官洲河特大橋掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)

李建成

摘要：掛籃懸臂澆筑法施工在連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)及斜拉橋混凝土梁段施工已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。本文首先說(shuō)明了懸臂掛籃技術(shù)施工的工作原理，然后結(jié)合具體工程案例詳細(xì)闡述了橋梁懸臂掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：掛籃；懸臂澆筑；預(yù)應(yīng)力；合攏段；混凝土

一、懸臂掛籃技術(shù)施工的工作原理

懸臂澆筑法是指在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工中，在橋墩兩側(cè)設(shè)置工作平臺(tái)，平衡地逐段向跨中懸臂澆筑水泥混凝土梁體，并逐段施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。

掛籃是指用懸臂澆筑法澆筑斜拉、T構(gòu)、連續(xù)梁等水泥混凝土梁時(shí)，用于承受施工荷載及梁體自重，能逐段向前移動(dòng)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的主要工藝設(shè)備。主要組成部分有承重系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板與支架系統(tǒng)。

掛籃懸臂灌注施工是將梁體分成2～5m不等的節(jié)段，以掛籃為施工平臺(tái)進(jìn)行懸臂對(duì)稱(chēng)施工。掛籃是一個(gè)能沿梁頂滑動(dòng)或滾動(dòng)的活動(dòng)模板支撐體系，其錨固在已施工好的前端梁段上，在掛籃上進(jìn)行下一梁段的鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安設(shè)、混凝土的澆注及預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等作業(yè)。完成一個(gè)梁段后即可將掛籃前移進(jìn)行下一個(gè)梁段的作業(yè)，如此循環(huán)直至懸臂灌注完成。

二、工程概況

官洲河特大橋橋梁孔跨布置為5×40+（98+180+98）+4×42.2755+6×30米，跨越官洲河（小洲）水道主橋采用（98+180+98）米現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)，梁體為單箱單室變截面預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力采用三向預(yù)應(yīng)力體系；主橋半幅橋主墩采用雙薄壁矩形實(shí)體墩、墩梁固結(jié)體系，橋墩高度為21.5米，墩厚1.8米，墩寬8.5米；邊墩采用雙柱式橋墩，墩徑為φ2.2米。半幅橋主墩基礎(chǔ)為承臺(tái)群樁基礎(chǔ)，承臺(tái)平面尺寸15.4（橫）×14.4（縱）米，厚5米；每個(gè)承臺(tái)基礎(chǔ)采用9根φ2.5米嵌巖柱樁。邊墩每柱下采用2根φ2.0米嵌巖柱樁。

三、官洲河特大橋掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)要點(diǎn)

（一）施工工藝流程

施工放樣→搭設(shè)施工支架→臨時(shí)支座施工、永久支座安裝→安裝底模、側(cè)?！壴装?、腹板鋼筋及安裝波紋管→安裝內(nèi)?！壴敯邃摻罴鞍惭b波紋管→各部位檢查測(cè)量→梁段砼灌注→混凝土養(yǎng)生→臨時(shí)固結(jié)。

（二）掛籃設(shè)計(jì)方案

懸灌施工采用8個(gè)三角主梁垂直式掛籃，該掛籃是液壓驅(qū)動(dòng)，整體前行，主梁模板一次走行到位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，安全可靠，操作方便，并有成功的使用經(jīng)驗(yàn)。單個(gè)掛籃自重700kN，設(shè)計(jì)承載2600KN（包括施工、機(jī)具荷載）。四個(gè)主墩上各安設(shè)一套掛籃，四T構(gòu)同步施工。

（三）掛籃拼裝及試驗(yàn)

0#段現(xiàn)澆完成后，進(jìn)行掛籃拼裝和試驗(yàn)工作。

掛籃拼裝：掛籃拼裝時(shí)，由于起吊重量較小，采用搖頭扒桿吊裝構(gòu)件，工序如下：將軌道梁安裝在預(yù)定的位置，并調(diào)整固定好；吊裝主梁，安裝反扣輪和走行輪，作主梁錨固；拼裝主梁的立柱桁架，安裝主梁斜拉帶，根據(jù)主梁預(yù)拱度張緊斜拉帶；吊裝后橫梁、前橫梁和走行桁架，使主梁構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定體系；安裝前吊帶；拼裝底模，前托梁、后托梁和縱梁及模板組成一個(gè)底模系整體后，由兩臺(tái)10T卷?yè)P(yáng)機(jī)分別吊起前、后托梁的兩端，一次起吊到位，前吊帶與前托梁連接，后托梁則錨固在箱梁底板上（底錨）；外側(cè)模前移，0#段在脫模后，利用掛籃主梁上前后中三根主梁吊起外側(cè)模，用導(dǎo)鏈逐步將其移至1#段就位；安裝內(nèi)模及其滑梁。調(diào)整模板，整個(gè)掛籃安裝完畢。

掛籃靜載試驗(yàn)方法：掛籃靜載試驗(yàn)采用底模加掛水箱逐級(jí)加載方法，墩頂兩側(cè)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。選擇多個(gè)受力點(diǎn)，用鋼絲繩滑輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分配，總荷載為最大節(jié)段重量的1.35倍。首次加載50%，第二次加載至75%，最后加載至100%。每一級(jí)加載后持荷20分鐘，并對(duì)掛籃全面檢查，作好記錄，情況正常后，再進(jìn)行下級(jí)的加載。加載方式是水泵抽水進(jìn)入水箱。試驗(yàn)人員分工負(fù)責(zé)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，遇有緊急情況，保證水箱及時(shí)放水，掛籃卸載。試驗(yàn)?zāi)康氖菣z測(cè)掛籃的應(yīng)力和變形，并消除掛籃非彈性變形，同時(shí)為1#段立模高程提供依據(jù)。試驗(yàn)時(shí)用應(yīng)變儀測(cè)量應(yīng)力，用水平儀觀測(cè)變形，其結(jié)果符合掛籃設(shè)計(jì)要求后方為合格。

（四）掛籃走行

（1）采用千斤頂放松斜拉帶，用倒鏈滑車(chē)將前托梁和外側(cè)模固定在已澆梁體上，拆下斜拉帶。

（2）拆開(kāi)內(nèi)外滑梁的后吊桿，放松主梁的其他約束，以壓輪器更換壓緊器。

（3）采用倒鏈滑車(chē)將主梁系統(tǒng)連同滑梁滑移到要澆筑梁段的設(shè)計(jì)位置，并錨固主梁系統(tǒng)于已澆梁體，連接內(nèi)外滑梁于后橫梁上。

（4）放松底籃及側(cè)模在梁體上的約束，將底籃及側(cè)模落在外滑梁上，再解開(kāi)其約束，通過(guò)外滑梁，利用倒鏈滑車(chē)將其牽移到要澆筑梁段的設(shè)計(jì)位置。

（5）安裝斜拉帶及下后錨帶，調(diào)整模板，限位錨固，綁扎底、腹板鋼筋等。

（五）懸澆施工

1、澆筑

在對(duì)掛籃施工之前，需要對(duì)0#段、1#段進(jìn)行澆筑以及張拉工作，為了有效避免其在橋梁中進(jìn)行大規(guī)模的作業(yè)，需要對(duì)其起吊運(yùn)輸?shù)木唧w情況進(jìn)行綜合的考慮，與此同時(shí)，應(yīng)該鋪設(shè)一定的軌道，并且將掛籃重新進(jìn)行組裝。與此同時(shí)，其在進(jìn)行掛籃的拼裝以及固定之后，需要其對(duì)前后端和外模兩邊的操作平臺(tái)的可靠性進(jìn)行檢查，對(duì)于不同荷載力條件下的掛籃變形量進(jìn)行分析。

當(dāng)模板就位后，首先使用底模支撐起吊籃底部的橫梁以及縱梁，因?yàn)槿魏我粋€(gè)梁段都需要不斷對(duì)高度進(jìn)行調(diào)整，所以不需要在內(nèi)模和框架之間形成整體，而應(yīng)該以箱梁的截面的具體情況，同時(shí)將最后的澆筑方法確定好，在進(jìn)行澆筑的過(guò)程中，需要對(duì)頂板的中部而預(yù)留孔隙，確保混凝土的位置進(jìn)入到箱梁中，幫助其底模部分均勻分布。其在箱梁比較高的情況下，對(duì)混凝土的傳輸需要使用減速漏斗來(lái)實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行二次澆筑之時(shí)，一般需要視底模板、側(cè)模板和鋼筋的具體完成情況而進(jìn)行。

2、張拉

當(dāng)砼試件強(qiáng)度達(dá)到80%（48MPa）以后，拆除端模和外側(cè)模進(jìn)行預(yù)應(yīng)力體系拉。張拉程序?yàn)椋?→初應(yīng)力10%δ→103%δ→持荷5min→100%δ→錨固。張拉過(guò)程中采用雙控原則進(jìn)行控制，確保應(yīng)力和伸長(zhǎng)量滿足設(shè)計(jì)要求，張拉完后清洗管道再進(jìn)行壓漿，嚴(yán)格控制好灰漿各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，確保壓漿壓力并穩(wěn)壓5min，采用木塞將兩端壓漿孔塞住。

（六）合攏段施工

合攏段是連續(xù)剛構(gòu)施工的關(guān)鍵。施工過(guò)程中嚴(yán)格控制，確保合攏口中線和高程誤差在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

合攏段施工程序：完成T構(gòu)各懸澆段→一側(cè)掛籃前移，錨固在對(duì)面T構(gòu)上→調(diào)整掛籃模板中線、標(biāo)高→按設(shè)計(jì)要求綁扎底腹板鋼筋→安設(shè)預(yù)應(yīng)力管道、豎向預(yù)應(yīng)力筋→安裝內(nèi)側(cè)腹板模板→綁扎頂板鋼筋，安裝橫、縱向預(yù)應(yīng)力筋管道→安裝合攏口支撐→按設(shè)計(jì)要求張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束對(duì)箱梁進(jìn)行鎖定→完成合攏段混凝土澆筑→張拉上下預(yù)應(yīng)力束→張拉其余預(yù)應(yīng)力束→拆除掛籃。

合攏段選擇在當(dāng)天溫度最低時(shí)等強(qiáng)焊接合攏口支撐、張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束對(duì)箱梁進(jìn)行鎖定，并且2h之內(nèi)完成合攏段混凝土澆筑。同時(shí)邊澆筑邊將壓重逐漸解除，每級(jí)卸載不超過(guò)5t，壓重選擇水箱，使合攏段在不變荷載下完成混凝土澆筑。

結(jié)語(yǔ)

綜上，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)充分發(fā)揮其操作簡(jiǎn)便、成本較低以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)施工效率的不斷提高。而且施工單位還需注重掛籃的設(shè)計(jì)與安裝，根據(jù)自身施工情況，從控制結(jié)構(gòu)撓度、預(yù)應(yīng)力拉張與壓漿、內(nèi)力控制以及混凝土施工過(guò)程等促進(jìn)其應(yīng)用效果的提高，進(jìn)而使橋梁建設(shè)具有可供參考的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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