高墩大跨連續剛構橋懸臂掛籃施工技術

摘要：隨著我國分段澆筑技術的不斷進步，掛籃技術已經能夠有效的應用到大跨度、大體型的橋梁當中。在此背景下，分析了懸臂掛籃施工技術的整體要點，闡述平行桁架、滑動等相應的掛籃模式，以新建敘畢鐵路先期開工段落腳河大橋為例，介紹預應力混凝土連續剛構橋施工工藝，可為類似工程提供技術參考。

關鍵詞：高墩大跨;連續剛構橋;懸臂掛籃施工

1" "工程概況

新建敘畢鐵路先期開工段落腳河大橋預應力混凝土連續剛構橋（72+128+72）m，上部結構箱梁為單箱單室、變高度、變截面結構，梁全長272m，箱梁頂寬11.8m，底寬7.1m。各控制截面梁高分別如下：端支座處及邊跨直線段和跨中處為5.4m，中支點處梁高9.80m，其余截面梁高按二次拋物線變化。箱梁頂板厚50cm，腹板厚分別為50～90cm，底板厚48～90cm，中支點處加厚到100cm。

該連續梁通過掛籃懸灌施工，0#段長度為13m，其他施工節段長度分別為3.0m、3.5m、4.0m。各特征塊段基本情況如表1所示。

2" "懸臂掛籃技術主要模式

懸臂掛籃施工技術可以分為桁架式、斜拉滑動式、組合式、菱形式4種主要的模式，具體介紹如下：

2.1" "桁架式掛籃

桁架是桁架式掛籃上部的主要結構，為高桁架的一種模式。通過其對底模、支撐平臺的構建，有效保證了垂直傳導桁架的節點應力要求，通過錨固構造解決了傾覆等方面的問題。

2.2" "斜拉滑動式掛籃

斜拉滑動式掛籃在力學方面具有較好的優勢，其有效的代替了桁架式的受力結構。通過促進水平受力的分離，通過上下限位的分離設置，有效的實現了錨固效果，避免了橋梁傾覆的可能。

2.3" "組合式掛籃

目前組合式掛籃主要是三角組合掛籃，在運用該類掛籃過程中，通過三角模式的改善，有效避免了斜拉式的受力彎矩。組合掛籃可以保證錨孔的質量，保障整體的承載力。

2.4" "菱形式掛籃

菱形式掛籃是通過桁架式掛籃模式演變而來的，因為上部結構設計是菱形，因此得名。菱形式掛籃有兩個小伸臂，其通過滑動掛籃的基礎實施，保證箱梁施工的整體質量和承載能力。

3" "掛籃受力機理

掛籃作為混凝土箱梁的澆注設備，主要由底模、側模、內模、前懸吊、后懸吊、主構架、走行錨固等部分組成。現對其受力分析如下：

箱梁的腹板和底板混凝土荷載作用在底模上，再通過底模桁架傳遞給底模前后橫梁。底模后橫梁懸吊在后懸吊系統上，后懸吊系統錨固于已成箱梁上，可將底模后橫梁承受的荷載傳遞給已澆注完成的箱梁上。底模前橫梁則懸吊在前懸吊系統上，前懸吊系統通過前上橫梁將荷載傳遞給主構架。

箱梁的頂板混凝土荷載作用在側模和內模上，側模和內模均是通過其吊梁懸掛在前上橫梁和已澆注完成的混凝土箱梁上，傳遞給前上橫梁部分的荷載再傳遞給主構架。

主構架承受前上橫梁傳來的荷載，再通過后錨系統及前支點傳遞到已澆注的混凝土箱梁上。掛籃無平衡重走行也是通過軌道錨固系統，將抗傾覆反力傳遞給已澆注的混凝土箱梁。

綜上所述，掛籃所承受的所有荷載最后均傳遞到已澆注的混凝土箱梁上。在掛籃設計中，應保證荷載的傳遞流暢、明確，保證掛籃的各承力部件具有足夠的強度、剛度和穩定性。

4" "檢算說明

新建敘畢鐵路先期開工段落腳河大橋預應力混凝土連續剛構橋，采用掛籃懸臂澆筑施工，為確保該橋懸灌的安全可靠施工，該檢算書主要針對掛籃的結構設計進行復核檢算，以及對構造設計進行檢查，以保證掛籃各結構部件均處于安全受力狀態。掛籃結構如圖1所示。

根據本橋的結構特點和施工特點，將掛籃設計為栓接三角掛籃，其主要由主桁系統、內模系統、底模平臺系統、吊掛系統、平衡及錨固系統組成。主桁系統的橫向由兩片主桁組成，單片主桁由立柱、斜桿和縱梁組成。內模系統由內模支架組成。底模平臺系統由前下橫梁、后下橫梁、底模桁架和底模組成。吊掛系統包括吊帶、吊桿。平衡及錨固系統由錨固構件、鉤板等組成，以便掛籃在灌注混凝土和空載行走時，具有一定的穩定性。

5" "施工技術要點分析

5.1" "墩頂端施工

5.1.1" "支架施工

先進行0號墩的施工，該礅的橋墩高為60m，無法滿足掛籃的實際條件，因此0號塊和1號塊都使用支架現澆的方式施工。首先對0號塊進行施工，隨后在對稱處的1號塊的位置，通過支架的方式采用1m的鋼管混凝土柱，保障臨時支撐過程中的整體安全。同時使用新鋼桁梁，對其底模和側模進行相應支撐。應用C30混凝土進行澆筑，施工錨固墩，以避免施工當中產生較大應力。

5.1.2" "錨固的制作與安裝

在澆筑過程當中，在橋墩上使用臨時支座進行相應的錨固施工。通過分段懸臂，對連續梁進行分段澆筑。施工中應避免出現不平衡力矩，永久支座無法承受相應的力的情況。依次對施工應力進行分析，避免其產生不平衡力矩，確保T型構架的整體平衡性。本工程采用了32段精軋螺紋鋼筋進行相應的保護施工，以保證在1號、2號、3號、0號模塊之間的施工整體性。

5.2" "懸臂施工

5.2.1" "懸臂施工流程

在高墩大跨度連續剛構橋施工過程中，需要安裝掛籃進行施工。通過掛籃移動鋼筋混凝土施工，保證連續梁施工的整體性。

5.2.2" "掛籃設計

掛籃設計和相應的計算，應依據相應的規范進行。

5.2.3" "懸臂掛籃結構

大橋2號段進行施工過程當中，使用菱形懸臂掛籃模式。其主體結構包括主桁架、懸吊和橫梁體系。

5.2.4" "掛籃的制作

在確定掛籃的基本參數后，應選用合適的材料，按照掛籃菱形模式進行制造，根據設計施工圖的整體要求，在制作期間不可以使用相應的材料進行替代，保證掛籃的整體受力特點不改變。在制作完成后，需要對掛籃使用超聲波焊縫檢測，保證其整體的質量，避免后續施工可能存在的質量安全隱患。

5.2.5" "掛籃拼裝施工

在掛籃預制完成之后，需要運抵到現場使用起重機將其運到相應交叉段頂面，然后利用鋼軌枕將其進行準確安裝、定位。隨后在鉤板和滑板位置，進行主桁架的吊裝施工，同時安裝連接體系，使其與主體進行準確的連接。在地面掛籃過程中，使其對底模、外模等相應的桁架進行有效連接。

吊裝作業施工過程中，應有專人對吊掛采用的鋼絲繩、螺桿、吊環等使用設備與材料進行檢測，保證其相應的承載力能夠滿足實際使用要求。同時要對吊裝機械進行定期的保養維護，避免在使用過程中出現安全事故。在懸掛掛籃過程中應保證掛籃的彈性變形量能夠滿足實際的要求。需對施工的拱度進行驗算，以有效保證懸臂掛籃施工安全進行。

5.2.6" "預壓施工

為了保證掛籃的整體性，應對其整體翹尾進行井壓荷載試驗，確保其整體性能和大橋性能一致。同時，采用設計荷載，對其進行安全系數的檢測。應重視工程現場的安全，檢驗其可靠性和承載能力，能否滿足工程后期的吊裝作業

5.3" "混凝土澆筑

為了保證支架的整體質量，應使用懸臂澆筑法，保證混凝土的整體施工質量。應用懸臂掛籃移動的方式來進行本工程的施工。在施工過程中必須要使混凝土滿足設計方面的強度、穩定性、耐久性、彈性等多方面的要求。使用C30混凝土的現澆模式，保證其原材料質量能夠滿足實際的要求。

在澆筑前，要關注掛籃的位置和底模實際標高，避免施工過程中出現問題。在澆筑前通過合理的清洗，保證其界面的整體濕潤和整潔。木模板在使用之前，要使用充分的泡脹，避免其后期吸水過多而導致的裂縫。在澆筑之前，需要在混凝土地面先澆筑3cm厚的砂漿墊層，保證其整體的均勻性。在開展腹板澆筑之前，使用草帶進行覆蓋，避免混凝土附著而導致后續的質量問題。

在混凝土澆筑過程中，為避免新舊施工之間產生相應的施工縫，本工程使用分段澆筑的方式。同時，在混凝土澆筑期間，需要保證其分層澆筑的完整性、準確性。保證施工對各特殊部位，特別是頂腹板焊縫的位置需要進行二次振搗，以使混凝土合理下沉，達到密實的效果。在刀砧板移動過程中，需要使其距離控制在40cm的位置。

混凝土澆筑之后要采用分層振搗的方式，保證其整體性，一般將振搗時間控制在30s以內。懸臂澆筑使用泵送施工，坍落度一般控制在18cm左右。采取有效的措施，防止混凝土后期產生的溫度裂縫等方面問題。后期對其進行加水養護，氣溫過高的天氣，應重點使用涼水養護的方式。

5.4" "懸臂掛籃施工監測

懸臂掛籃施工過程中也存在一定的風險性，因此對其施工質量和安全性進行監測十分必要。使用水準儀對其撓度的測點分布進行測量。在每個懸臂梁的位置處，每10cm布置3個測點，保證整體的施工監測能夠滿足工程的實際使用要求。應力監測點布設如圖2所示。

5.5" "合龍段施工

在合龍段施工過程中，應依照先邊、后跨的施工控制原則，保證體系的整體轉換效率。在合龍期間拆除臨時墩的過程中，保證每個構件的管纜組件運轉到其相應的位置。采用吊架開展施工，避免因為位置不準確而導致工程的質量出現問題。

6" "結語

隨著我國分段澆筑技術的不斷進步，掛籃技術已經能夠有效的應用到大跨度、大體型的橋梁當中。本文以新建敘畢鐵路先期開工段落腳河大橋預應力混凝土連續剛構橋工程為背景，對常見的4種掛籃形式進行簡要介紹，對高墩大跨連續剛構橋懸臂掛籃施工技術要點進行了詳細論述，希望可為類似工程提供技術參考。

在實際工程施工中，必須要遵循結構自重輕、施工精度高、穩定性好等方面的原則進行掛籃設計。在掛籃設計中，應保證材料選擇的合理性和用力分析的完整性，加強質量控制。同時要注意各項工程的質量控制要點，確保懸臂掛籃施工質量能夠得到有效的滿足。

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