三角桁架型掛籃在跨線橋梁懸臂施工中的應用探究

許先獎

【摘 要】參照興城大橋主橋掛籃懸臂澆筑專項施工方案，對三角桁架型掛籃的結構設計和工程技術進行具體分析，主要從吊掛系統、模板平臺系統、后錨固系統、主桁系統和走形系統等方面進行講解，并闡述了掛籃結構的適用性和三角桁架型掛籃的施工方法。三角桁架型掛籃技術應用于跨線橋梁工程中收獲了良好的效果。

【關鍵詞】橋梁工程;掛籃;三角桁架型掛籃;連續梁橋;懸臂;施工技術

【中圖分類號】U445.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）05-0139-02

0 前言

懸澆法被廣泛用于橋梁結構中，它不需要搭設落地支架，不需要大型起重與運輸設備的輔助，主要的實現設備是能夠行走的掛籃。掛籃施工的優點有操作便利、施工效率高、結構輕便等。隨著工程施工技術和設備的持續發展和革新，掛籃的結構形式逐漸豐富，與此同時，對工程質量、施工工藝的標準也逐漸提高，不同類型的工程具有不同的特點，掛籃設計應結合具體的工程項目進行針對性的設計。本文以興城大橋主橋掛籃懸臂澆筑專項施工方案中的高架橋掛籃施工項目為例，對項目中使用的三角桁架型掛籃設計結構、施工方法、技術手段進行了分析與研究，并運用在實際的工程當中。

1 工程概況

廣西田陽縣敢壯大道西段市政道路的橋梁改擴建工程的起始處是南百高速公路的進城收費站，終點連接現狀敢壯大道，道路從西南向東北修建。市政大道的起始樁點為K0+050，從南向北經過興城大橋，最終到達現狀敢壯大道，終點路樁號為K2+000，該路線總實際長度為1 950 m，其中道路長度為1 622.2 m，橋梁長度為327.8 m。K1+498.98興城大橋坐落于田陽縣興城村的右江河岸上，利用興城大橋原先橋身在其右側建造一座16.5m寬的橋梁，橋梁橫跨右江河。根據設計方案，橋梁的起點樁為K1+334.417，終點樁號是K1+662.234，橋梁全長327.82 m，橋面寬幅為16.5 m，橋型是2×25 m預應力砼現澆連續箱梁加上（50.32+2×85+50）m的預應力砼連續剛構，按設計方案預設需要建設橋梁6跨，并建造橋墩（臺）7個，從橋梁的起點到終點，橋墩（臺）編號按序設置為0#～6#。

2 三角桁架型掛籃的結構設計

2.1 三角桁架型掛籃的主要組成系統

該橋梁工程掛籃施工使用三角掛籃進行，掛籃使用3片主桁架作為首要的受力構件，各掛籃重量約90 t，其模板長度約5 m，可以支持各節段澆筑長度的更改。掛籃構架由主桁梁系統、后錨固系統、走行系統、前后上下橫梁、外導梁、吊掛系統、底模、內外側模、內滑梁和外滑梁組成。具體結構如下。

（1）三角主桁架設置為3根桁梁，2根I56b組合型鋼桁架片使用型鋼聯結片連成整體成為主桁梁，主桁梁上鋼立桿與斜拉桿設立成1個三角形穩定體系。三主桁梁設于箱腹板中心部位，腹板中心距為5.415 m，縱向長度為11.52 m。

（2）后錨固系統，為抵消混凝土澆筑時的后拉力，主桁梁尾部90 cm范圍內對組合主桁梁進行錨固，每道主桁梁設計與已澆箱梁采用4根φ32 mm從兩側對主桁架進行錨固;0號塊后錨精軋螺紋鋼預埋于0號塊中，預埋深度為80 cm;為消除澆筑混凝土時的后拉力，主桁梁的尾部90 cm的范圍內需要對主橫梁實行錨固，每一根主桁梁設計和已經澆箱梁使用4根φ32 mm精軋螺紋鋼由兩側對主桁梁架實行錨固;0號塊后錨精軋螺紋鋼提前埋在0號塊中，預埋深度為80 cm。

（3）完整的掛籃行走系統是由軌道墊梁、內滑梁、外滑梁和外導梁組成行走系統、主錨桿和連接器及蹬筋錨固分配梁等構成。

（4）前后上下橫梁系統中的前上橫梁是通過2根I45a“工”字鋼拼裝構成，后上橫梁使用雙拼36a槽鋼組裝形成，由前后橫梁利用2根40a槽鋼拼裝形成，前后橫梁中心距為5.4 m，橫梁長度為17.5 m。前后橫梁上設置有底模平臺和內外側模的吊掛點。

（5）吊掛系統的每一節箱梁的混凝土和底模平臺的重量是使用吊點帽和精軋鋼吊使底模與成品混凝土夾緊不漏漿，而且承擔混凝土澆筑時的部分豎向荷載。箱梁截面底寬度為11.25 m的范圍內設置有6根930MPaJL-φ32 mm精軋螺紋錨桿，在施工當中利用2個32 t千斤頂對每一根錨桿施約50 kN的預緊力掛，最終讓底模和成品混凝土合緊不漏漿，并且承當混凝土澆筑時的部分豎向荷載。

（6）模板系統主要由底模系統、外模系統、內頂模系統組成。底模系統由前下橫梁（2I40a）、后下橫梁（2I45a）、27根縱梁（I45）和底板縱梁組成。在腹板部位縱梁間距加密到20 cm，非腹板位置間距設置為90 cm，梁底鋼模板使用4.5 m×11.25 m的組合鋼模板。下橫梁和縱梁間使用活絡的銷軸連接，保障其靈活性;梁底鋼模板和縱梁連接可以使用點焊固定;下橫梁要與懸吊系統相連接，把施工荷載傳給已經澆筑完成的梁段，同時應當保證移動掛籃時模板和主梁之間同步移動。完整的外模系統是由外模滑梁、外模承重梁和外模支架構成。外模滑梁使用雙拼32a槽鋼焊接形成，外模板使用的是0#塊模板系統，模板長度為5.0 m，與已經澆筑完成的節段搭接25 cm。內模架是由10#槽鋼焊接形成，設置為高低邊，符合箱梁腹板寬度變化的需求。滑移梁主要功能是在掛籃前移時帶著外模其他構件共同前移。

2.2 三角桁架型掛籃結構在實際使用的規范標準

國家針對三角桁架型掛籃結構在實際使用的規范標準，出臺過各種各樣的相關政策，掛籃和懸澆梁段混凝土之間的質量比例應≤0.5，掛籃應當將最大變形尺度控制在≤20 mm。本文參考的實際工程案例中，主梁的懸澆節段恒荷載量為2 434～2 894 kN，三角桁架型掛籃重力荷載約1 040 kN，生產的標準應滿足1 040/2 894=0.36<0.5且1 040/2 434=0.42<0.5的要求。依據掛籃的結構和實際的荷載水平，通過MIDAS/Civil開展建模計算，在主桁和各橫梁及縱梁等構建的受力和變形符合要求的情況下，該工程當中掛籃結構的整體形變為17.2～20 mm，在相關規定要求的范圍內。在項目中使用的三角桁架掛籃的自身總量和受力變形情況可以達到施工項目的規范要求，同時使用該方法施工保障了工地下方橫跨路線的正常運行和使用安全。

3 三角桁架型掛籃施工方法

3.1 掛籃的生產和檢測驗收

（1）掛籃事關施工安全和施工質量，因此必須對施工掛籃進行嚴格檢測。對掛籃的材料、構建數量、組裝尺寸等部分進行嚴格檢查，確保受力構件達到要求且內部無損傷。

（2）主桁架安裝的位置和尺寸大小一定要符合規范設計圖的要求，符合規定要求的精度，各部分構件拼接組合正確。

（3）按設計圖的規劃和評定標準，保證焊縫焊接水準，焊縫表面應當平滑密實，焊縫的寬度應當均勻，尺寸達到要求，焊縫不能有咬邊、弧坑、焊瘤、氣孔、裂紋等情況出現。

（4）滑道應當光滑平坦，摩擦力和阻力要小，安裝拆卸便利，可反復使用。

（5）底模縱梁、下橫梁、吊桿和后錨系統的生產和組裝一定要符合設計標準，每個組合點的設置都應當正確，盡可能地降低結構由安裝帶來的應力。掛籃的所使用的模板應當符合剛度與平整度的標準。

（6）掛籃的支撐平臺必須具備符合需求的強度和足夠大的平面尺寸，達到梁段的現場作業要求。掛籃應當在工廠內試組完成后，再解體送到施工現場，最后用吊車吊到0號塊面組裝完成。

3.2 掛籃的安裝方法和注意事項

在0號塊建成后，等待混凝土強度有設計強度的80%后，可對外模進行松動、拆除，但是支架和底模在主掛合攏后可以拆除。

在對掛籃進行拼裝時，每一個主墩兩側的掛籃都應當同時進行拼裝，同一個掛籃橫向兩側的構件應該要分別進行安裝，防止相互干擾產生不良問題。掛籃的安裝程序如下：①清掃梁段頂面;②用1∶2的水泥砂漿給鋪枕部位找平;③于找平層上放出軌道放樣定位線;④鋪設方鋼軌道;⑤安裝組合導梁的C40b組合型鋼（根部錨固）。⑥安裝前后上橫梁;⑦安裝組合導梁的雙拼C40b槽鋼立桿;⑧安裝立桿間橫聯（14組合槽鋼）;⑨安裝組合導梁的C36a槽鋼斜拉桿;⑩安裝吊帶;？輥？輯？訛安裝前后下橫梁、下縱梁等底模系統;？輥？輰？訛調整立模標高→固定模板。

掛籃每端的精軋鋼吊桿在調整標高后都需要上一個配套螺母進行加固，預防螺母滑脫。箱梁豎向預應力是鋼絞線，掛籃完成后可以使用預先埋設的精軋螺紋鋼進行錨固。

4 結語

總而言之，保障懸臂施工的質量和安全性是前提，因為要保證下部道路的正常通行，所以選擇使用裝配式三角桁架型掛籃進行施工，收獲了良好的效果，并通過掛籃其結構和工程的實際荷載量，利用相關軟件進行計算證實了該掛籃結構符合此工程懸臂施工的要求。本文通過實際案例，對三角桁架型掛籃開展跨線橋梁懸臂施工的工藝進行了概括和總結，實際施工作業證明三角桁架型掛籃施工是一種安全可靠、質量可控、性價比高且高效快速的工程施工方法，其在跨線橋梁懸臂施工工程當中擁有極高的實際價值，可以廣泛推廣和運用。

參 考 文 獻

[1]趙兵偉.三角桁架型掛籃在跨線橋梁懸臂施工中的應用[J].華東公路，2016（1）.

[2]馮麗霞.橋梁懸臂掛籃施工技術應用探討[J].華東公路，2018（4）.

[3]劉帥.橋梁施工中掛籃懸臂澆筑技術的應用[J].華東公路，2018（1）.