懸臂現澆連續梁橋三角形掛籃施工技術研究

劉新權，梁 凱

（中交三公局第一工程有限公司，北京 100012）

1 工程概況

某跨高速公路橋梁是一座三跨（48+80+48）m 一聯連續梁橋，其上部采用了預應力混凝土箱梁+變截面+ 變高度+ 單箱單室+ 單幅斷面結構，橋梁于中墩處高6.65m，于中孔跨中和邊跨直線段高3.85m，而梁底下緣變化呈二次拋物線。橋梁沿著縱向劃分梁段共47 個，梁段長度分布為墩頂0#處12.0m、1-10#（2×2.7+1×3.1+7×3.5）m、邊跨與中跨合攏段2.0m、邊跨現澆段7.75m。該連續梁橋采用了三角形掛籃懸澆施工工藝，但0#、12#除外。

2 三角形掛籃設計

該跨高速公路連續梁橋選擇了三角形掛籃，其基本結構包含模板系統、行走系統、錨固系統、懸吊系統、底藍系統和主桁架系統，如圖1 所示。

圖1 三角形掛籃基本結構圖

2.1 主桁架系統

掛籃主桁架系統主要由連接梁、上前橫梁、立柱、斜拉帶和主梁構成。其中，主梁是三角形掛籃的受力構件之一，其按中心間距6.04m 的標準設于箱梁腹板的上方；單組主梁為兩根熱軋H 型鋼（HN500×235），全長10.55m，并利用連接板將上下翼連為一體；在主梁兩端鉆了φ22mm 銷孔，用于連接斜拉帶，同時將厚12mm 的鋼板貼于銷孔處的主梁腹板上。斜拉帶由16mn鋼板制成，截面為300mm×40mm；前后斜拉帶設為單根，在其銷孔孔眼側增焊厚12mm 的16mn 鋼板。立柱為I36 工字鋼及其底座由厚20mm 的鋼板制成；立柱全長4m，并利用連接器將其與主梁連接。上前橫梁為兩根熱軋H 型鋼（HN500×235），全長12m。

2.2 底藍系統

掛籃底藍系統主要由斜撐、縱梁和前后橫梁構成。其中，前后橫梁為兩根熱軋H 型鋼（HN400×200），全長12.0m；2 根型鋼按中心間距480mm 的標準布設，并將吊桿穿插孔洞預留于中間位置；兩根H 型鋼利用連接板連為一體；將φ22mm 孔眼預鉆于上翼緣處，用于定位安裝縱梁。

2.3 懸吊系統

掛籃懸吊系統主要由前、后橫梁吊桿構成，其采用了φ32 精軋螺紋鋼；一個掛籃設有10 根吊桿，即前、后橫梁各5 根。

2.4 錨固系統

掛籃錨固系統包括底藍、軌道錨固和主桁架后錨。其中，主桁架后錨設于主梁后端；單根主梁需要3 根（或更多）φ32 精軋螺紋鋼，并利用連接器連接在箱梁豎向預應力的粗鋼筋上，用于防止掛籃在懸臂澆注時傾覆。軌道錨固的連接方式與主桁架后錨相同，用于定位和固定軌道，注意軌道錨固筋在掛籃后行走小車行走時的間距應≤2.0m。底藍錨固共用了10 根吊桿，其中前橫梁吊桿與主桁架系統中的前橫梁連接，而對于后橫梁上的5 根吊桿，2 根設于翼模滑梁上，3 根設于已澆注梁段的混凝土底板上。

2.5 行走系統

掛籃行走系統主要由后錨行走小車、前支腿履帶式小車和行走軌道構成。其中，履帶式小車設于前支腿上，用于前移掛籃；小車上設置了行走限位鋼板，用于防止小車偏離軌道；小車承受著行走時模板與掛籃的自重。行走軌道為兩根I36b 工字鋼，并對應設于單根主梁下，注意行走軌道僅在行走時起作用，其與主梁分離；行走軌道由錨固梁緊鎖，以防止掛籃自由滑行。后錨行小車主要由后車架、后車輪盒和輪子構成，其中后車架常用于調控后車高度。

3 三角形掛籃懸臂澆筑工藝

懸臂現澆連續梁橋三角形掛籃施工流程圖如圖2 所示。

3.1 0#梁段施工

在三角形掛籃懸澆施工中，0#梁段施工對后續施工質量的影響較大，故要求嚴格控制其施工質量。

（1）準備工作。考慮到該連續梁橋采用了剛性橋墩，則對箱梁主體進行拉壓施工，即將向下的預應力施加在0#梁段上，將支撐結構布設在平臺上，并在0#梁段上均布固定裝置，以穩定主梁及使支架均勻受力。

圖2 三角形掛籃懸澆施工流程圖

（2）安裝臨時支座。在模板安裝前、臨時固定裝置安裝好后，通過在墩柱結構上設置臨時支護來使主梁均勻受力。在安裝臨時支座時，選擇硫磺混凝土，并按正常配筋設計，同時保證其在施工期間滿足拉壓要求。在體系轉換后，直接拆除臨時支座即可。

（3）澆筑混凝土。在安裝好模板和臨時支座后，分層并對稱澆筑0#梁段混凝土，即：第一次澆筑到腹板上與翼緣板相距1.0m 的范圍內，第二次澆筑余下的腹板及上頂板；按要求養護混凝土結構，直至其實際強度增至設計值的90%，隨即先張拉好預應力筋，再安裝掛籃和進行掛籃施工。

3.2 掛籃施工

（1）掛籃安裝。當掛籃組件加工完成并試拼合格后，先涂紅丹漆一度和天藍漆二度，再編號，以方便現場拼裝掛籃。當箱梁0#塊混凝土施工結束后，以其為施工平臺并按照“軌道系統、主桁架系統、上橫梁系統、懸吊系統、底藍系統、模板系統”的順序有序拼裝掛籃。針對底藍前、后橫梁上的吊桿，利用分配梁分別與已澆梁段底板、主桁架前橫梁錨固在一起，并栓接底模縱橫梁，以使底模剛度更大；前、后橫梁設有若干吊點，用以降低橫梁撓度和穩定結構；將千斤頂設于后橫梁錨固點，以使底模板緊貼前段箱梁混凝土面，繼而防止接縫處漏漿及保證梁體外觀質量。

（2）靜載試驗。①確定加載值，擬加到施工荷載最大值的1.2 倍。②先分出6 級荷載模擬底板，再采用堆載法加載，縱橋向加載長5m、橫橋向加載寬9m，并按加載物的容重確定加載高度。每加載完一級荷載，便組織測量并記錄底藍、吊桿和主桁架等的變形。③橋墩兩側對稱加載，要求兩側不平衡荷載的最大差值不高于設計限值。④掛籃加載試驗結束后，針對主桁架焊縫及其銷接處開展探傷檢測，以及時發現和消除問題，繼而保證掛籃施工安全。⑤如果掛籃加載試驗合格，則安裝滑梁和由大塊鋼板制成的模板，注意模板的安裝順序為“底模、外側模、翼緣板模板、內模”。鑒于箱梁每一節段的尺寸都較大，在掛籃前移并安裝就位時，應消除移位或凸出的模板問題。

（3）掛籃移動。①軌道移動，即當已澆注梁段的預應力束張拉完畢后，通過1 噸手拉葫蘆，將軌道牽引到該梁段的端部，并根據放軸線定位軌道，定位偏差應＜2cm；利用軌道錨固梁和豎向預應力筋錨固軌道，其中錨固梁數量應≥3 個、梁間距應≤2m；將限位角鋼設在軌道前端，并用后錨小車將軌道后端錨固穩定；將模板上安設的對拉桿拆除后，落底藍，并按高度＞10cm的標準落下內模和外模，而后再將滑梁上安放的后錨小車錨固穩定，最后再將后錨桿解除。②掛籃前移，即借助液壓千斤頂轉換錨固，并用錨桿向后錨小車傳遞主桁架的后錨力；通過掛手拉葫蘆，拉動掛籃整體遷移；通過手拉葫蘆，將滑梁連在前橫梁上，以實現主桁架與內模同步行走；在掛籃行走時，保證錨固梁數量≥3 個，并在后錨小車前、后2m 區間分布，以使掛籃的抗傾覆安全系數≥2；安排專人檢查錨固梁在掛籃行走時是否穩固，且保證錨固梁倒換與后錨小車移動同步。

3.3 掛籃懸澆施工

三角形掛籃懸澆施工要點包括以下方面：在掛籃行走就位后，先調整掛籃外模與底模的標高，并加以固定，再將腹板和底板鋼筋綁扎好；有序進行腹板、底板波紋管及豎向預應力粗鋼筋的安裝，并將腹板錨具固定好；在內模就位后，先將頂板鋼筋綁扎好，再進行頂板波紋管安裝，并將頂板錨具固定好；按要求進行端頭模板安裝，而后再從兩端同步澆筑混凝土，注意保持混凝土澆筑的對稱狀態；為了保證梁段混凝土的澆筑質量，要求及時進行覆蓋養護，并安排專人負責；當混凝土的實際強度達到設計值的90%后，拆除內模板，然后再有序進行穿束、張拉、壓漿和封錨。至此，便可前移掛籃至下一梁段繼續施工。

3.4 合攏段施工

掛籃前移、混凝土澆筑和預應力束張拉循環進行，直至橋梁合攏段。橋梁合攏段施工按“先邊跨、再主跨”的順序進行，具體要求注意下列施工要點：

（1）安裝勁性骨架。在頂、底板處安裝40a 槽鋼作為剛性支架，以方便混凝土澆筑施工，同時要求在低溫條件下澆筑混凝土，以免因溫度偏差過大而影響合攏段支架的性能。

（2）合攏段施工。在安裝好剛性支架和配重水箱后，便可澆注合攏段。為了使合攏段與整座橋梁的受力合理，要求在混凝土澆筑中逐漸減輕水箱的重量，并在混凝土實際強度達到設計值的90%后，先拆除頂升裝置，再張拉合攏段的邊跨預應力束，而后進行合攏段中跨施工，施工工藝與邊跨施工相同。當混凝土實際強度達標后，按要求張拉縱向預應力鋼束，以轉換受力體系。

4 結束語

綜上，三角形掛籃懸澆施工技術在連續梁橋施工中的應用效果顯著，足以保證工程施工的質量、安全和工期目標，因此值得推廣應用于類似工程中。