懸臂梁掛籃澆筑施工技術應用

顏展翔（長沙市公路橋梁建設有限責任公司，湖南 長沙410000）

懸臂梁掛籃澆筑施工技術應用

顏展翔（長沙市公路橋梁建設有限責任公司，湖南 長沙410000）

本文總結探索某特大橋懸臂梁澆筑掛籃施工實踐，闡述了主墩0#塊施工工藝、菱形掛籃設計、懸臂梁分節段澆筑以及邊中跨合龍段施工技術。

0#塊施工；菱形掛籃；懸臂梁節段澆筑；邊中跨合龍

1 工程概況

某特大橋位于湖南省湘西地區，與隧道相接。橋跨越河流及國道。橋梁中心里程DK71+220.88，主跨為40+72+40m預應力混凝土連續梁，半幅橋寬11.8m。下部結構為圓端形實體墩、T型橋臺、鉆孔灌注樁基礎。

2 懸臂梁澆筑施工

5#、6#主墩“T”構縱橋向劃分為8個對稱梁段，邊跨主梁現澆段長3.6m，梁段數及梁段長度從根部至跨中分別為12m（0號段），2×3m、2×3.5m、4×4m、2m（合攏段），累計懸臂總長36m。梁段采用掛籃懸臂澆注，全橋共有6個合攏段，合龍段長度為2m。

箱梁斷面為單箱直腹板，翼緣板寬3.5m及1.9m，箱梁高5.89～3.29m，箱梁頂寬11.8m，底寬6.4m。梁根部底板厚150cm，頂板厚96cm，合龍段及現澆段底板厚95.6～50cm，頂板厚46cm。0號段腹板厚140cm，1～4號段腹板厚90cm，5～6號段腹板厚90cm變為50cm，7#～9號段腹板厚50cm。端支點橫梁厚1.5m，跨中橫隔板厚0.6m。

懸臂施工時，各中跨采用臨時錨固措施，臨時錨固措施應能承受中支點處最大豎向力為P=52086.9kN，相應不平衡彎矩為W=42552.72kN·m。

2.1 施工順序

懸臂澆筑分為幾個階段：①在主墩墩頂和墩旁鋼管支架上澆筑0#段 （也可采用托架法）；②在支架上澆筑邊跨現澆段；③掛籃懸臂澆筑1#～8#段及合龍段。

2.1.1 0#段施工

0#段在墩旁支架上澆筑。安裝墩旁鋼管支架→安裝支座，并臨時固結→安裝梁段底模外模→支架加載預壓，推算支架彈性撓度值→調整模標高→綁扎梁底腹板、橫隔板鋼筋，安裝縱豎向預應力及預埋件→安裝梁段內模→綁扎頂底板鋼筋，安裝縱橫向預應力和預埋件→灌注梁段混凝土養生→混凝土待強至95%，彈模100%，7d后張拉縱向束，橫豎向束落后1、2個階段張拉。

2.1.2 1#～8#段施工

1#～8#段采用掛籃懸臂澆筑：0#段上掛籃安裝→安裝梁段底外模調整立模高→掛籃預壓，推算掛籃彈性撓度值→底腹板鋼筋和縱豎向預應力安裝→安裝梁內模→頂板鋼筋和縱橫向預應力安裝→灌筑梁混凝土養生→混凝土待強至95%，彈模100%，7d后張拉縱向束，橫豎向束落后1、2個階段張拉→掛籃前移→按前步驟依次灌注A2～A8、B2～B8梁段混凝土，張拉鋼束。

2.1.3 邊跨現澆段施工

安裝墩旁支架→安裝邊墩支座→安裝箱梁底腹外模→堆載預壓→調整底模高→綁扎梁鋼筋、安裝波紋管→安裝內模→澆筑A10梁段和養護→拆內模→張拉鋼束。

2.1.4 合龍段施工

先邊跨合龍，后中跨合龍。

（1）邊跨合龍：拆除支架前端模→改裝前移掛籃模板→安裝鋼筋波紋管→安裝內模→水箱配重→安裝剛性支撐→張拉合龍束（臨時束2T10、2SB1，張拉力400kN）→澆筑A9合龍段混凝土養護→混凝土待強和彈模至100%，10d后→拆除主墩除水平約束外臨時支座，將2T10、2SB1張拉到設計值，再依次張拉SB4～SB2、T11、T10鋼束→拆除邊跨現澆段4#和7#墩旁支架及邊跨合龍口支撐→拆除邊跨掛籃。

（2）中跨合龍：完成T構懸澆段，后退拆除中跨一只掛籃→利用中跨另一只掛籃前移，錨固在對面T構上→調整掛籃模板中線標高→綁扎底腹板筋→安設豎向預應力→安裝內腹板模→綁扎頂板筋，安裝橫縱向預應力→水箱配重→施加對頂力→安裝合龍口支撐，對箱梁鎖定→張拉合龍束（臨時束2T9、2B1，張拉力400kN），拆除主墩臨時支座→澆筑中跨B9合龍段，養護→混凝土待強和彈模至100%，10d后→將2T9、2B1張拉到設計值→拆除中跨合龍段掛籃，拆除0#塊支架→依次張拉B7～B2、B1、T9束→施工橋面系成橋。

2.2 施工工藝

2.2.1 0#段支架

0#段長12m，一端懸臂長4.2m，墩身部分混凝土147.8m3，支架部分混凝土83.7m3，0#段5#、6#墩旁鋼管柱支架為承托0#段懸出墩頂部分鋼筋混凝土重量及施工荷載而設（見圖1）。

（1）0#段鋼管柱支架

0號段鋼管柱支架由鋼柱、柱間剪刀撐和縱橫梁組成。鋼柱采用螺旋管φ480×12mm，鋼柱靠墩身旁和遠離墩身側共24根，均落在承臺上。鋼柱間采用[14作剪刀撐。5#墩高13.35m，墩旁鋼柱高12.165m，外鋼柱高12.738m。每根鋼柱頂部設置一個H300mm落砂筒，砂箱采用30cm鋼管與28cm鋼管，鋼板厚15mm，底部用φ16螺栓堵塞。

落砂筒上架設HN450×200mm橫梁，長25m，共4件。橫梁上設置8個鋼支座，鋼支座上順橋向架設HN400×200mm縱梁，長15m，共4件，縱梁支撐0#段腹板外模桁架。0#段底板縱梁HN400×200mm長6m，共4件，在腹板下設3榀，中對中距35cm；在底板下設5榀，中對中距80cm。

（2）支架安裝

5#、6#墩身埋入預埋件，拆模后將桿件與預埋件聯接，安裝縱橫梁及底模支架。

（3）支架預壓

采用砂袋逐級加載，每級加載重10t，兩側支架對稱均衡加載，偏差不超過1t。卸載時，采用逐級對稱卸載。變形測量采用吊線法，對加載和卸載測量，形成支架加載卸載曲線，確定底模預拱值。

預壓重量：230.23×1.2=276.2t，取280t。也可采用張拉法預壓，在承臺上對應鉸軸預埋能抗拉100t（后）60t（前）的預埋件。

2.2.2 0#段模板

0#段底板縱梁上鋪設鋼底模，馬蹄加厚區底板用木模。

側模采用6mm，小背肋8#槽鋼，間距300mm；骨架及背肋12#工字鋼，間距750mm，骨架與大背肋螺栓連接。

圖1 0#段鋼柱支架圖

0#塊總長12m，模板做12.6m，分塊為2×2.1mm+2×2.1m+ 2×2.1m。其中行走段2×2.1m+2×2.1m。一套掛籃外側模30～40t；馬蹄模1～2套，15t/1套；行走段模4套，20t/1套。底模2.5m×6.4m，6t/1套。

掛籃行走軌道線距箱梁中線2.9m，左右軌道線落在腹板上，0#段澆筑前預埋φ32精軋螺紋鋼，埋深自頂板以下1m，精軋螺紋鋼沿腹板順橋向間距1m，單根長2m。0號段自兩端向中間均勻對稱一次性澆筑底腹板及頂板。

2.2.3 懸臂段掛籃施工

（1）掛籃設計

本橋4個T形剛構，每個剛構1#～8#段采用菱形掛籃懸臂澆筑，共4套掛籃同時施工，對稱澆筑，不平衡重不大于7～8t，掛籃及附屬設備重不大于75t。

其中最重節段為1#塊，重量為52.31m3×2.65t/m3=139t。本掛籃設計澆筑最重梁段為139t；采用二榀主桁；懸澆梁體長最大4.0m；掛籃設計重70t/套（見圖2）。

每套掛籃配置：菱形架4榀，前后平聯4榀，前上橫梁2根，前下橫梁2根，后下橫梁2件，外導梁4根，內導梁4件，軌道8件，軌道連接板16件，滑船4件，后反扣裝置4件，底縱梁20根，后錨壓梁12根，滑輪8個，吊點墊梁100件，軌道墊梁100個，主桁銷子24件。平臺，爬梯，護欄欄桿，千斤頂，葫蘆，鋼絲繩，JL785級φ32精軋螺紋鋼，吊桿，螺帽墊塊。

掛籃模板構成：

①掛籃系統由軌道、反扣輪組、承重系統、前橫梁、后錨梁、懸吊輪、吊桿、滑梁、下橫梁組成。

②模板系統由底模、外側模、內模和封頭板模組成。軌道為單Ⅰ32b結構，通過錨梁錨固，軌道供掛籃空載前移用。

③承重系統由兩片菱形架和平聯桁架組成；承重架由水平桿、前后拉桿、垂直桿和各支座組成，采用銷軸連接成菱形狀。

圖2 0#段模板設計圖

④前上橫梁、前后下橫梁、后錨梁由兩根工字鋼與綴板拼焊成形，并在適當位置鉆設吊點孔，供掛籃模板安裝用。

⑤反扣輪組由輪座、墻板、銷軸、滾輪和軸承組裝。和前滑座一樣，兩者在箱梁澆筑和掛籃空載前移時都起重要作用。箱梁澆筑時后錨固定，兩者都座落在軌道上，起穩定平衡作用；掛籃前移時，后錨松開，反扣輪組的滾輪反扣在軌道上，前滑座處滑船靠葫蘆拉力，從而使桁架與軌道摩擦產生相對運動，掛籃輕松前移。

⑥吊桿為32精軋螺紋鋼。底模由縱梁、橫楞、加強肋和鋼面板組成，整個底籃座落在二支下橫梁上并與之焊接一體。

⑦外模由框架、橫楞和面板組成，并掛在外導梁上。外模的重心位于外導梁正上方，確保外模不傾覆。內模由內導梁支撐。

（2）掛籃安裝調試

在0#段縱橫向、豎向預應力張拉后，進行掛籃安裝：

①安裝軌道

先鋪設50cm寬工18b軌道墊梁，在墊梁上安裝雙拼工28b軌道，軌道間用螺栓聯接。

利用連接器接長豎向預應力筋錨固軌道，將錨桿與豎向預應力筋旋入連接器長度不少于6倍螺距，每節軌道錨固點不少于2處。或者借箱梁豎向φ32精軋螺紋鋼、50cm寬軌道壓梁與螺母墊板一起作用將軌道壓緊，若豎向筋長度不夠，可用接長器接長（見圖3～4）。

圖3 軌道安裝圖

②安裝主桁

安裝反扣輪固定座、反扣輪和滑船；吊裝菱形主桁架與后反扣輪、前滑船用銷軸聯接成整體，確保菱形架水平桿下平面距箱梁不小于1m。

主桁架包括兩榀主桁架和兩片平聯，塔吊整體吊至橋面。移動主桁承重系統，將前滑船豎向軸線移動調至距梁端50cm，前滑船可墊滾輪。利用手拉葫蘆在菱形架兩側臨時固定，調整垂直度，將菱形架安裝就位。

圖4 菱形掛籃設計圖

然后吊裝兩榀橫向平聯，平聯穿過菱形架肋部與之垂直，通過角鋼與兩片菱形架豎桿焊接固定，焊縫高度不小于8mm。

安裝后錨扁擔壓梁，通過翼板6根后錨φ32精軋螺紋鋼將其錨固，后錨桿保證垂直受力。每支扁擔壓梁兩端長孔穿插φ32后錨桿，后錨桿下端錨固在精軋螺紋鋼后座上，翼板和頂板下表面有預留孔，錨固處配以斜墊板和螺母，后錨桿的上端錨固在扁擔梁兩端；利用千斤頂和頂梁打壓扁擔梁，直至使反扣輪組座在軌道上，擰緊螺母后方松開千斤頂，此時整個承重架處于錨固穩定狀態。此過程應在兩處后支座同時進行。

拆除菱形架兩側手拉葫蘆，安裝后錨平聯及剪刀撐。菱形架下弦桿增設φ32精軋螺紋鋼拉桿和錨固梁，以增加掛籃抗傾覆穩定性。

③安裝上下橫梁

安裝橫向雙拼HN400×200×8×12后下橫梁，利用φ32精軋螺紋鋼吊桿及上下吊架聯接固定。

安裝橫向雙拼HN400×200×8×12前上橫梁，與菱形架焊接固定。在前上橫梁上安裝平臺、扁擔梁及φ32螺紋吊桿。

固定橫向雙拼HN400×200×8×12前下橫梁，前下橫梁通過4根φ32精軋螺紋鋼吊桿對稱固定在前上橫梁下。

在前下橫梁與后下橫梁上，點焊安裝HN400×200×8×12底縱梁，底縱梁在腹板下間距35cm，在底板下間距96cm。

④安裝底模和外側模

在底縱梁上安裝底模及行走平臺。將外側模36b外導梁穿入外側模桁架內，使導梁前端超出外模一定長度，將外側模吊裝到底模架外框抱緊。

在翼板預留孔安裝懸吊輪和懸吊架，外導梁前端通過吊桿掛在前上橫梁上，后端穿過懸吊輪和懸吊架掛在1#梁翼板上，導梁吊桿及承重墊板將導梁后端錨固。標高調整后，用千斤頂支撐桁架底部，使外側模緊壓底模側面。

⑤掛籃預壓

對掛籃預壓按最重節段 （1#段重139t）110%等效荷載進行預壓，以消除非彈性變形，在1#段底板和兩側翼板上采用砂袋堆載，分級加載，每級加載為10t，兩個桁架同步均衡加載，每級加載完，測量前吊帶頂端、前橫梁和后錨點高程。卸載時，采用逐級對稱卸載，測出主桁架、前吊帶、后錨桿彈性變形，采用精密水準儀測量，繪制荷載—變形曲線。測出底模下沉量，指導底模預拱度，通過手拉葫蘆或千斤頂調整掛籃和底模標高。

⑥內模安裝

固定2根30b內導梁，內導梁前端通過吊桿掛在前橫梁上，后端穿過懸吊輪和懸吊架掛在1#梁頂板上。

綁扎梁段鋼筋，待底腹板鋼筋、縱豎向預應力筋安裝完畢，安裝內模。內模采用定型鋼模，安裝內模頂板和行走梁，使行走輪正確地落在內導梁上，再安裝內模側板。

內模系統擱置在內導梁上，兩側外模夾往底模兩側，內外模由框架上對拉螺桿固定。

（3）掛籃前移及模板校正

前段箱梁澆筑完畢，預應力束張拉后，進行脫模和前移掛籃。

①放松掛在前橫梁上吊桿，下放掛籃底托系統20～30cm，拆除懸吊架吊桿及螺母，下放導梁及模板脫離梁體，使內外導梁落在懸吊輪上。

②清理已澆梁頂，在原軌道前增鋪鋼枕，接長軌道。

③拆除后錨扁擔梁錨固裝置，用2只5t葫蘆鉤住后下橫梁兩端正對外導梁的地方，上部掛在外導梁上，然后再拆除后下橫梁上所有吊桿。拆除下弦桿錨固壓梁。此時掛籃會自由前傾，使后錨力由銷軸傳遞至反扣輪組，反扣輪組的滾輪安全地反扣在軌道上，反扣輪反扣軌道受力。

④安裝行走附件，牽引拉桿及液壓千斤頂，反向栓拉固定吊架，解除內外導梁承重墊板，使導梁受力傳遞到滾動吊架，通過油泵控制液壓千斤頂，推動掛籃及模板整體同時向前滑動。行走中，對掛籃實時監測，直至掛籃移動就位，及時完善錨固系統。

用鋼絲繩將內模系統固定在已澆混凝土箱梁上，用兩只5t葫蘆同時牽引兩片主桁架前端，同步移動掛籃和模板至下一梁段。

⑤重裝前后下橫梁承重吊桿，拆除5t葫蘆。將掛籃后錨桿與腹板豎向預應力筋相連，旋緊錨具將掛籃固定。利用承重墊板錨固內外導梁，并將導梁滾動吊架移動至指定位置錨固。

⑥調整校正底托系統、底模標高和縱向位置，完成后收緊前吊桿。在兩側模的前端上方翼板位置用型鋼卡住，再調整其方向，待側模軸線及標高調好后，緊固后錨，并用安裝在側模外底部的千斤頂支撐牢固。

⑦底側模校正加固后，涂脫模劑。鋪設底腹板鋼筋、安裝縱豎向預應力。前移內模導梁到位后，安裝前后吊桿并收緊，將內模完全懸離梁段，前移就位，完成掛籃前移及模板校正。

2.2.4 邊跨合龍段掛籃施工

施工A8#段時，在距前端0.3m處的底板、翼緣預留底模架、外模吊桿孔。A8#段施工完后，拆除掛籃前一節底模，將后兩節底模前移。將底模架和外模吊在前上橫梁外端，拆除前橫梁上吊桿。掛籃前移2.4m，安裝調整底模架前后吊桿和外模前后吊桿。

2.2.5 中跨合龍段掛籃施工

施工完B8#段后，后退并拆除一只掛籃，利用單只掛籃施工合龍段。在距前端2.45m處的底板、翼緣預留底模架、外模吊桿孔。在對面B8#段距前端0.3處的底板、翼緣預留底模架、外模吊桿孔。

對B9#段進行剛性支撐，拆除合龍段掛籃前一節底模，將后兩節底模前移，將底模架和外模吊在前上橫梁外端，拆除前橫梁上吊桿，并設置配重。合龍段掛籃前移2.4m，安裝調整底模架前后吊桿和外模前后吊桿。

2.2.6 混凝土施工

箱梁混凝土為C50，為提高混凝土抗裂性，在混凝土中摻入聚丙烯纖維。掛籃懸臂澆筑每個梁段施工周期不小于10d，嚴格控制相鄰梁段兩次混凝土的齡期差，不大于20d。每節段混凝土澆筑時間在10h內，澆筑混凝土應水平分層，一次整體澆筑成型。懸臂兩端混凝土量相差不大于梁端底板自重，超方量不超過梁段理論量的3%。

掛籃懸臂澆筑混凝土施工順序應全部從掛籃前端向后端澆筑，使掛籃前期撓度大，后期撓度小，前期出現的腹板變形在后期澆筑過程中完全彌補。合龍段混凝土施工選擇在一天中氣溫最低且穩定的時間進行，采用微膨脹混凝土，減少壓縮變形對T構的影響。

3 結束語

當今橋梁施工中，掛籃懸澆施工技術越來越廣泛和重要，掛籃施工是一項非常關鍵性的技術，作為當前橋梁建設業的新型和主流技術，在實踐中發揮相當重要的作用，所以應當分析改進和總結探索，為后續橋梁建設的成熟穩固發展奠定堅實的基礎。

[1]王有才.橋梁施工工程中懸臂掛籃技術的應該探討[J].科技信息，2010：307～309.

[2]聶 濤.關于橋梁施工中懸臂掛籃技術的研究[J].大科技，2015，2：154～155.

[3]張天婭.橋梁懸臂掛籃施工技術的控制要點分析[J].技術與市場，2013（12）：167～169.

[4]鐵路總公司頒布的設計規范、施工規范、工程質量檢驗評定標準、試驗規程、安全規程及其它有關文件資料.

[5]滬昆鐵路發布的《建設標準化管理體系》和《鐵路工程施工組織設計指南》（鐵建設[2009]226號）.

U448.215

A

2095-2066（2016）22-0228-04

2016-7-10

顏展翔（1982-），男，工程師，本科，主要從事公路、橋梁與隧道施工管理工作。