淺談波形鋼腹板異步吊架與同步吊架施工技術

馬 龍，羅 勇

(中交二公局第三工程有限公司，陜西 西安 710016)

0 引 言

波形鋼腹板最大的特點是具有折疊效應，能沿橋梁縱向如風琴一樣自由變形，軸向彎曲剛度可以忽略不計，又通過增加波形提高了豎向抗彎曲能力，使得波形鋼腹板豎向變形小，軸向變形大的特點[1-2]。波形鋼腹板的豎向抗剪能力較高，波形鋼腹板預應力混凝土組合橋梁的抗剪主要由波形鋼腹板承受。但是目前中國國內的波形鋼腹板施工工藝多采用傳統掛籃及滿堂支架施工，并未充分利用波形鋼腹板抗屈曲能力大的受力特點[3-4]。本文依托某項目研究分析一種運轉一體化的吊架施工方法，該方法能充分利用波形鋼腹板的特點，形成一套新的施工工藝。項目位于陜西省安康市某座波形鋼腹板橋梁，設計并應用了異步吊架及同步吊架，可以對比傳統掛籃與新型吊架施工安全、質量、成本及工效等多個方面，從而為波形鋼腹板橋梁施工提供基礎數據。

1 吊架組成及功能

吊架主要由吊運系統、行走系統和懸澆系統組成。吊運系統主要實現波形鋼腹板自行吊運、安裝功能，行走系統主要實現吊架整體前移后退的功能，懸澆系統主要實現塊段鋼筋綁扎、混凝土澆注等正常施工功能。本文研究的吊架相比傳統掛籃主要增加了吊運系統；改變傳統的行走系統，使用了可拆卸一拖二液壓系統；改善了懸澆系統，采用鉸接吊帶形式，減少了吊帶受剪損壞的情況。

2 異步吊架與同步吊架不同之處

異步吊架可實現多個工作面同步施工，即實現N+1段腹板、N段底板、N-1段頂板3個工作面同步施工，解決了上下工作面交叉施工的安全問題。由此形成了平行工作平臺，提高了單個節段的施工工效，減少了鋼筋綁扎的施工時間。

同步吊架可實現2個工作面同步施工，即實現N+1段腹板、N段頂板底板的同步施工不受影響。但是在標準段與合攏段施工轉換的過程中相對于異步吊架法施工更加順暢、簡化，提高了全橋總體的施工工效。

圖1 異步吊架模擬圖

圖2 同步施工模擬圖

同步吊架總質量為41.5 t，與塊段的質量比為0.24，異步吊架總質量為48.9 t，與塊段的質量比為0.28。吊架重量相對于傳統的掛籃的質量更小，小于規范要求，更加輕便簡潔。在減少吊架自身重量的同時滿足了吊運、安裝及懸澆等多個功能，能實現自主運-轉作業，吊架使用率更高。

從單個塊段施工工效方面對比發現，異步吊架優于同步吊架。異步吊架能提供3個相互不干擾的工作面，避免了上下交叉作業的安全問題。特別在鋼筋綁扎及混凝土澆注施工工序中，異步吊架施工更加流暢，每個塊段鋼筋綁扎工作可以節省2～3 h，混凝土澆注工作可以減少1個工人操作，及1 h工時。在吊架行走工序上，異步吊架的4個支腿均在波形鋼腹板Ⅱ形槽內，行走比較順暢，不需要在已澆筑箱梁上設置行走滑動導向環節。

從整體施工工效方面對比，異步吊架多1個標準段的施工時間。由于異步吊架需要提前形成錯位施工節段，即在1#標準段施工時，只澆筑底板，在2#標準段施工時形成1#頂板、2#底板同時施工的情況。同時在最后1個標準段施工時需要再次補齊頂板施工，相當于多施工了1個節段，因此總體施工時間多于同步吊架施工。

3 吊架施工工藝不同之處

傳統掛籃施工工藝為掛籃到位、底板鋼筋綁扎、波形鋼腹板安裝、頂板鋼筋安裝和混凝土澆注。而吊架施工工藝為吊架到位、底板鋼筋板扎、波形鋼腹板安裝、頂板鋼筋安裝同步進行和混凝土澆注。綜上所述，2個施工工藝的不同之處主要在于波形鋼腹板的安裝時間，安裝1個波形鋼腹板塊段需要2 h左右，僅波形鋼腹板安裝這1道工序吊架工藝可以節省1 d，極大地節省了施工時間。

波形鋼腹板的特點就是通過將鋼板彎折成波形，從而提高腹板抗屈曲剛度，并使波形鋼腹板豎向受力后變形小。本吊架充分利用波形鋼腹板變形小、剛度大的特點，將吊架直接作用于波形鋼腹板上，使得吊架垂直承受懸臂混凝土的質量，改變了傳統的后錨固懸臂的受力形式，使受力形式更加簡潔明了，施工安全性大大提高。

圖3 傳統掛籃受力模擬圖

圖4 吊架受力模擬圖

由于本項目受地形、場地條件限制，通過吊車或塔吊安裝波形鋼腹板的成本較大，所以施工方在吊架上設計了運轉系統，可以實現自主轉運、翻轉定位及安裝等功能。通過在吊架上設置2根縱向軌道梁，在軌道梁上設置縱向移動小車并通過橫向梁將移動小車聯系成整體，在橫向梁上安裝電動葫蘆實現空間翻轉及橫向移動。整個運轉系統依次可以實現在已澆筑的N-2#已張拉塊段上平吊波形鋼腹板、縱向移動波板至N+1#需安裝波板塊段、空間翻轉波板至豎直方向、橫向移動波板至安裝位置、微調波板標高后與上個塊段波板臨時固定，通過以上步驟實現了波形鋼腹板自主吊運、安裝，減少了吊車及塔吊安裝的成本，充分利用吊架自身結構，提高了材料利用率，節省了施工成本。

4 結 語

(1)同步及異步吊架相對于傳統的后錨固掛籃，形式更加簡單，受力結構更加簡潔明確，能充分利用波形鋼腹板的力學特性，形成1套新型的施工工藝。

(2)異步吊架相對于同步吊架，提供了更多相互不交叉的工作面，能有效地減少勞動力成本，提高工作效率。根據現場實際統計，異步吊架在同等工作時長及工程量的情況下能減少1～2個作業人員。在同等作業人員及工程量的情況下每個塊段的施工時間可減少8～12 h。

(3)在吊架上安裝懸吊系統能減少吊車及塔吊等其他起重設備的施工成本。此項目的吊架增加了運轉體系，能實現吊運、安裝、定位及澆筑等多個功能，提高了吊架整體的價值，提高了吊架材料的利用率。