連續梁懸澆掛籃的設計與預壓施工

（新疆路橋北疆工程建設有限公司，新疆 昌吉 831100）

國道219線和布克賽爾至塔城阿拉山口公路擴容工程上的一座主跨200m的預應力連續剛構橋，橋梁全長2048.59m，中心里程DK062+904.665。

在該橋中，38#～41#墩處設一聯（64+116+64）m連續梁，該連續梁跨越大廣高速公路（大廣高速為雙向四車道），高速公路與線路夾角為142.15°，正寬26m。該連續梁1#～15#段及中跨合龍段采用掛籃懸臂灌注法施工。

一、掛籃設計

國道219線和布克賽爾至塔城至阿拉山口專線（64+116+64）m跨連續梁，0#塊段采用支架（托架）澆筑，總長13m，滿足掛籃安裝條件，1#～15＃采用掛籃懸澆。箱梁根部梁高8.9m，頂板厚48cm，底板厚度50cm～93.5cm，腹板厚度50cm～105cm，箱梁高度按二次拋物線變化；箱梁梁面橫向寬度12.6m，翼緣板寬2.8m。箱梁1#～6#節段為3m，1#節段重217.3t，7#～13#節段為3.5m，7#節段重188.15t，14#～15#節段為4m，14#節段重155.5t。

掛籃主桁架為菱形架式結構，每套掛籃由2組（4榀）主桁架組成，主桁架分別布置于箱梁腹板處，掛籃主桁架的中心間距為6.34m。底模前下橫梁吊桿為5根吊帶，后下橫梁分別錨固在頂板和底板上，頂板上2根吊帶，底板4根精軋螺紋，內、外模滑行梁吊桿均采用φ32精軋螺紋鋼。掛籃結構布置如圖1所示。

圖1 掛籃立面布置圖

（一） 采用的材料及計算控制指標

相對位移容許值：懸臂部分l/200，簡支部分l/400。16Mn鋼：[σw]＝310MPa；[τ]＝180MPa。

該方案主桁采用組焊件2[40a，A3剪刀撐、后錨平聯采用組焊件[20，豎向平聯采用組焊件2[14，橫梁采用組焊件2HN400，均采用16Mn鋼。

吊桿、后錨桿采用PSB785直徑φ32，抗拉強度大于785MPa，容許拉力為631kN。

荷載：鋼材自重為7.85×10kN/m3；鋼筋混凝土自重為26kN/m3；模板及模板支撐架荷載為2.9kN/m2。

施工人員及設備荷載取1.0kN/m2，水平模板的混凝土振搗荷載取2kN/m2，總計3kN/m2。

荷載組合中，強度計算為基本組合，剛度計算為標準組合。

（二）計算模型

采用Midas civil有限元分析軟件對掛籃進行建模分析，吊桿及后錨桿固結。計算模型如圖2所示。

圖2 掛籃計算模型

（三）結構計算

1.結構計算

計算結果表明如表1所示，底籃平臺、前上橫梁、桁架及主桁系統組合應力均滿足要求。

表1 強度計算結果

圖3 主桁系統位移圖

如圖3所示，主桁系統位相對位移為12/5300＜[f/l]=1/400，滿足要求。

2.主桁抗傾覆穩定性計算

根據計算結果，主縱梁后錨在澆注時主桁架后錨力P1＝1008.2kN，由電算模型可知：傾覆力P=886.4kN傾覆彎矩M=P×L=886.4×5.3=4697.9kN.m

后錨共設4根Φ 3 2精軋螺紋筋，其抗力達到P 1′=4×6 3 1=2 5 2 4 k N抗傾覆彎矩M1=P1′×L1=2524×4.5=11358kN.m

抗傾覆系數為K=M1/M=2.4＞2，滿足規范要求。

二、掛籃預壓

掛籃安裝完畢，需進行預壓和靜載試驗。

試驗加載過程須模擬掛籃施工過程的受力情況，采用砂袋作為加載材料，按1.2倍的最重梁段自重及施工荷載進行加載，荷載為三級加載（按設計的60%、100%、120%）。根據設計圖紙，該連續梁懸澆節段最重1#段，該梁段混凝凝土方量81.903m3，重量為212.95t，人員機具及混凝土振搗、傾倒施工荷載28.67t，掛籃內模重量5t，施工荷載總計246.62t，乘以系數1.2，加載重量為295.944t。

掛籃預壓按荷載分布情況對稱預壓，每級加載應測量變形和主要構件的應力。觀測點的布置：掛籃預壓觀測點共布置24個點。即在上前橫梁上布置3個觀測點，觀測點1、3布置在主梁和前橫梁的交點處，觀測點2布置在前橫梁的中點處，觀測主梁和上前橫梁的變形；觀測點4、5、6布置在腹板處底前橫梁上模板外側及中點位置，觀測點7、8布置在腹板處底后橫梁上模板外側，觀測點5布置在底前橫梁中點處，觀測點4、5、6、7、8主要觀測底籃的下沉；觀測點9、10布置在立柱處中橫梁上，主要觀測前支點的下沉；觀測點11、12布置在掛籃后錨位置，觀測錨桿的變形。

通過加載預壓的施工過程監測發現，桁架及主桁系統的最大位移量分別為1.3mm和14mm，與模型計算結果相近，滿足設計及施工要求。

三、結語

國道219線和布克賽爾高速特大橋（64+116+64）m連續梁懸灌澆筑采用掛籃法施工。本文通過Midas civil有限元軟件對該模型施加連續梁最大節段混凝土重量進行建模分析計算，計算結果表明各桿件均滿足計算要求。同時通過加載預壓的施工過程監測發現，桁架及主桁系統的最大位移量分別為1.3mm和14mm，與模型計算結果相近，滿足設計及施工要求。