模板、施工操作平臺等組合而成，模板體系與主桁架系統(tǒng)可以同時移動。當(dāng)模板系統(tǒng)隨著主桁架移動就位后便可進(jìn)行搭建鋼筋，澆筑混凝土等施工工序。待梁段箱梁施工結(jié)束后，再進(jìn)行下一段梁體施工，循環(huán)往復(fù)。

圖3 赤水河特大橋掛籃施工現(xiàn)場

c）掛籃主要技術(shù)指標(biāo)。

（a）適用的最大梁段重250 t；

（b）適用的最大梁段長5 m；

（c）掛籃結(jié)構(gòu)桿件安全系數(shù)為2；

（d）掛籃最大變形18 mm。

3 掛籃的拼裝及滑移

橋墩施工完成后，首先要在主墩墩頂搭設(shè)支架及模板，澆筑施工0號段箱梁，待施工完成后，組裝連體掛籃施工1號梁段，而后將連體掛籃分解，形成兩個獨(dú)立的菱形掛籃，對稱澆筑剩余的梁段。

全新的掛籃必須經(jīng)過試壓后才能進(jìn)行施工。此舉一是為了檢驗掛籃的質(zhì)量，二來是消除其本身非彈性變行。試壓就近進(jìn)行，選定于橋墩附近場地進(jìn)行加壓法試壓。方案為：首先嚴(yán)格按照掛籃設(shè)計圖紙拼裝掛籃菱形主桁架，選取兩組菱形主桁架對稱安裝置于水平場地地面（詳見圖4），將前后支點(diǎn)固定，兩組桁架的前上橫梁前緣使用φ32精軋螺紋鋼筋聯(lián)系起來，利用千斤頂在前上橫梁處施加荷載。

實驗選用一臺YC200型千斤頂，分別按照50%P、80%P、100%P、120%P（P 為等效集中荷載）進(jìn)行加載，每次加載持荷時間不得低于30 min，監(jiān)測前上橫梁、前后支點(diǎn)處的撓度值，每次加載監(jiān)測完畢，需卸載，千斤頂回油，然后再進(jìn)行下一等級的加載。

圖4 菱形掛籃主桁架試壓

掛籃拼裝前需對銷座、吊帶和銷子等重要受力部件進(jìn)行探傷檢驗和加載試驗。

懸臂澆筑法要求需在墩兩側(cè)同時搭建模板及澆筑混凝土，而0號塊的設(shè)計長度為12 m，無法滿足同時搭建兩個單獨(dú)的菱形掛籃。因此1號梁段的施工，需要將兩個單獨(dú)的菱形掛籃連接成為一個整體，使得整體安裝長度小于0號段的梁長。如圖5所示。

圖5 連體掛籃示意圖

澆筑完成0號梁段后，將支架及模板拆除，然后進(jìn)行現(xiàn)場拼裝。安裝順序：拼裝準(zhǔn)備（地面找平等）→走行軌道鋪設(shè)→安裝前滑板及后鉤板→拼裝主桁架→安裝前上橫梁及前吊帶→搭建底模系統(tǒng)→聯(lián)結(jié)底模架與吊帶→安裝后吊帶→安裝后橫梁及后錨固系統(tǒng)→安裝模板系統(tǒng)滑梁→安裝外側(cè)模。

圖6 赤水河特大橋掛籃施工現(xiàn)場

需要注意的是同一墩頂兩側(cè)的掛籃安裝應(yīng)當(dāng)同步，單側(cè)掛籃的安裝具體步驟如下。

3.1 主構(gòu)件安裝

a）軌道 將每只掛籃桁架下滑道區(qū)域調(diào)平，符合設(shè)計高程；放線找出掛籃走行軸線，安裝走行軌道（精確設(shè)置間距，確保主桁的安裝間距），利用箱梁頂板預(yù)埋鋼將走行軌道壓緊[1]。示意圖如圖7。

圖7 軌道系統(tǒng)示意圖

b）安裝前滑板、后鉤板，如圖8、圖9所示。

圖8 前滑板、后鉤板立面示意

圖9 前滑板、后鉤板斷面示意

c）安裝掛籃主構(gòu)架及后錨固系統(tǒng)，安裝橫向連接系，如圖10所示。

圖10 掛籃主構(gòu)架橫斷面示意

d）安裝前上橫梁，如圖11所示。

圖11 前上橫梁示意

3.2 底模平臺的安裝搭建

a）預(yù)制拼裝底模系統(tǒng)，底模系統(tǒng)包括：底模，前、后下橫梁，縱梁，吊帶框梁[1]，如圖12所示。

圖12 底模系統(tǒng)示意

b）底模系統(tǒng)利用塔吊整體吊裝就位（1號梁段梁底），臨時錨固。安裝前、后吊掛，吊裝定位底模,檢查主構(gòu)件與底模平臺連系是否穩(wěn)定[1]。

c）掛籃布設(shè)測點(diǎn)，進(jìn)行預(yù)壓。

3.3 安裝模板系統(tǒng)

a）安裝內(nèi)滑梁前、后吊帶。

b）拼裝內(nèi)滑梁、內(nèi)模及支架，做臨時連接處理。將預(yù)先拼裝好的內(nèi)模系統(tǒng)，用吊帶將其與內(nèi)滑梁連系在一起。

c）將外滑梁與前吊點(diǎn)進(jìn)行連接；箱梁頂需預(yù)留孔位，后臨時吊點(diǎn)通過預(yù)留孔固定于梁面上，外模系統(tǒng)通過滑梁從前一個梁段滑至后一個梁段的設(shè)計位置。最后安裝后吊點(diǎn)并拆除臨時吊點(diǎn)，安裝滑錨。

3.4 掛籃靜載試驗

a）對照設(shè)計文件仔細(xì)檢測掛籃結(jié)構(gòu)，用水箱按照單節(jié)最重梁的1.25倍作為壓重設(shè)備。靜載試驗分4個階段：分別加載30%P、60%P，、100%P及125%P，各級荷載持荷時間不少于20 min，并對掛籃的變形做好相應(yīng)的記錄。

b）卸荷。

3.5 梁段澆筑

a）綁扎搭建鋼筋系統(tǒng)，安裝預(yù)應(yīng)力管道，穿鋼束。

b）檢查掛籃結(jié)構(gòu)，灌注混凝土并養(yǎng)護(hù)。

c）脫模，待彈性模量超過90%后張拉預(yù)應(yīng)力，1號梁段施工完成。

3.6 連體掛籃分解循環(huán)步驟

圖13 連體掛籃分解循環(huán)步驟圖

3.7 循環(huán)施工

a）加長滑道，長度滿足下一梁段施工。

b）解除掛籃后錨固。

c）掛籃前移：將底模平臺臨時吊裝于外側(cè)模支架上，支架下落至滑梁上，然后主桁架、內(nèi)外滑梁連同底模外模同時前移至設(shè)計位置。

d）此后0號塊上的兩只菱形掛籃不再產(chǎn)生聯(lián)系，各自施工以后節(jié)段。

e）按以上方式循環(huán)往復(fù)。

4 結(jié)論

伴隨經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國公路、鐵路工程建設(shè)取得了巨大的進(jìn)步，我國橋梁技術(shù)能力日臻成熟。近年來，國內(nèi)的高速公路和高速鐵路中對大跨度橋梁的應(yīng)用越來越多，其中不乏很多世界級的工程項目。這其中受各種條件限制而采用懸臂澆筑法占到了八成，菱形掛籃已成為懸臂澆筑施工中使用最頻繁的設(shè)備之一。

菱形掛籃的優(yōu)點(diǎn)主要有：

a）自重較輕，預(yù)制、運(yùn)輸、施工、拆移各個環(huán)節(jié)十分便捷，該掛籃的應(yīng)用，可節(jié)省較大的資金成本。

b）此掛籃結(jié)構(gòu)簡潔，受力明確，并且經(jīng)使用后的掛籃再次使用時無需進(jìn)行加載實驗。

c）此掛籃內(nèi)、外模的縱向走行十分方便，加固亦可采用該滑梁。

d）掛籃由于設(shè)計成菱形，吊點(diǎn)懸空位于下一段梁面以上，給施工人員提供的操作空間特別大，有利于施工。

e）施工期間不會影響橋下水陸交通，適應(yīng)性強(qiáng)，拆卸移動十分方便可加快施工進(jìn)度，縮短工期。

f）施工中便于觀察測量各個節(jié)段的誤差，可對施工誤差及時進(jìn)行調(diào)整以保證施工的精度。

本文介紹的連體掛籃組拼、解體技術(shù)，將會繼續(xù)在祖國更多的大跨徑橋梁上得到更加廣泛的應(yīng)用。