T 形剛構(gòu)橋邊跨直線段及合龍段的掛籃吊架施工技術(shù)

楊志斌

（中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

1 掛籃吊架的設(shè)計與數(shù)值分析

該大橋的箱梁為單箱雙室的模式，箱梁頂?shù)膶挾葹?3m、底部寬度為9m，翼緣板的寬度為2m，底板和腹板的厚度分別在30～110.5 cm 和40～80 cm，根部梁的高度為7.3m，邊跨16#段屬于大橋的合龍段，長度為2m，直線段17#的長度為4.64m，懸澆段頂板厚度30 cm，大橋的邊跨直線段及合龍段的梁高都是2.8m，掛籃采用的屬于菱形掛籃，具有2 片主桁架。

通過對該大橋的各項結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分析，在對施工環(huán)境進行考慮之后，確定使用懸臂施工掛籃的方式完成吊架的設(shè)計。在這次的大橋施工中，主要是利用了用掛籃主桁、底板系統(tǒng)，后錨及懸吊系統(tǒng)，然后在進行底膜以及外模的安裝，繼而組成完整的掛籃吊架。

1.1 掛籃吊架的數(shù)值模擬分析

對該大橋的掛籃吊架的主要構(gòu)件進行了數(shù)值模擬分析，在分析的過程中采用的是空間建模的方式來完成，在建模過程中所用的建模軟件為Midas Civil 來完成空間分析。在進行驗算的過程中，必須要考慮到掛籃吊架的各項荷載，例如吊架質(zhì)量、施工荷載等，并且還需要考慮到在進行澆筑過程中可能會產(chǎn)生的偏載，這些都會嚴重的直接影響到驗算的結(jié)果。在進行分析之時，根據(jù)施工過程中的實際荷載，進而得到掛籃吊架所需的連接件的實際應(yīng)力以及變形，進而完成對掛籃吊架構(gòu)件的強度、剛度以及穩(wěn)定性完成驗算。在進行數(shù)值模擬分析的過程中，對傳力進行一定的假定，具體的假定如下：直線段的長1.5 m 梁段的荷載全部讓蓋梁承擔，掛籃吊架不會承擔這部分的荷載，而是只承擔合龍段、直線段箱梁以及施工所產(chǎn)生的荷載，在進行掛籃吊架的結(jié)構(gòu)計算模型的建立中，所建立的模型必須包括掛籃吊架的所有承重系統(tǒng)，這是所建的計算模型最為重要的部分。

1.2 計算結(jié)果分析

1.2.1 掛籃吊架計算基本參數(shù)

通過計算可知梁段混凝土質(zhì)量、支架容重、施工人員以及機具荷載、振搗荷載、模板容重以及動力系數(shù)分別為26.5 kN/m3、2 kN/m2、3 kN/m2、2kN/m2、2kN/m2、1.4。

1.2.2 結(jié)構(gòu)驗算

掛籃吊架的底藍系統(tǒng)所用的規(guī)格是19 根36#工字鋼底縱梁，在驗算之時，假設(shè)它所需要承擔的施工荷載是屬于均勻分布的，這樣就可以根據(jù)每一根縱梁所需要分擔的面積進行計算出每一根縱梁的線荷載。底藍系統(tǒng)中的翼板自重以及上面所具有的模板質(zhì)量需要由邊上的4 根縱梁完成荷載的承擔，而邊腹板自重及上面所具有的模板質(zhì)量需要由與它對應(yīng)的6 根縱梁完成荷載的承擔，而中腹板自重及上面所具有的模板質(zhì)量需要由下方的3 根縱梁完成荷載的承擔，通過這樣的分配原則完成對底藍系統(tǒng)的荷載分配。

將荷載分配完成之后，通過進行精密的計算之后，所得出的計算結(jié)果可得到以下結(jié)論：

掛籃吊架的各部分構(gòu)件以及主桁架，它們的強度、剛度以及穩(wěn)定性都能夠達到設(shè)計的有關(guān)要求。而且吊桿的性能也能夠滿足要求，這就表明，通過上述的方式設(shè)計出來的掛籃吊架能夠滿足大橋的邊跨直線段及合龍段的具體施工。

2 方案優(yōu)化

在進行施工的過程中，可以對施工做出進一步的簡化，這樣做的目的是為了在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上進一步減少施工成本，減少施工所需的時間，更進一步的提高施工質(zhì)量，同時也能夠有效的降低施工過程中所要面臨的風險。根據(jù)該大橋的施工現(xiàn)場的具體情況，經(jīng)過綜合分析之后得出，可以對合龍段的16#節(jié)段先進行澆筑，然后在對邊跨直線段17#節(jié)段進行澆筑。

經(jīng)過多次的驗證，表示這次的簡化可以達到優(yōu)化的目的，所以根據(jù)多方的商討之后，最終同意按照優(yōu)化的方案完成大橋的施工。在進行施工的過程中，在原來的基礎(chǔ)上對大橋的梁體中進行鋼束的增加，當16#節(jié)段澆筑的混凝土的強度滿足所需的條件之后，立即進行張拉，進而將16#節(jié)段提前完成鎖定，這樣就可以滿足掛籃向17#節(jié)段前行的條件。

同時，在優(yōu)化這部分的過程中，對吊架也進行了一定的優(yōu)化，以滿足優(yōu)化后的施工，具體的優(yōu)化結(jié)果通過多次的驗算，經(jīng)過對吊架進行優(yōu)化之后，吊架的強度得到提高，完全滿足施工要求。

優(yōu)化后的方式十分適合大橋的施工，它與之前的設(shè)計方案進行比較，對16#節(jié)段先進行澆筑，然后在對邊跨直線段17#節(jié)段進行澆筑所具有的優(yōu)點主要有以下幾點：

（1）對16#節(jié)段先進行澆筑，然后在對邊跨直線段17#節(jié)段進行澆筑，這樣的方式使得大橋不存在意義上的合龍段，這就使得在進行澆筑的過程中，可以使得在發(fā)生氣溫變化之時，不會出現(xiàn)合龍段的梁體開裂現(xiàn)象。

（2）在進行16#節(jié)段的施工過程中，不需要對吊裝進行改裝，按照之前設(shè)計的掛籃吊架就可以完成這部分的施工，也沒有必要進行勁性骨架的安裝，也沒有必要對臨時鋼束進行鎖定，這樣就可以有效的簡化施工，減少了施工所需的時間。而且，在進行優(yōu)化之后，由于16#節(jié)段的頂板、底板合龍鋼束的固定端都全部在17#節(jié)段之中，這就使得在進行17#節(jié)段的澆筑之前，所有的合龍鋼束需要完成穿束、定位以及固定，如果先進行17#節(jié)段的澆筑，然后在進行16#節(jié)段的澆筑，這就導(dǎo)致在進行16#節(jié)段的施工之時，16#節(jié)段的頂板、底板已經(jīng)具有20 束鋼絞線，這就使得16#節(jié)段的施工十分的不便。

（3）在對17#節(jié)段進行施工之時，可以讓掛籃行走到已經(jīng)完成澆筑的16#節(jié)段，掛籃的縱梁長度完全滿足對17#節(jié)段的施工，所以在進行吊架改裝的過程中，根本不需要進行延長掛籃的縱梁長度，而是按照優(yōu)化后的方案，直接對掛籃的主菱形架進行延長，在掛籃的蓋梁上進行立柱的安裝，進而實現(xiàn)對吊架與蓋梁的連接，這樣的操作辦法與延長掛籃的縱梁長度進行比較，操作過程顯得十分的方便，可以有效的減少施工時間。

3 掛籃吊裝施工

根據(jù)上述的各項數(shù)據(jù)分析可知，將將掛籃改裝為吊架對大橋進行施工的方法完全可行，根據(jù)大橋的現(xiàn)場施工環(huán)境，可以對掛籃吊裝的施工進行一定的總結(jié)，總結(jié)的結(jié)果如下所示。

（1）按照施工的正常順序一直完成到15#節(jié)段的施工，在完成對15#節(jié)段張拉過程中，可以著手進行對掛籃改裝為吊架所需要的有關(guān)構(gòu)件的制作。在完成正常階段的施工之時，需要注意對16#節(jié)段增加的鋼束預(yù)埋管道進行增加。

（2）將加工制作完成的有關(guān)構(gòu)件安裝完成，然后對掛籃的主桁架進行延長，一直延長到1#、3#的蓋梁處，然后在此處進行支墩的安裝，進行與主桁架的連接工作，使得蓋梁和主桁架形成一個整體。之后將下支撐在橫梁蓋梁上，這樣就可以完成對掛籃改裝為吊架的有關(guān)工作。

（3）完成堆載預(yù)壓，在進行施工的過程中采用分級預(yù)壓的方式完成，在進行24 小時的高程觀測之后，開始進行卸載，卸載的過程中同樣采用分級卸載的方式完成。

（4）完成支座的安裝，在進行安裝的過程中需要嚴格注意支座的型號，這樣才可以對安裝的位置進行確定。

4 總結(jié)

掛籃吊架的施工方法十分適合在地形復(fù)雜的施工環(huán)境中使用，可以有效的減少施工所需要的時間以及成本投入，具有十分優(yōu)秀的性能。不過，這種方式也具有一定的局限性，那就是掛籃改裝吊架需要根據(jù)橋梁的實際情況進行專門的設(shè)計。