復(fù)雜環(huán)境下連續(xù)梁掛籃原位拆除技術(shù)研究＊

談軍志

（中鐵二十一局集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730070）

1 工程概況

亳州特大橋跨渦河連續(xù)剛構(gòu)拱、主跨168m。主梁采用單箱雙室、變高度、直腹板箱型截面，中跨跨中及邊支點(diǎn)截面中心處梁高4.515m，中支點(diǎn)截面中心處梁高10.015m，梁高按二次拋物線變化。

主梁頂寬一般段16.6m，邊支點(diǎn)處考慮與鄰跨標(biāo)準(zhǔn)梁相接頂寬線性變化為13.2m，頂板厚0.45～0.6m，中支點(diǎn)附近頂板加厚為1m；邊支點(diǎn)處局部頂板加厚為0.65m。

主梁底寬13.2m，底板厚度0.4～1.2m。主梁共分83個(gè)梁段，梁拱結(jié)合部0號(hào)梁段長(zhǎng)30m，合龍梁段長(zhǎng)2.0m，邊孔現(xiàn)澆梁段長(zhǎng)3.9m，其余梁段長(zhǎng)分別為3.0m、3.5m、4.0m三種。主梁除0號(hào)梁段、邊孔現(xiàn)澆梁段在支架上施工外，其余梁段均采用掛籃懸臂澆筑。粱體懸臂澆筑段采用2套菱形掛籃進(jìn)行施工。

1.2 掛籃構(gòu)造

掛籃立面布置圖、掛籃后斷面布置圖、掛籃前斷面布置圖如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 掛籃立面布置圖

圖2 掛籃后斷面布置圖

圖3 掛籃前斷面布置圖

掛籃采用菱形掛籃形式，掛籃由主桁系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、平臺(tái)及防護(hù)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等部分組成。

1）主桁系統(tǒng)。主桁架是掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)，由3榀菱形主桁架、橫向聯(lián)結(jié)系組成。3榀主桁架中心間距為6.05m+6.05m，中心高4.0m，每榀桁架前后節(jié)點(diǎn)間距分別為5.3m，5.0m，總長(zhǎng)10.3m。桁架主桿件采用方鋼，節(jié)點(diǎn)通過(guò)箱體采用銷軸聯(lián)結(jié)。橫向聯(lián)結(jié)系設(shè)于三榀主桁架的豎桿上，其作用是保證主桁架的橫向穩(wěn)定，并在走行狀態(tài)懸吊底模平臺(tái)后橫梁。桿件A1、A3～A5由□40方管桿件加工而成。

由2[14a及[10組成橫聯(lián)。

后錨平聯(lián)采用2[20a及[20a。

2）底籃系統(tǒng)。底模平臺(tái)直接承受梁段混凝土重量，并為立模，鋼筋綁扎，混凝土澆筑等工序提供操作場(chǎng)地。其由底模板、縱梁和前后橫梁組成，底模板采用大塊鋼模板。其中縱梁采用HN400型鋼，橫梁采用2HN600型鋼組焊。前后橫梁中心距為5.8m，縱梁與橫梁焊接聯(lián)接。

（1）前、后下橫梁均采用 2HN600×200組合加工而成。

（2）縱梁采用單根 HN400×200型鋼。

3）懸吊系統(tǒng)。懸吊系統(tǒng)用于懸吊底模平臺(tái)、外模和內(nèi)模。并將底模平臺(tái)、外模、內(nèi)模的自重、梁段混凝土重量及其它施工荷載傳遞到主構(gòu)架和已成梁段上。懸吊系統(tǒng)包括前上橫梁、底模平臺(tái)前后吊帶（桿）、外模走行梁前后吊桿、內(nèi)外模走行梁前后吊桿、墊梁、扁擔(dān)梁及螺旋千斤頂。

底模前橫梁各設(shè)6個(gè)吊點(diǎn)，后橫梁設(shè)置10吊點(diǎn)，吊點(diǎn)均采用吊帶，由Q345鋼板制成。底模平臺(tái)前端懸吊在掛籃前上橫梁上，前上橫梁上設(shè)有由墊梁、扁擔(dān)梁和螺旋千斤頂組成的調(diào)節(jié)裝置，可任意調(diào)整底模標(biāo)高。底模平臺(tái)后端懸吊在已成梁段的底板上和翼緣板上。外模走行梁和內(nèi)模走行梁的前后吊桿均采用單根Φ32精軋螺紋鋼筋。其中外模走行梁前吊點(diǎn)與走行梁銷接，以避免吊桿產(chǎn)生彎曲次應(yīng)力。

前吊帶使用 120mm×40mm（Q345）鋼板吊帶及后邊吊帶均采用120mm×50mm（Q345）鋼板。

滑梁吊桿采用32mm精軋螺紋鋼筋。

4）錨固系統(tǒng)。錨固系統(tǒng)設(shè)在3榀主桁架的后節(jié)點(diǎn)上，共6組，每組錨固系統(tǒng)包括3根后錨上扁擔(dān)梁、6根后錨桿。其作用是平衡澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的傾覆力矩，確保掛籃施工安全。

錨固系統(tǒng)的傳力途徑為：主桁架后節(jié)點(diǎn)→后錨上扁擔(dān)梁→后錨桿→預(yù)埋精軋螺紋鋼筋→已澆混凝土。

5）行走系統(tǒng)。走行系統(tǒng)包括墊梁、軌道、前支座、后支座、內(nèi)外走行梁、滾輪架、牽引設(shè)備。掛籃走行時(shí)前支座在軌道頂面滑行，聯(lián)結(jié)于主構(gòu)架后節(jié)點(diǎn)的后支座反扣在軌道翼緣下并沿翼緣行走。掛籃走行由4臺(tái)YCL60型千斤頂牽引主桁架并帶動(dòng)底模平臺(tái)和外側(cè)模一同前移就位。

走行過(guò)程中的抗傾覆力傳力途徑為主桁架后節(jié)點(diǎn)→后支座→軌道→墊枕→豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋。

內(nèi)模在鋼筋綁扎完成后采用手拉葫蘆沿內(nèi)模走行梁滑移就位。

6）防護(hù)系統(tǒng)。防護(hù)系統(tǒng)用于施工時(shí)人員操作上下通道，包括前上橫梁操作平臺(tái)、底籃通道平臺(tái)、上下通道等。

7）模板系統(tǒng)。外模采用鋼模板，內(nèi)模項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際情況考慮。

8）掛籃構(gòu)件重量表，見(jiàn)表1。

表1 掛籃主要構(gòu)件重量統(tǒng)計(jì)表（每套）

1.3 工程特點(diǎn)

1.3.1 掛籃與預(yù)埋鋼筋沖突點(diǎn)多

如圖4所示，由于結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，掛籃位于連續(xù)梁腹板處，軌道墊梁與連續(xù)梁豎墻A、豎向B預(yù)埋鋼筋及接觸網(wǎng)基礎(chǔ)，相沖突，掛籃設(shè)計(jì)時(shí)，采用加高軌道墊梁的方式避免與豎向預(yù)埋鋼筋的沖突。采用預(yù)埋螺栓下放加裝封閉套管，掛籃前移后擰出預(yù)埋螺栓，套管內(nèi)注漿的方式完成接觸網(wǎng)預(yù)埋基礎(chǔ)的安裝。

圖4 掛籃前支座示意圖

1.3.2 不具備后退條件

由于接觸網(wǎng)基礎(chǔ)的施工，掛籃無(wú)法后退，同時(shí)工期要求，采取原位拆除掛籃的方式提前工期。因此掛籃不具備后退條件。

1.3.3 拆除場(chǎng)地受限

如圖5所示施工平面圖，由于場(chǎng)地受限，邊跨掛籃拆除具備時(shí)吊機(jī)等具備拆除條件，中跨位于渦河上方，中跨下方為施工便橋，便橋不具備吊車站位條件。

圖5 平面布置圖

1.3.4 安全風(fēng)險(xiǎn)高

本工程554號(hào)墩邊跨合龍段距離京九鐵路8.5m，屬于臨近營(yíng)業(yè)線施工。同時(shí)拆除過(guò)程屬于高空作業(yè)，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高。

2 掛籃拆除總體方案

依據(jù)工程特點(diǎn)，掛籃拆除采用原位拆除方案，為不影響后期支架安裝工期，中垮合龍段張拉壓漿完成后開(kāi)始拆除掛籃，拆除順序?yàn)橹锌濉吙纭?/p>

中跨掛籃拆除順序：拆除內(nèi)模（合龍段施工中，內(nèi)模系統(tǒng)提前拆除）→固定錨固底模系統(tǒng)→固定側(cè)模系統(tǒng)→拆除錨固系統(tǒng)→拆除主桁架系統(tǒng)→拆除掛籃走行系統(tǒng)→拆除側(cè)模系統(tǒng)→拆除底模系統(tǒng)。由于中垮合龍段下方不具備吊車站位條件，拆除時(shí)采用70t吊車輔助拆除，吊車位于梁面上，70t采用300t吊車吊至梁面。主桁架在梁面解體，轉(zhuǎn)運(yùn)至塔吊可起吊范圍內(nèi)，塔吊運(yùn)至橋下。底模采用精軋螺紋鋼固定，整體下落，平板車停靠在鋼便橋上，直接落在平板車上加固穩(wěn)定后運(yùn)至模板廠內(nèi)拆解。側(cè)模錨固后，根據(jù)錨固點(diǎn)，拆解側(cè)模，逐塊吊至梁面，然后采用吊車轉(zhuǎn)運(yùn)至橋下。

邊跨掛籃拆除順序：拆除內(nèi)模（合龍段施工中，內(nèi)模系統(tǒng)提前拆除）→拆除底模系統(tǒng)→拆除側(cè)模系統(tǒng)→拆除錨固系統(tǒng)→拆除主桁架系統(tǒng)→拆除掛籃走行系統(tǒng)。內(nèi)模，側(cè)模，底模拆除時(shí)采用80t吊車站在橋下拆除。主桁架拆除時(shí)，吊車選用中垮拆除70t吊車，在橋上拆除并分解。逐塊運(yùn)至橋下。

3 掛籃拆除施工

3.1 拆除掛籃內(nèi)模板系統(tǒng)

跨渦河連續(xù)剛構(gòu)拱橋T構(gòu)在最后一個(gè)懸澆段（19#塊）施工完畢后立即進(jìn)行掛籃內(nèi)模系統(tǒng)拆除，合龍段內(nèi)模系統(tǒng)采用滿堂支架配合拼裝木模板進(jìn)行施工。

單個(gè)T構(gòu)最后懸澆段（19#梁段）施工完畢后，即進(jìn)行掛籃內(nèi)滑梁與內(nèi)模板拆除施工。掛籃內(nèi)側(cè)模采用氧氣、乙炔將其原位分解成50cm×50cm的小塊后由梁面20t吊車將其從內(nèi)箱吊裝到梁面堆碼整齊。內(nèi)滑梁與頂模拆除時(shí)，利用8臺(tái)32t螺旋千斤頂配合精軋螺紋鋼吊桿將內(nèi)滑梁懸吊并緩慢降至可施工高度后采用乙炔、氧氣及時(shí)分解頂板倒角模板及頂板模板，再分解頂板模板桁架，分解后的內(nèi)模、桁架采用橋上20t吊車將其從內(nèi)箱中拖拽吊裝到梁面堆碼整齊。在下放內(nèi)滑梁時(shí)注意控制內(nèi)滑梁下放速度，四根精軋螺紋鋼采用螺旋千斤頂同步下調(diào)，嚴(yán)禁單側(cè)模板下調(diào)速度過(guò)快導(dǎo)致模板傾斜、滑落。模板拆除完畢后內(nèi)滑梁由梁面20t吊車將其直接從內(nèi)箱中拖拽吊出到粱面。

合龍段掛籃內(nèi)模板亦采用分解拆除的方法施工。合龍段內(nèi)模板全部采用木模板，掛籃施工完畢后在梁體箱式內(nèi)采用電鋸、砂輪機(jī)等將內(nèi)模板分解成不大于1.0m的塊段，由人工搬運(yùn)至梁端箱式內(nèi)預(yù)留過(guò)人洞處，然后利用25t吊車、人工配合將內(nèi)模板從箱室預(yù)留孔洞內(nèi)拖拽、吊運(yùn)到地面。

3.2 拆除掛籃側(cè)模板系統(tǒng)

掛籃側(cè)模板系統(tǒng)拆除根據(jù)合龍段位置不同采用三種不同的施工方法。551#墩邊跨合龍段施工完畢后采用70t吊車原位進(jìn)行掛籃側(cè)模拆除。側(cè)模拆除時(shí)先將側(cè)模下放離開(kāi)箱梁翼緣板20～50cm，然后利用70t汽車吊采用鋼絲繩將側(cè)模外滑梁進(jìn)行捆綁，將側(cè)模提高約10cm，卸掉側(cè)模吊桿，使側(cè)模重量全部由70t汽車吊鋼絲繩承受，直接拆除吊裝到地面。

中跨合龍段側(cè)模擬采用橋上70t吊車直接在原位進(jìn)行拆除。合龍段施工完畢后，將外滑梁與側(cè)模桁架相接處位置全部采用電焊焊接牢固，使外滑梁與側(cè)模形成吊裝整體。然后通過(guò)梁面預(yù)留孔采用4臺(tái)32t螺旋千斤頂均勻緩慢下放精軋螺紋鋼吊桿將側(cè)模系統(tǒng)脫離翼緣板50cm以上，然后利用橋面70t吊車鋼絲繩將側(cè)模外滑梁進(jìn)行捆綁，將側(cè)模提高10cm并檢查側(cè)模的穩(wěn)固情況后，卸掉外滑梁吊桿，使側(cè)模重量全部由70t汽車吊鋼絲繩承受，直接拆除吊裝到橋面后分解堆碼。

554#墩邊跨合龍段掛籃側(cè)模拆除時(shí)，為確保既有線行車安全，通過(guò)梁面翼緣板預(yù)留孔利用Φ32mm精軋螺紋鋼吊桿將外滑梁、模板懸吊，再利用4臺(tái)32t螺旋千斤頂配合接長(zhǎng)精軋螺紋鋼吊桿將外滑梁、外側(cè)均勻模緩慢下放到地面，之后在地面利用25t吊車配合直接分解掛籃側(cè)模系統(tǒng)，側(cè)模下放過(guò)程中設(shè)置專人觀察吊桿下放速度，確保前后兩根吊桿均勻下落，嚴(yán)禁出現(xiàn)前后模板下調(diào)速度不協(xié)調(diào)導(dǎo)致模板傾斜、滑落。

3.3 拆除掛籃底模板系統(tǒng)

掛籃底模板根據(jù)合龍段位置采用三種不同的拆除方式。

551#墩、554#墩掛籃底模板拆除采用先整體下放到地面以后再分解拆除的方式。

551#墩掛籃底模板拆除采用2臺(tái)70t吊車支設(shè)在粱體左右兩側(cè)進(jìn)行吊裝拆除。底模板系統(tǒng)拆除時(shí)先利用千斤頂及吊桿、吊帶將底籃下放離開(kāi)粱體底板30～50cm，然后分別在底模前、后下橫梁兩側(cè)設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)。掛籃底模板系統(tǒng)拆除起吊前，先檢查掛籃底模板每道縱梁與掛籃前、后下橫梁是否焊接牢固，底模板是否與縱梁連接可靠，發(fā)現(xiàn)焊縫開(kāi)裂部位重新進(jìn)行補(bǔ)焊牢固，將底模板系統(tǒng)牢固連接成整體，同時(shí)在底模板系統(tǒng)四角設(shè)置4根導(dǎo)向繩，之后采用2臺(tái)70t吊車同時(shí)緩慢起吊，地面作業(yè)人員拖拽好四根底模導(dǎo)向繩防止底模板發(fā)生扭轉(zhuǎn)，2臺(tái)70t吊車同時(shí)緩慢放松鋼絲繩將底模系統(tǒng)降落到地面。

552#墩～553#墩中跨合龍段掛籃底模板拆除時(shí)，通過(guò)梁面、內(nèi)箱預(yù)留孔穿入Φ32mm精軋螺紋鋼吊桿將底模系統(tǒng)懸吊，掛籃底模前、后橫梁各采用4根精軋螺紋鋼吊桿進(jìn)行懸吊，之后利用16臺(tái)32t螺旋千斤頂將掛籃底模緩慢下放至便橋上，再利用橋面25噸吊車將掛籃底模分解拆除。

554#墩掛籃底模拆除時(shí)，通過(guò)粱體翼緣板預(yù)留孔穿入Φ32mm精軋螺紋鋼吊桿將底模系統(tǒng)懸吊，掛籃底模前、后橫梁各采用2根精軋螺紋鋼吊桿進(jìn)行懸吊，之后利用8臺(tái)32t螺旋千斤頂并接長(zhǎng)吊桿將底模板緩慢下放到地面后分解拆除。

3.4 拆除掛籃主桁系統(tǒng)

掛籃底模系統(tǒng)、側(cè)模系統(tǒng)、內(nèi)模系統(tǒng)拆除完畢后進(jìn)行掛籃主桁架系統(tǒng)的拆除。中跨合龍段掛籃采用橋面70t吊車配合拆除掛籃前上橫梁，然后拆除掛籃豎向平聯(lián)、最后拆除掛籃主菱形架。

邊跨合龍段掛籃采用70t吊車在地面配合拆除掛籃前上橫梁，然后拆除掛籃豎向平聯(lián)、最后拆除掛籃主菱形架。

4 安全管理措施

設(shè)立專職的安全管理工程師，召開(kāi)專題會(huì)議。將安全闡明施工意識(shí)落實(shí)到每個(gè)崗位、每個(gè)施工人員。

安全教育：施工作業(yè)隊(duì)伍在施工前，必須對(duì)所有施工人員進(jìn)行城市道路施工安全文明生產(chǎn)教育，所有的施工人員必須遵守各項(xiàng)規(guī)定。

安全宣講：每日施工作業(yè)前，由現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人宣講施工安全注意事項(xiàng)和當(dāng)日施工細(xì)節(jié)。

施工隊(duì)伍，在每個(gè)施工點(diǎn)，安排一名責(zé)任心強(qiáng)的人員擔(dān)任專職察員，負(fù)責(zé)施工區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)措施的執(zhí)行情況。

嚴(yán)格按項(xiàng)目安排堆放施工材料，嚴(yán)禁將施工物料堆放在施工區(qū)域以外。

各施工隊(duì)伍進(jìn)入路面的施工人員一律穿黃色安全反光背心，嚴(yán)禁穿邊彩服在綠化帶施工，所有施工車輛和機(jī)械應(yīng)噴涂或掛帶明顯統(tǒng)一的“施工”標(biāo)志。

各施工隊(duì)伍每日收工時(shí)，必須認(rèn)真清理施工現(xiàn)場(chǎng)，保證施工現(xiàn)場(chǎng)的清潔，不留任何機(jī)具材料及廢棄雜物。

掛籃拆除時(shí)，應(yīng)先拆除模板，再?gòu)膽业跸到y(tǒng)開(kāi)始逐步拆除，拆除過(guò)程中掛籃下方必須設(shè)置作業(yè)警戒區(qū)，防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入，避免掛籃構(gòu)件墜落傷人。掛籃移動(dòng)、后退時(shí)安全保障措施:

1）檢查軌道節(jié)段間螺栓連接是否牢固。

2）檢查軌道壓梁與軌道是否貼合緊密。

3）檢查精軋螺紋鋼錨桿上是否加墊有鋼墊板，精軋螺紋鋼螺母是否擰緊并有足夠的工作長(zhǎng)度。

4）檢查精軋螺紋鋼錨桿與粱體預(yù)埋精軋螺紋鋼間是否采用專用連接器連接，并確定兩頭的精軋螺紋鋼在套筒內(nèi)的旋絲長(zhǎng)度一致并達(dá)到套筒長(zhǎng)度的一半。

5）檢查精軋螺紋鋼錨桿是否垂直受力，謹(jǐn)防錨桿傾斜折斷。

6）檢查掛籃各部位連接銷軸是否穩(wěn)固。

7）底籃拆除前，必須對(duì)掛籃拆除所用鋼絲繩、手拉葫蘆進(jìn)行確認(rèn)檢查，對(duì)出現(xiàn)斷絲的鋼絲繩嚴(yán)禁使用，手拉葫蘆應(yīng)對(duì)葫蘆進(jìn)行潤(rùn)滑，防止在使用過(guò)程中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。對(duì)手拉葫蘆鏈條進(jìn)行檢查，對(duì)鏈條出現(xiàn)有脫扣、過(guò)焊、過(guò)電等現(xiàn)象時(shí)嚴(yán)禁使用。

8）在拆除模板錨固、掛籃主桁架后部錨固及鏈條葫蘆前，必須事先確認(rèn)相關(guān)替代錨固裝置已發(fā)揮作用，嚴(yán)禁出現(xiàn)先拆后錨的現(xiàn)象。

嚴(yán)禁穿塑料底硬滑鞋、高跟鞋進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

高處作業(yè)人員嚴(yán)禁酒后作業(yè)，嚴(yán)禁互相打鬧、以免失足發(fā)生高空墜落事故。

相關(guān)懸空作業(yè)時(shí)，必須有足夠的立足點(diǎn)并正確系掛安全帶。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章以商合杭鐵路亳州特大橋跨渦河（88+168+88）m連續(xù)梁掛籃原位拆除為例，介紹了掛籃在原位拆除時(shí)，在臨近既有線的條件下，如何采用吊車配合施工完成掛籃原位拆除；在不具備吊車輔助施工的條件下如何安全有效地完成掛籃的原位拆除。本方法在商合杭鐵路亳州特大橋跨渦河連續(xù)剛構(gòu)拱橋成功應(yīng)用，為同類施工積累了經(jīng)驗(yàn)。