宜興市新莊大橋主橋連續(xù)梁掛籃施工

蔡 華 楊玉嬋

(中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司，江蘇南京 210015)

1 工程概況

宜興市新莊大橋橫跨王婆河、蕪申運(yùn)河，是宜興城區(qū)連接?xùn)|部(太湖)板塊的綠色通道，也是城市向東拓展的關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)工程，橋梁全長(zhǎng)798.397 m。其主橋上部結(jié)構(gòu)為(67+110+67)m變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，梁高按二次拋物線(xiàn)變化，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C50。連續(xù)梁與蕪申運(yùn)河斜交，斜交角度29.3°，橋梁全寬52 m，分為南北兩幅，單幅橋梁凈寬23.5 m，箱梁底寬20.5 m，采用單箱四室直腹板變截面結(jié)構(gòu)。中支點(diǎn)平均梁高6.27 m，跨中平均梁高2.38 m，箱梁頂板厚0.3 m。箱梁斷面布置圖見(jiàn)圖1。

圖1 箱梁橫斷面布置圖（單位：mm）

主橋采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，縱向及橫向預(yù)應(yīng)力采用鋼絞線(xiàn)，布置在頂板、底板及腹板內(nèi)。豎向預(yù)應(yīng)力采用φ25高強(qiáng)度精軋螺紋鋼筋，布置在腹板及支點(diǎn)處中橫梁內(nèi)。

主橋采用掛籃懸臂澆筑法與支架現(xiàn)澆法結(jié)合施工，0號(hào)塊段長(zhǎng)14 m，1號(hào)～3號(hào)塊段長(zhǎng)3 m，4號(hào) ～7號(hào)塊段長(zhǎng)3.5 m，8號(hào) ～13號(hào)塊段長(zhǎng)4 m，合龍段長(zhǎng)2 m。最大懸臂施工節(jié)段重3 132.7 kN。0號(hào)塊以及邊跨直線(xiàn)段在墩旁搭設(shè)滿(mǎn)堂支架現(xiàn)澆施工，1號(hào)～13號(hào)塊采用掛籃懸臂澆筑。先由0號(hào)塊段對(duì)稱(chēng)向兩側(cè)懸臂施工，形成單“T”，先合龍邊跨14號(hào)塊，再合龍中跨14號(hào)塊，完成梁部施工。

2 掛籃設(shè)計(jì)的總體思路

宜興市新莊大橋主梁斷面采用單箱四室直腹板變截面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，在國(guó)內(nèi)市政橋梁23.5 m梁寬混凝土連續(xù)梁橋采用掛籃法施工極其少見(jiàn)。在設(shè)計(jì)掛籃時(shí)，考慮到主梁梁面很寬，橫向剛度小，常規(guī)掛籃法施工很難保證節(jié)段施工橫向變形協(xié)調(diào)，對(duì)掛籃的橫向剛度要求很大，所以對(duì)掛籃主桁的選型選配很重要，尤其對(duì)掛籃的前后下橫梁、前上橫梁選型更重要。另由于橋面橫向?qū)挾冗_(dá)23.5 m且有2%的橫坡，如果每組主桁采用統(tǒng)一設(shè)計(jì)，整個(gè)掛籃須大起大落，操作困難且不安全，要想達(dá)到整個(gè)主桁水平，所以要對(duì)主梁進(jìn)行調(diào)平。綜合考慮以上因素，突破常規(guī)使用掛籃方案，在兼顧力學(xué)性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性的總體思路下，通過(guò)在箱梁五道腹板處各布置一組主梁，每組主梁由3片上下均加設(shè)加強(qiáng)弦桿型貝雷梁而成，長(zhǎng)15 m。為了保證五組主梁的水平，以梁面最高點(diǎn)腹板為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其他四組主梁在前后支腿上均設(shè)計(jì)了相應(yīng)調(diào)高墊梁。在五組主梁間設(shè)置了三道橫向聯(lián)接系，保證主桁在走行時(shí)的整體穩(wěn)定性。掛籃底平臺(tái)的前后下橫梁分別為2［40a和2HM588各一組剛度很大的型鋼，確保掛籃的橫向剛度，保證了塊段橫向線(xiàn)型。掛籃走行采用走行錨固梁形式，為了減少走行后錨固梁與主梁貝雷梁間的摩擦系數(shù)，在走行后錨固梁底面與貝雷梁接觸部位加焊不銹鋼板，摒棄常規(guī)的后錨固壓重式走行方式。掛籃的內(nèi)模頂模采用可調(diào)節(jié)骨架式鋼模，可以根據(jù)內(nèi)箱的大小變化而調(diào)節(jié)，操作方便安全。通過(guò)以上考慮，使本橋掛籃方案巧妙構(gòu)思，適應(yīng)本橋主梁的實(shí)際特點(diǎn)，且掛籃主要結(jié)構(gòu)均為貝雷梁及常用型鋼，掛籃的制造簡(jiǎn)單，受力可靠，施工完成后均能完全回收利用，節(jié)約對(duì)大臨設(shè)施的投入。

3 掛籃的結(jié)構(gòu)形式

本掛籃由主梁系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、底平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、平衡及后錨固系統(tǒng)六部分組成。具體布置形式見(jiàn)圖2。

3.1 主梁系統(tǒng)

掛籃主梁系統(tǒng)由貝雷梁拼裝而成，設(shè)置前后支腿，掛籃橫橋向共布置五組主梁，長(zhǎng)度為15 m，每組主梁由3榀上下加強(qiáng)型貝雷梁拼接而成，貝雷梁間距為(0.45+0.45)m，五組主梁間距為(4.94+5.01+5.01+4.94)m，主梁作用為控制節(jié)段施工時(shí)橫向穩(wěn)定、承受節(jié)段施工荷載及輔助走行，主梁布置見(jiàn)圖3。

圖2 掛籃縱橋向布置圖

圖3 掛籃橫斷面布置圖（單位：mm）

3.2 吊掛系統(tǒng)

吊掛系統(tǒng)包括底平臺(tái)吊掛(前后吊掛)、外模吊掛(外導(dǎo)梁吊掛、前上橫梁吊掛、后翼緣板吊掛)及走行吊掛(前上橫梁吊掛、后翼緣板吊掛)，均采用φ32精軋螺紋鋼筋。底平臺(tái)、外模吊掛系統(tǒng)主要承受底模平臺(tái)自重及其節(jié)段施工荷載，走行吊掛主要作為掛籃主梁走行時(shí)底模平臺(tái)的臨時(shí)吊掛。

3.3 底平臺(tái)系統(tǒng)

底平臺(tái)系統(tǒng)包括底縱梁、前后下橫梁，其中底縱梁由31根Ⅰ36a工字鋼組成，單根長(zhǎng)為5.4 m，前后下橫梁分別采用2［40a槽鋼、2HM588 H型鋼組成，長(zhǎng)度均為24 m。底縱梁、前后下橫梁作為節(jié)段施工時(shí)底模平臺(tái)的主要承重結(jié)構(gòu)。

3.4 模板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)包括箱室內(nèi)模、箱室外模、底模。箱梁內(nèi)模采用頂面鋼模與側(cè)面竹膠板組合結(jié)構(gòu);箱室外模面板采用δ=6 mm鋼板，［8背肋。側(cè)模由桁架支撐，并設(shè)置φ30拉桿;底模面板采用δ=6 mm鋼板，［8小肋。底模在場(chǎng)地拼裝成形后，多層堆放時(shí)，應(yīng)注意各層抄墊的位置在同一豎直線(xiàn)上，支點(diǎn)數(shù)量要足夠，防止變形。

3.5 走行系統(tǒng)

走行系統(tǒng)由前后支腿、軌道及走行后錨固系統(tǒng)組成，其作用是將所用荷載傳遞至已澆筑塊段箱梁上，同時(shí)作為掛籃主桁滑移時(shí)滑行設(shè)施。掛籃走行后錨固梁安裝在掛籃主梁上，通過(guò)φ25精軋螺紋鋼筋錨固于箱梁上，為了減小主梁與走行后錨固梁間的摩擦系數(shù)，應(yīng)在走行后錨固梁與主梁接觸面加焊不銹鋼板以減小滑行時(shí)的摩阻力。走行過(guò)程中應(yīng)在每組主梁間后錨固梁上向后拉設(shè)導(dǎo)鏈錨固于現(xiàn)澆梁面上，以平衡走行后錨固梁的摩阻力。掛籃主梁滑道由P43鋼軌及［16的型鋼軌枕組成，掛籃走行牽引采用在上一塊段預(yù)設(shè)牽引點(diǎn)，每個(gè)前支腿后端安裝1臺(tái)70 t千斤頂，通過(guò)鋼絞線(xiàn)牽引往前滑移。

3.6 平衡及后錨固系統(tǒng)

掛籃及每個(gè)塊段的混凝土澆筑重量由掛籃主梁后端錨固系統(tǒng)來(lái)平衡。后錨固系統(tǒng)由φ25精軋螺紋鋼筋及2［20b槽鋼分配梁組成，以使掛籃在混凝土澆筑時(shí)具有足夠2倍的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)。

4 掛籃施工流程

4.1 現(xiàn)澆梁懸澆塊段施工流程

現(xiàn)澆梁懸澆塊段施工流程見(jiàn)圖4。

圖4 現(xiàn)澆梁懸澆塊段施工流程圖

4.2 掛籃走行工序

掛籃走行分兩步:

第一步:將導(dǎo)梁后吊掛轉(zhuǎn)換至走行吊掛上及安裝走行后錨固梁，將內(nèi)外模同梁體脫離，將底模平臺(tái)下落約0.5 m。

第二步:拆除掛籃主梁后錨固系統(tǒng)，通過(guò)主桁系統(tǒng)前上橫梁及外導(dǎo)梁吊掛底模平臺(tái)及內(nèi)外模整體縱向一次性滑移到位，調(diào)整就位后重新安裝好后錨固系統(tǒng)，安裝底平臺(tái)后吊掛，將底平臺(tái)提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著宜興市新莊大橋主跨順利合龍，無(wú)論是橋梁的縱橋向線(xiàn)型控制還是橫橋向的變形控制都相當(dāng)理想，這標(biāo)志著宜興市新莊大橋的掛籃施工非常成功，為以后寬梁面市政橋梁采用掛籃施工提供了非常保貴的經(jīng)驗(yàn)。

［1］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使作手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2011

［3］邱鶴年，李承漢.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.