橋梁懸臂澆筑掛籃施工工藝研究

鐘登科

（中交（廣州）建設(shè)有限公司，廣東 廣州 511458）

目前，在大型橋梁工程的建設(shè)中，基本都會采用懸臂澆筑技術(shù)進(jìn)行施工。該技術(shù)不需要專門設(shè)置支架、使用吊機(jī)等，也不受地形條件、水位情況等因素的影響，具有較好的施工效果，能夠有效提升橋梁的施工效率，保障橋梁的施工質(zhì)量，因此其被廣泛應(yīng)用于橋梁工程的建設(shè)。

1 工程概況

環(huán)湖路工程項(xiàng)目呈圓狀，全線長約3.5km，道路設(shè)計寬度為45m，設(shè)計車速為50km/h，采用雙向6車道。該項(xiàng)目中橋梁工程含樁基198根，承臺44個，墩柱90根，掛籃懸澆箱梁1聯(lián)，支架現(xiàn)澆箱梁1聯(lián)，預(yù)制小箱梁212榀。其中，桂畔海大橋主橋單幅橋箱梁施工采用2對掛籃對稱進(jìn)行，懸澆節(jié)段共28個，長度為3m、3.5m兩種，最大節(jié)段重124.87t。

2 懸臂澆筑掛籃施工概述

采用懸臂澆筑掛籃施工技術(shù)進(jìn)行橋梁工程的建設(shè)時，需要分別在橋墩兩側(cè)搭設(shè)有效的作業(yè)平臺，然后利用該平臺進(jìn)行懸臂平衡作業(yè)，以及分次進(jìn)行混凝土的澆筑，從而保證梁體的施工質(zhì)量。懸臂澆筑掛籃施工技術(shù)核心裝置為可移動掛籃，掛籃能夠在懸臂兩端自由靈活移動，通過掛籃可以完成大部分的梁體施工作業(yè)。結(jié)合橋梁的設(shè)計方案、工期規(guī)劃等，可以將掛籃與懸臂澆筑同時作業(yè)，其模板標(biāo)高為。其中，H1為待澆段底板前端點(diǎn)掛籃底板高；H0為該點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高；fi為施工節(jié)段以后各段對該點(diǎn)撓度的影響值；flm為施工節(jié)段縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對該點(diǎn)的影響值；fm為掛籃彈性變形對該點(diǎn)的影響值；為混凝土收縮、溫度、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換及活載等影響產(chǎn)生的撓度計算值。

3 懸臂澆筑掛籃施工工藝

懸臂澆筑掛籃施工技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是省去了支架搭設(shè)的操作，避免橋下產(chǎn)生障礙物，也有效防止了交通堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。具體施工工藝流程如圖1所示。

該項(xiàng)目桂畔海大橋主橋單幅橋箱梁建設(shè)時，有效利用了懸臂澆筑掛籃技術(shù)，同時采用2對掛籃對稱進(jìn)行作業(yè)。下文深入介紹該技術(shù)的施工方法。

圖1 懸臂澆筑掛籃施工工藝流程框圖

3.1 掛籃設(shè)計與安裝

（1）掛籃結(jié)構(gòu)。掛籃根據(jù)最大節(jié)段的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計，自重59.15t。為確保施工的質(zhì)量符合設(shè)計要求，應(yīng)保證掛籃的剛度等性能滿足最大節(jié)段的施工需求，防止混凝土澆筑后在接縫處產(chǎn)生較大的裂縫，同時還可以有效避免箱梁在縱橫向上產(chǎn)生由變形造成的“錯臺”。掛籃應(yīng)當(dāng)具有滿足靈活移動、適當(dāng)調(diào)整以及混凝土澆筑需求等的功能，主要結(jié)構(gòu)有承重主縱梁、底籃、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、平臺系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等。①主縱梁。該部分是最主要的承重構(gòu)件，由厚度為16mm的Q235鋼板制作而成，每個掛籃共設(shè)計設(shè)置3根主縱梁，相鄰縱梁的間距為5.65m，并于前、后橫梁進(jìn)行有效連接。前上橫梁使用2[56b型鋼拼裝焊接，并作為前吊帶的支點(diǎn)，同時后上橫梁選取2[50b型鋼拼裝焊接。主縱梁結(jié)構(gòu)示意圖具體如圖2所示。②底籃。底籃是由前后下橫梁、底模分配梁共同構(gòu)成的。前下橫梁通過2[45b的型鋼進(jìn)行有效的組焊，并在其上懸掛8根厚度為34mm的Q235B鋼板吊帶；后下橫梁通過2[45b的型鋼進(jìn)行組焊，并懸掛在已澆筑好的梁段上；底模分配梁則是將HN300×150mm的型鋼與下橫梁進(jìn)行有效焊接。底模分配梁之間的距離控制在0.3～0.7m，但是在腹板底板處適當(dāng)加密。③錨固系統(tǒng)。掛藍(lán)錨固系統(tǒng)通過φ32mm的精軋螺紋鋼緊密錨固在已完成澆筑的梁段上。單片主縱梁通過4根φ32mm精軋螺紋鋼錨固在其后端，后錨點(diǎn)則利用預(yù)留孔預(yù)埋在已澆筑的梁段上。除此之外，所有錨桿都應(yīng)分別通過2臺30t的千斤頂進(jìn)行有效固定，避免在澆筑過程中發(fā)生變形。④行走系統(tǒng)。主縱梁行走軌道梁是由2根HN300×150的型鋼組焊而成，并在已完成澆筑的梁段上每隔0.5m埋設(shè)錨桿，錨固行走系統(tǒng)。主縱梁前支點(diǎn)直接固定于行走梁上起支撐作用，后支點(diǎn)則倒掛其上。在已完成澆筑的梁段上每隔0.5m設(shè)墊梁，墊梁與梁段、行走軌道梁之間都利用鋼板墊緊密連接，從而盡可能地降低行走過程中存在的阻力。

圖2 主縱梁結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

（2）掛籃安裝。掛藍(lán)需要由有能力的生產(chǎn)廠家加工成型，并通過試拼在驗(yàn)收合格后方能運(yùn)送至施工場所。掛籃安裝的具體流程：測量放線及橋面清理平整→掛籃行走系統(tǒng)部分安裝→掛籃主縱梁安裝→掛籃錨固系統(tǒng)及上橫梁安裝→掛籃懸吊系統(tǒng)安裝→掛籃下橫梁系統(tǒng)安裝→掛籃底模系統(tǒng)安裝→掛籃側(cè)模支架及模板系統(tǒng)安裝→掛籃內(nèi)支架及模板系統(tǒng)安裝→掛籃張拉平臺及安全腳手架安裝。后錨式掛籃安裝也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工流程有序進(jìn)行。①軌道安裝固定：測量放線調(diào)平后通過起重設(shè)備將軌道準(zhǔn)確安裝，并利用精軋螺紋鋼將軌道有效固定。②承重系統(tǒng)安裝：承重系統(tǒng)主要由3片主縱梁、上橫梁、后錨梁等構(gòu)成，利用相應(yīng)的起重設(shè)備逐步實(shí)施安裝。③底籃安裝：由于后下橫梁距離0#端部仍存在一定距離，不能將底籃一次吊裝到位，在吊裝前需要在后下橫梁上安設(shè)2根纜風(fēng)繩，然后進(jìn)行安裝，最后逐根吊裝底縱梁。④側(cè)模安裝：安裝前先將吊桿有效固定在滑梁上，在錨筋預(yù)留孔或者吊點(diǎn)處下放纜繩，然后與吊桿進(jìn)行連接，錨桿穿入預(yù)留孔實(shí)施錨固，從而降低掛籃安裝時的風(fēng)險。

（3）掛籃荷載試驗(yàn)。懸澆作業(yè)開始前，為確保掛籃的安裝質(zhì)量符合施工需求，應(yīng)對掛籃進(jìn)行嚴(yán)格的荷載試驗(yàn)，以此消除掛籃加荷載后產(chǎn)生的非彈性變形，同時確定其彈性變形值，便于在立模時進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)留。在進(jìn)行荷載試驗(yàn)時，2套掛籃應(yīng)對稱同時進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際懸澆施工狀態(tài)進(jìn)行模擬，試驗(yàn)中的最大荷載為設(shè)計荷載的1.2倍（124.87×1.2=150t）。

（4）掛籃前移。完成張拉壓漿作業(yè)后，待水泥漿有效終凝后便能進(jìn)行前移。①接長并錨固掛籃軌道，使用鍍鋅鐵皮保護(hù)軌道表面，同時涂刷一定量的潤滑油。拆除主桁架的后錨桿，后支座進(jìn)行支撐，然后逐漸放松底模前吊帶，使底模緩慢移動到距梁體100mm左右位置。②對走行系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的安全檢查，包括掛籃兩軌道是否與橋軸線保持平行、軌道錨固效果以及支墊的狀態(tài)。③安裝底模、吊桿、內(nèi)外滑梁吊桿以及掛籃主桁架后錨固裝置，確保裝置的受力在設(shè)計范圍內(nèi)，確保施工的順利進(jìn)行。

（5）掛籃拆除。該工程中，當(dāng)完成合攏段的施工或不繼續(xù)使用掛籃后，應(yīng)及時將掛籃就地拆除。可利用橋面預(yù)留的下放索孔洞，通過鋼絞線吊住掛籃借助穿心式千斤頂，將掛籃緩慢放至地面；還可以利用鋼絲繩滑車組將其逐漸放下，拆除后通過專門的車輛有序運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢谩?/p>

3.2 混凝土施工

混凝土是在攪拌站站集中拌合，然后通過混凝土運(yùn)輸罐車運(yùn)送至施工現(xiàn)場進(jìn)行澆筑。澆筑作業(yè)應(yīng)對稱進(jìn)行，從待澆筑作業(yè)梁段的前段逐漸向已完成澆筑段的方向施工，左右對稱同時作業(yè)。對每個梁段進(jìn)行混凝土澆筑前，應(yīng)對新舊混凝土的結(jié)合面進(jìn)行徹底的鑿毛處理。無論在何種情況下，相鄰梁段的混凝土澆筑齡期不能大于20d，并且在澆筑施工時應(yīng)當(dāng)安排專人檢測掛籃的變形情況，并及時采取相應(yīng)的防范措施保證施工的質(zhì)量。

3.3 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力管道及鋼絞線根據(jù)鋼筋與模板進(jìn)行同步作業(yè)，每隔0.5m用鋼筋進(jìn)行定位，并將定位筋與構(gòu)造筋有效連接以形成穩(wěn)定的整體。

4 結(jié)語

綜上可知，懸臂澆筑掛籃施工技術(shù)在橋梁工程的建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用，但是該技術(shù)在使用時根據(jù)橋梁工程的不同存在一定的變化。因此在實(shí)際應(yīng)用時，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合橋梁工程的設(shè)計要求、周圍環(huán)境等選擇相適應(yīng)的掛籃形式，從而最大限度地發(fā)揮懸臂澆筑掛籃施工技術(shù)的優(yōu)勢，全面提升橋梁建設(shè)的質(zhì)量。