淺論復(fù)合型短平臺(tái)前支點(diǎn)掛籃整體下放技術(shù)

許德妹 福建省三順交通工程有限公司 福建 漳州 363118

1.工程概況:

某大橋全長764.5米，橋跨布置為4*30＋30*30＋120＋160+4*30+50*30米，其中主橋橋梁跨徑布置為（120+160）m，長280m，為獨(dú)塔雙索面塔梁墩固結(jié)體系斜拉橋。

斜拉橋主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土雙邊箱梁，梁頂寬44m，底面寬27m，中心處梁高3.5m，箱梁頂板厚0.28m，標(biāo)準(zhǔn)段底板厚0.35m，在邊跨45.65m配重段內(nèi)底板加厚為0.5m，斜腹板厚0.3m，直腹板厚0.5m，錨索區(qū)邊肋厚1.2m。主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長6.0m，標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)每6.0m設(shè)置一道橫梁，橫梁厚0.30m，橫梁采用底部帶馬蹄型斷面；每6.0m設(shè)置一道橫隔板，橫隔板厚0.25m，主梁采用C55混凝土。

主梁懸澆梁澆筑節(jié)段長度均為6m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段砼重量568t，全橋主梁共設(shè)35個(gè)懸澆節(jié)段，主跨側(cè)24個(gè)懸澆節(jié)段；邊跨側(cè)11個(gè)懸澆節(jié)段，主梁尾部13#段長為45.8m,采用支架整體現(xiàn)澆。

配合前支點(diǎn)掛籃施工的斜拉索采用雙索面扇形布置，拉索在梁上標(biāo)準(zhǔn)間距為6.0m，邊跨壓重段索距3.4m；塔上標(biāo)準(zhǔn)間距為2.2m，斜拉索采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa高強(qiáng)低松弛鍍鋅鋼絞線。斜拉索單側(cè)24對(duì)，全橋共48對(duì)。拉索型號(hào)為15.2-73、61、55、43四種，斜拉索HDPE護(hù)管采用外層帶雙螺旋線的白色護(hù)套。斜拉索在塔內(nèi)采用張拉段錨具，在主梁處采用固定端錨具。最長索169.8m，最大拉索重14.4噸，全橋總重約740噸。

本次下放的前支點(diǎn)掛籃主要由承載系統(tǒng)，提升錨固系統(tǒng)，止推系統(tǒng)，定位調(diào)整系統(tǒng)，行走系統(tǒng)，索力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，模板及安全防護(hù)及液壓系統(tǒng)電氣系統(tǒng)組成，掛籃自重230噸

2．施工工藝

2.1 總體安排

主梁邊跨施工至邊跨合攏后，邊跨掛籃保持不動(dòng)作為主跨配重的一部分，此時(shí)直至主跨懸澆施工結(jié)束并待混凝土滿足強(qiáng)度要求后，開始進(jìn)行主邊跨前支點(diǎn)掛籃的整體下放，掛籃下放前兩側(cè)現(xiàn)澆段支架拆除完畢。

掛籃下放采用千斤頂配合精軋螺紋鋼進(jìn)行，將精軋螺紋鋼穿過主梁固定到掛籃上，安裝下放千斤頂并將千斤頂接通到控制液壓泵站，通過千斤頂?shù)某鲇汀⒒赜头植綄旎@下放到地面。

前支點(diǎn)掛籃的下放順序?yàn)椋悍忾]道路→錨固力的轉(zhuǎn)換→三角桁架的拆除→掛腿拆除→下放千斤頂安裝→接力千斤頂安裝→千斤頂調(diào)試→掛籃整體下放→下放精軋螺紋鋼接長→下放結(jié)束→掛籃分解。

整體下放按照“重安全、重過程、重觀察、輕速度”三重一輕的施工方法，重點(diǎn)關(guān)注下放的安全性，確保安全為首位，下放速度在保證安全的基礎(chǔ)上可以適當(dāng)加快。由于整體下放時(shí)掛籃自重仍達(dá)到200噸以上，為減輕單個(gè)吊點(diǎn)對(duì)主梁的瞬間沖擊，下放時(shí)必須保證整體水平，前支點(diǎn)掛籃下放工藝流程為：

2.2 掛籃下放施工準(zhǔn)備

2.2.1 預(yù)埋件安裝

前支點(diǎn)掛籃施工至最后一個(gè)節(jié)段時(shí)，進(jìn)行掛籃下放預(yù)埋件的安裝。由于復(fù)合型牽索掛籃的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，掛籃前吊點(diǎn)正常情況下由橋面上的三角桁架提供，因此為了滿足下放時(shí)的要求，必須將掛籃前吊點(diǎn)從三角桁架轉(zhuǎn)移到主梁上。

澆筑最后一節(jié)掛籃混凝土?xí)r，保持三角桁架中間位置掛點(diǎn)不變，在主梁兩側(cè)掛籃主縱梁上方預(yù)埋PVC塑料管，作為三角桁架兩側(cè)掛點(diǎn)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

預(yù)埋時(shí)通過全站儀進(jìn)行放點(diǎn)，確保預(yù)埋位置的準(zhǔn)確，澆筑混凝土?xí)r在放料、振搗過程中避開預(yù)埋管，防止因澆筑混凝土導(dǎo)致預(yù)埋管偏位。

2.2.2 吊點(diǎn)位置及數(shù)量的確定

復(fù)合型短平臺(tái)前支點(diǎn)掛籃工作狀態(tài)下自重230噸，下放前經(jīng)拆除三角桁架及掛籃兩側(cè)掛腿后，掛籃全重210噸，為了保證下放時(shí)的安全性，必須進(jìn)行掛點(diǎn)位置及掛點(diǎn)數(shù)量的計(jì)算。

根據(jù)掛籃的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，掛籃前后共9個(gè)錨固點(diǎn)36根精軋螺紋鋼，精軋螺紋鋼材質(zhì)為930φ32型號(hào)。

單根精軋螺紋鋼考慮到銹蝕等因素的存在按照設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)

F= 0.9×P×S

F為精軋螺紋鋼承受的張拉力，單位N

P為精軋螺紋鋼強(qiáng)度,單位MPa

S為精軋螺紋鋼理論截面面積，單位mm2

帶入計(jì)算有：F= 0.9×P×S=0.9×930×846.5=708520.5 N=70.8T

因此單根精軋螺紋鋼能提供70.8噸的張拉力，理論上4根精軋螺紋鋼就可以提供掛籃所需的吊點(diǎn)力，實(shí)際施工中為了安全起見，我們采用前三后三共6個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行，這6個(gè)吊點(diǎn)提供425噸的張拉力，而掛籃自重210噸，整個(gè)掛籃下放過程中提供了1倍的安全系數(shù)。

吊點(diǎn)位置選擇時(shí)，每個(gè)吊點(diǎn)處設(shè)置兩根精軋螺紋鋼，其中一個(gè)為下放桿，另一個(gè)只是轉(zhuǎn)換桿。

圖3 掛籃下放工藝流程

2.2.3千斤頂?shù)倪x擇

液壓千斤頂由于它結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、舉升力大、出油回油速度快，同時(shí)采用泵站供油，操作簡單省時(shí)省力，因此掛籃下放采用液壓千斤頂進(jìn)行。

考慮到下放采用精軋螺紋鋼進(jìn)行，單根精軋螺紋鋼最大受力62.9噸，在下放過程中由于部分掛籃偏心的原因，某處吊點(diǎn)受力會(huì)超過精軋螺紋鋼的平均分配力，所以液壓千斤頂采用100噸型號(hào)，并且為穿心型，千斤頂?shù)拇┬闹睆奖ＷC精軋螺紋鋼連接器順利通過。

2.2.4 技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

為確保掛籃拆除工作的安全進(jìn)行，組建掛籃拆除施工班組, 其指揮人員掛籃施工經(jīng)驗(yàn)豐富、安全意識(shí)強(qiáng)、責(zé)任心強(qiáng)，進(jìn)而進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)。

拆除前施工班組人員都應(yīng)經(jīng)過相應(yīng)的安全教育培訓(xùn)并考試合格，確保關(guān)鍵崗位人員及特種作業(yè)人員均持有特種作業(yè)證。

橋上橋下同時(shí)做好防護(hù)設(shè)施：橋梁外側(cè)設(shè)圍欄并安裝安全網(wǎng)防止落物，橋下做好封閉作業(yè)面下方車道工作并設(shè)專人引導(dǎo)行人、車輛安全行駛。

2.3 三角桁架及掛腿的拆除

掛腿作為掛籃行走時(shí)承擔(dān)掛籃大部分重量的受力部位，其拆除前必須保證掛籃后錨點(diǎn)已經(jīng)將掛籃重量轉(zhuǎn)移到主梁之上，拆除時(shí)利用汽車吊將掛腿提前通過鋼絲繩固定，然后利用扳手打開掛腿與掛籃相接位置的螺栓，在拆除過程中不允許采用猛烈敲打然后強(qiáng)扭等方法拆除，打開螺栓后，通過吊車緩慢將掛腿吊放到主梁平板拖車上，綁扎牢固后由指揮人員指揮開平板車開至指定定點(diǎn)。

三角桁架拆除時(shí)，由于桁架位于主梁之上其安全性相對(duì)來講比較高，但由于三角桁架過高過大，且數(shù)量為三片，因此拆除時(shí)首先要求防止其單片時(shí)倒塌。先將每片三角架后方的配重塊利用吊車進(jìn)行拆卸，并將三角架前后方下側(cè)安裝板凳，防止其前傾。松開后錨精軋螺紋鋼，采用吊車將三角桁架各個(gè)連接部位拆解，拆解過程中，為了防止其倒伏利用多個(gè)10t的倒鏈將桁架臨時(shí)固定。

三角桁架拆解時(shí)，連接的各個(gè)部位除螺栓外還有大量插銷，經(jīng)長時(shí)間使用后，插銷生銹拆除困難，因此拆解三角桁架前一天，可用螺栓松動(dòng)劑涂抹生銹插銷，方便桁架的拆除，加快拆除速度。

2.4 掛籃下放設(shè)備的安裝

前支點(diǎn)掛籃下放主要設(shè)備為液壓千斤頂及泵站、精軋螺紋鋼。

掛籃下放采用的千斤頂為穿心式液壓千斤頂，型號(hào)大重量重，安裝時(shí)采用汽車吊進(jìn)行配合。安裝前檢查吊點(diǎn)處主梁混凝土表面，若表面混凝土質(zhì)量較差或梁面不平可在安裝千斤頂前利用鋼板對(duì)梁面加強(qiáng)或補(bǔ)平。

利用吊車將千斤頂起吊后穿入吊點(diǎn)兩根精軋螺紋鋼中的其中一根，千斤頂安裝到梁面后，再依次安裝鋼板、螺母。啟動(dòng)與千斤頂相連的油泵，對(duì)千斤頂供油，將此處吊點(diǎn)承受的荷載轉(zhuǎn)移到此根精軋螺紋鋼上，這根精軋螺紋鋼作為下放桿，此時(shí)吊點(diǎn)處另一根精軋螺紋鋼處于松動(dòng)狀態(tài)，然后將另一個(gè)千斤頂安裝到松動(dòng)狀態(tài)的精軋螺紋鋼上，完成轉(zhuǎn)換桿千斤頂?shù)陌惭b。

千斤頂安裝完成后，此時(shí)由于精軋螺紋鋼較短，還需安裝精軋螺紋鋼，單個(gè)吊點(diǎn)安裝的精軋螺紋鋼高度必須相差2m左右，即下放桿與轉(zhuǎn)換桿頂端高度相差2m，以保證掛籃下放時(shí)精軋螺紋鋼的接長。

2.5 掛籃下放過程

準(zhǔn)備工作完成以后即進(jìn)行掛籃的下放工作，下放時(shí)，每個(gè)吊點(diǎn)位置安排一組兩名操作工人，前三個(gè)下方點(diǎn)六個(gè)千斤頂接通一個(gè)泵站，后三個(gè)下放點(diǎn)千斤頂接通一個(gè)泵站，保證前后下放時(shí)各自的同步性，以及通過兩個(gè)泵站前后下放過程中的配合。下放前主梁面安排一名指揮人員，負(fù)責(zé)掛籃下放的整體指揮工作，掛籃下方即橋面下，安排兩名觀察人員，進(jìn)行觀察。觀察人員有兩項(xiàng)重要的工作，一時(shí)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的警戒，嚴(yán)禁任何車輛、行人接近或通過掛籃下放區(qū)域；二是負(fù)責(zé)觀察掛籃下放過程中出現(xiàn)的任何問題，比如當(dāng)某點(diǎn)下放過快精軋螺紋鋼松動(dòng)或掛籃水平方向前后不一致時(shí)，及時(shí)提醒主梁指揮人員調(diào)整兩個(gè)泵站保證掛籃下放的水平。

橋面上指揮人員及橋面下觀察人員配備對(duì)講設(shè)備，下放過程中及時(shí)溝通，出現(xiàn)任何異常情況必須立即停止下放工作，查明出現(xiàn)異常的原因，否則不允許繼續(xù)進(jìn)行下放。

下放時(shí)，采取前后異步的操作方式，既前三個(gè)吊點(diǎn)通過相連的泵站先進(jìn)行下放，一個(gè)行程結(jié)束后，此泵站停止，然后后三個(gè)吊點(diǎn)通過泵站進(jìn)行下放，同樣操作一個(gè)行程，兩個(gè)泵站交替開動(dòng)進(jìn)行掛籃下放，這樣任何情況下均能保證掛籃的穩(wěn)定。

開始下放時(shí)，首先將掛籃的荷載固定在轉(zhuǎn)換桿上，將下放桿液壓千斤頂頂升，頂升過程中當(dāng)千斤頂行程達(dá)到一定程度后，掛籃的荷載由轉(zhuǎn)換桿轉(zhuǎn)移到下放桿，繼續(xù)頂升達(dá)到下放控制伸長量，此時(shí)轉(zhuǎn)換桿已經(jīng)不承擔(dān)荷載，轉(zhuǎn)換桿精軋螺紋鋼處于松動(dòng)狀態(tài)，旋動(dòng)轉(zhuǎn)換桿螺母，使其高度低于下放桿螺母3公分，完成下放前的荷載轉(zhuǎn)換。

當(dāng)前或后三個(gè)下放點(diǎn)都具備下放條件后，繼續(xù)通過液壓泵站控制千斤頂，三個(gè)吊點(diǎn)的下放桿千斤頂同時(shí)回油，進(jìn)行掛籃的一次下放行程，由于轉(zhuǎn)換桿螺母高度低于下放桿鋼螺母高度，在下放桿千斤頂回油到位之前，轉(zhuǎn)換桿螺母已經(jīng)觸及其下放的鋼板，繼續(xù)進(jìn)行下放桿千斤頂?shù)幕赜停奢d從下放桿轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)換桿，完成一個(gè)下放的行程。

前后各三個(gè)吊點(diǎn)重復(fù)以上動(dòng)作，直至掛籃下放完成。在整個(gè)過程中，轉(zhuǎn)換桿及裝換千斤頂?shù)淖饔糜袃牲c(diǎn)，一是配合下放桿及下放千斤頂?shù)墓ぷ?，由于下放桿高度低于轉(zhuǎn)換桿2m左右，在下放過程中，當(dāng)下放桿高度不足時(shí)，此時(shí)的轉(zhuǎn)換桿在1-2個(gè)行程之內(nèi)暫時(shí)替代下放桿的功能，當(dāng)下放桿精軋螺紋鋼連接器通過千斤頂以后，掛籃就可以正常下放；二是起輔助作用，當(dāng)某個(gè)下放點(diǎn)下放桿卡住動(dòng)不了時(shí)，開動(dòng)轉(zhuǎn)換桿連接的千斤頂頂升配合，保證掛籃下放的順利進(jìn)行。

掛籃下放時(shí)為了保證其重心的位置，前后吊點(diǎn)必須嚴(yán)格執(zhí)行交替程序，且不能連續(xù)交替兩次，同時(shí)每次下放的高度須嚴(yán)格控制，所有下放千斤頂?shù)墓ぷ餍谐瘫仨毐３忠恢拢乐鼓滁c(diǎn)下放過慢或過快導(dǎo)致荷載變大發(fā)生危險(xiǎn)。

由于主梁高度較高，一個(gè)工作日內(nèi)掛籃下放工作無法完成，而且夜間不允許進(jìn)行下放施工，因此當(dāng)白天工作結(jié)束后，下班前，所有下放桿、轉(zhuǎn)換桿都要保持受力狀態(tài)，所有螺母均需擰緊，兩臺(tái)液壓泵站斷電鎖好，并指派專人值班看護(hù)，防止無關(guān)人員誤操作，引發(fā)安全質(zhì)量事故。

掛籃整體下放結(jié)束后，切斷與之相連的精軋螺紋鋼，利用氣動(dòng)扳手，打開連接高強(qiáng)螺栓，將掛籃原地分解，分解完成后，利用設(shè)備將掛籃裝車運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，前支點(diǎn)掛籃整體下放施工結(jié)束。

3.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

前支點(diǎn)掛籃整體下放技術(shù)，對(duì)掛籃基本上不拆解即可方便的將大噸位掛籃下放到地面，精軋螺紋鋼作為吊桿，長短調(diào)節(jié)方便，可以適應(yīng)不同高度的下放距離，；采用液壓千斤頂進(jìn)行施工，整個(gè)操作流程簡單快速，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；液壓泵站的使用，優(yōu)化了對(duì)千斤頂?shù)目刂疲_保掛籃下放時(shí)精確可控。

主梁質(zhì)量是斜拉橋的生命線，為全橋的主要受力結(jié)構(gòu)部分，前支點(diǎn)掛籃整體下放技術(shù)，掛籃下放過程中安全、平穩(wěn)，對(duì)主梁無任何沖擊，主梁質(zhì)量得到了保證。