交叉吊籃外伸梁注入混凝土整體梁作業(yè)方法的研究

任幼勤

摘 ?要：交叉吊籃外伸梁注入法現(xiàn)階段大量出現(xiàn)在大跨度大橋的建設(shè)當(dāng)中，吊籃是整體梁型橋梁外伸梁注入混凝土整體梁作業(yè)過程中常見的暫時(shí)性構(gòu)造，根據(jù)整體梁外伸梁注入混凝土施工方案，簡要描述交叉吊籃的構(gòu)造特性，利用工程實(shí)際案例，對交叉吊籃整體梁外伸梁注入混凝土技術(shù)實(shí)際應(yīng)用展開深入分析，最終根據(jù)工程實(shí)例得出交叉吊籃整體梁外伸梁注入混凝土技術(shù)具有施工速度快、定位準(zhǔn)確、可靠性高等特點(diǎn)，但是施工過程中需要對吊籃的初始?jí)毫投ㄎ徽{(diào)教給予足夠重視。

關(guān)鍵詞：整體梁;外伸梁注入混凝土;交叉吊籃

中圖分類號(hào)：U445 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）20-0052-02

Abstract： At present， a large number of cross hanging basket extension beam injection method appears in the construction of long-span bridge. The hanging basket is a common temporary structure in the process of integral beam bridge extension beam injection into concrete integral beam operation. According to the construction scheme of injecting concrete into the integral beam extension beam， the structural characteristics of the cross hanging basket are briefly described， and the actual engineering cases are used. This paper makes an in-depth analysis on the practical application of the concrete injection technology of the cross hanging basket integral beam extension beam， and finally draws the conclusion that the cross hanging basket integral beam extension beam injection concrete technology has the characteristics of fast construction speed， accurate positioning and high reliability according to the engineering example. However， enough attention should be paid to the initial pressure and positioning adjustment of the gondola in the process of construction.

Keywords： integral beam; protruding beam injected into concrete; cross gondola

引言

外伸梁注入混凝土整體梁作業(yè)自上世紀(jì)60年代由原聯(lián)邦德國率先開發(fā)，外伸梁注入混凝土整體梁作業(yè)吊籃也從早期規(guī)則桁架型，結(jié)構(gòu)趨勢為輕量化設(shè)計(jì)，作業(yè)難度大幅下降。整體梁是高架橋橋身結(jié)構(gòu)中常見的橋身上部構(gòu)造，傳統(tǒng)施工方式速度難以保證，現(xiàn)階段，通常使用交叉吊籃整體梁外伸梁注入混凝土的作業(yè)手段，其中，吊籃有四邊形與三邊形等若干樣式，當(dāng)前主流形式為交叉吊籃（三角形）為主。其優(yōu)勢為搭建方便、荷載均勻、輕量化、方便移動(dòng)及組裝以及定位精準(zhǔn)，當(dāng)前在大型連續(xù)式鐵路橋梁作業(yè)領(lǐng)域較為普遍。

1 交叉型吊籃（三角形）構(gòu)造特征

交叉型吊籃（三角形）為當(dāng)今廣泛采用的外伸梁吊籃解決方案，該結(jié)構(gòu)一般具備載荷明確均勻、準(zhǔn)確、操作簡易，構(gòu)造堅(jiān)固的特征[1]。此結(jié)構(gòu)有5種部件構(gòu)成，具體有載重、定位、移動(dòng)、懸掛與底座。交叉型吊籃（三角形）重心偏下，吊籃移動(dòng)時(shí)的可靠性佳，裝配和操作簡便，此文以某特大橋?yàn)槔?，作業(yè)場地對交叉型吊籃（三角形）構(gòu)造進(jìn)行簡要的論述。

2 項(xiàng)目概述

某大型橋梁主體、邊界跨度長度是100米和60米，選取不間斷箱式梁體構(gòu)造。橋梁頂端寬度相同部分的寬度是17米，總寬變化部分的總寬由17米慢慢變成22米。這當(dāng)中，寬度相同部分是一個(gè)箱體兩個(gè)空間，箱體橋梁總寬是5.5米，下面的總寬是11米，外伸梁邊緣加強(qiáng)板的寬度是3.5米;寬度變化部分由一個(gè)箱體兩個(gè)空間慢慢變成一個(gè)箱體三個(gè)空間，外伸梁邊緣加強(qiáng)板的寬度由3米慢慢變成2米，橋梁高度的變化和寬度相同部分全部一致，加強(qiáng)筋由450毫米和650毫米兩個(gè)規(guī)格，橋梁主體結(jié)構(gòu)上部加強(qiáng)板和下部加強(qiáng)板的規(guī)格一致，都是250毫米。

向外伸梁注入混凝土的操作中，全部橋梁主體是由四個(gè)部件構(gòu)成。這當(dāng)中，A段表示橋墩上部區(qū)域，就是第0部分，它的總長和總高是8米和4米5;B段作為對稱外伸梁注入部分，在第0部分的兩端平分為間距各異的11個(gè)部分，總長是3米的三部分，總長是4米的四部分，總長是5米的四部分，參考橋墩上部到主體橋體中間區(qū)域進(jìn)行命名;C段表示支架現(xiàn)場注入混凝土的部分，它的總長是9米;D段為合并部分，它的全長是2米。

3 交叉型吊籃外伸梁注入作業(yè)

3.1 0號(hào)部分作業(yè)

依照此原則，此部分跨度為8m，考慮到吊籃的搭建和使用方便，布局的時(shí)候把該部分和1號(hào)部分一起看成橋墩上部橫梁，隨后在承載面上部鋪設(shè)珩架結(jié)構(gòu)，進(jìn)行現(xiàn)場澆注施工。

3.2 對稱外伸梁注入部分作業(yè)

對橋墩上部橫梁部分的作業(yè)完成后，對2號(hào)部分到11號(hào)部分全使用交叉型吊籃進(jìn)行外伸梁注入操作，在作業(yè)進(jìn)程中，應(yīng)使結(jié)構(gòu)始終處于對稱狀態(tài)，多余的重量應(yīng)該小于底底座自身質(zhì)量。用來確保注入作業(yè)對稱性，施工場地應(yīng)該配備2套吊籃。

3.2.1 吊籃組建

組合吊籃前需要一定的事前準(zhǔn)備工序，使用全站儀測繪現(xiàn)場環(huán)境并定位出明確的組建位置。等到1號(hào)部分的張緊拉伸及注入混凝土都結(jié)束后，測繪運(yùn)行軌道的運(yùn)行路線，與此同時(shí)用水泥將平面做平整，使用工程機(jī)械將移動(dòng)鋼軌，移動(dòng)并鋪設(shè)到指定位置，最后利用定位梁和定位加強(qiáng)筋固定整個(gè)結(jié)構(gòu)。

由于0號(hào)部分與1號(hào)部分均被縱向頂部的寬度約束，故與0號(hào)部分與1號(hào)部分臨近的2號(hào)部分在作業(yè)中會(huì)和主結(jié)構(gòu)梁成為整體結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)首先對2號(hào)橋墩上的吊籃實(shí)施排布。

把主體梁移動(dòng)到位并使用定位裝置定位，讓2部分主體梁保持穩(wěn)定連接，然后設(shè)置尾部定位點(diǎn)處的配重桿和定位桿，接下來設(shè)置尾部與頭部的頂梁，從上到下依次設(shè)置頂梁和底橫梁，最終完成吊籃在組建。

3.2.2 吊籃預(yù)先施加載荷

（1）預(yù)先施加載荷作用。預(yù)先施加載荷作用是對組建完成后吊籃的穩(wěn)定性、牢固度與抗變形能力進(jìn)行校核，確保結(jié)構(gòu)能夠符合作業(yè)要求，取得在參數(shù)，驗(yàn)證在同時(shí)可去掉裝置的非彈性應(yīng)變，得到系統(tǒng)發(fā)生彈性應(yīng)變的一般情況，數(shù)值計(jì)算結(jié)果也能通過預(yù)先施加載荷得到最終驗(yàn)證，從而為事先拱度排布作業(yè)提供素材[2]。（2）預(yù)先施加載荷方法。由于下端橋梁被施加的應(yīng)力會(huì)直接傳導(dǎo)到廂梁，所以不能產(chǎn)生吊籃倒塌和撓度形變導(dǎo)致不良后果。所以重點(diǎn)研究下端橋梁施加的應(yīng)力，把它的1.1倍當(dāng)作預(yù)先施加應(yīng)力[3]。由于作業(yè)環(huán)境的情況，預(yù)先施加載荷作用時(shí)可把主橋墩在保護(hù)套筒當(dāng)成儲(chǔ)水箱進(jìn)行操作。（3）預(yù)先施加載荷。根據(jù)前下橋梁主體受到的應(yīng)力為參考，預(yù)先施加應(yīng)力的均布。（4）預(yù)壓步預(yù)先加載流程。一，為第2號(hào)和第5號(hào)加載6.41噸的應(yīng)力;同時(shí)為第3號(hào)和第4號(hào)加載11.46噸的應(yīng)力。二，為第1號(hào)和第6號(hào)加載16.76噸的應(yīng)力。三，對主要橋梁主體產(chǎn)生的形變進(jìn)行觀察。四，將第2號(hào)和第5號(hào)的應(yīng)力從6.41噸提升至8.01噸;同時(shí)把第3號(hào)和第4號(hào)的應(yīng)力從11.46噸提升至14.3噸。五，將第1號(hào)和第6號(hào)的應(yīng)力從16.76噸提升至20.95噸。（5）預(yù)先加載條件。在預(yù)先加載進(jìn)程中，一定要符合下面六種要求：a.結(jié)束每級(jí)施加載荷均要暫停30分鐘并且注意觀測點(diǎn)發(fā)生的變化。b.當(dāng)相鄰兩級(jí)施加載荷客觀讀數(shù)相差在3毫米以內(nèi)時(shí)，才能持續(xù)施加，一旦超出3毫米，應(yīng)暫停施加載荷，查找問題來源，果斷解決。c.達(dá)成最終一級(jí)載荷的施加，并觀察完成時(shí)，暫停半小時(shí)進(jìn)行去除載荷。d.同施加載荷一樣，每當(dāng)去掉一級(jí)載荷總要讀數(shù)一次。e.在觀察進(jìn)行中，兩臺(tái)設(shè)備一定要一起進(jìn)行采樣，并實(shí)時(shí)進(jìn)行參數(shù)交互，防止出現(xiàn)觀測差別。f.假如臨近兩組施加的形變結(jié)果高于3毫米，此時(shí)應(yīng)該馬上卸掉載荷，并持續(xù)觀察，按15分鐘的跨度確定形變值，直到兩次讀取數(shù)據(jù)的上下浮動(dòng)不到1毫米為止。（6）參數(shù)總結(jié)。綜上所述，對于吊籃實(shí)行預(yù)先脹緊的做法的原因是避免構(gòu)成非彈性形變，或許控制彈性形變和受力之間的關(guān)聯(lián)，從而在操作進(jìn)行中底模標(biāo)尺高度完全監(jiān)控提供準(zhǔn)確的參數(shù)[5]。根據(jù)測試到的參數(shù)為基礎(chǔ)描摹吊籃形變與受力之間的線性函數(shù)圖像。

3.2.3 注入操作

結(jié)束對吊籃的事先脹緊后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)對底座高度進(jìn)行一定量更改，隨后將吊籃定位，對全部整體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵重要尺寸進(jìn)行校核，準(zhǔn)備注入混凝土。

（1）第2號(hào)部分注入混凝土。首先將吊籃底座行程進(jìn)行校核，然后裝配外部頂部模型，把模板標(biāo)準(zhǔn)高度與尺寸均校對完畢，實(shí)施鋼材的捆綁和帶有應(yīng)力的管路安裝，最終安裝端部模型與封堵模型，進(jìn)行混凝土注入操作。（2）第3號(hào)至第11號(hào)部分注入混凝土。吊籃外伸到特定區(qū)域后，把前部定位點(diǎn)與后部定位點(diǎn)明確，使吊籃底部所屬區(qū)域的長度作一定量的校核，然后裝配加強(qiáng)筋與圓鋼，實(shí)施膨脹拉緊和注入，結(jié)束對第3號(hào)部分與第4號(hào)部分的操作。關(guān)于第5號(hào)部分至第11號(hào)部分，操作法規(guī)和第3號(hào)部分與第4號(hào)部分大體一致，通過第5號(hào)部分至第7號(hào)部分與第8號(hào)部分至第11號(hào)部分的跨度有區(qū)別，前端400厘米，末端500厘米。（3）操作警示規(guī)范事項(xiàng)。對主要縱置梁實(shí)施分解聯(lián)合和運(yùn)動(dòng)時(shí)一定要格外注意，防止出現(xiàn)傾倒和塌陷。應(yīng)對實(shí)施使用中可能出現(xiàn)的全部風(fēng)險(xiǎn)做出可行的預(yù)防與緊急應(yīng)對方案，移動(dòng)框架與后部定位器都應(yīng)該具備安全銷等保險(xiǎn)舉措。當(dāng)?shù)趸@部署至指定位置，實(shí)時(shí)監(jiān)控樣本標(biāo)尺和外觀輪廓產(chǎn)生的波動(dòng)，全部標(biāo)尺高度使用安裝在加強(qiáng)連桿承重位置的液壓油缸實(shí)行調(diào)校，其余部分可使用間隙調(diào)節(jié)塊的安裝來調(diào)整。（4）吊籃形變約束。第一確保注入一次成型，讓吊籃全部主體結(jié)構(gòu)形變都處于塑性階段，達(dá)到?jīng)]有裂紋的效果。因?yàn)榻徊嫘偷趸@（三角形）的主體形變相對不明顯，并且在注入操作的時(shí)候事先保留了足夠的下降余量，因此注入過程中不需要調(diào)校。

3.3 C部分和D部分操作

注入混凝土到第11號(hào)部分時(shí)，首先去掉某一邊吊籃并設(shè)置支撐頂部的支架，實(shí)行外部模板的組裝，啟動(dòng)邊緣橋梁主體的注入操作。等到側(cè)面水泥真實(shí)強(qiáng)度滿足使用要求后，對中間橋梁主體進(jìn)行操作。把合并部分某一邊吊籃卸掉，將原有的吊籃調(diào)整到合并的頂部，間隙調(diào)整合適后進(jìn)行內(nèi)部模板的組裝，在外伸梁處安裝布置合理的重量，最后在合理的溫度條環(huán)境中開始注入混凝土，注入混凝土的同時(shí)去掉載荷。在中見橋梁合并結(jié)束，參照圖紙技術(shù)要求對預(yù)載荷進(jìn)行釋放，把簡易底座拆除并卸掉吊籃，達(dá)到系統(tǒng)調(diào)換。把簡易定位裝置去掉時(shí)應(yīng)特別留意保持勻稱與平衡，便于固定載荷可以平均去除。

4 結(jié)束語

此次橋梁安裝成功使用了交叉吊籃整體梁外伸梁注入混凝土技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，說明交叉吊籃具有施工速度快、定位準(zhǔn)確、可靠性高等特點(diǎn)，對于高架橋等橋梁施工質(zhì)量提供了有力的保證。值得注意的是作業(yè)過程中要對吊籃的初始?jí)毫Γ源诵?zhǔn)梁體的預(yù)留的變形余量，同時(shí)在作業(yè)過程中對吊籃定位調(diào)教，以保證形狀與尺寸的準(zhǔn)確。交叉型吊籃（三角形）的結(jié)構(gòu)重心偏低，吊籃的可靠性好，可以使用較少的加強(qiáng)筋。交叉型吊籃（三角形）制造工藝簡單、制造容易、主體構(gòu)件少、效率高、載荷清晰、損耗少、裝配簡便、對主體結(jié)構(gòu)的毀壞性弱，吊籃可回收再利用。本橋梁通過演算對比最后整體采用交叉型吊籃（三角形），在現(xiàn)場施工中吊籃的各種數(shù)據(jù)與驗(yàn)證結(jié)論高度一致，且兼?zhèn)洳灰装l(fā)生形變、輕量化、拆裝簡易等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)營利潤。

參考文獻(xiàn)：

[1]李桂蘭.三角掛籃懸臂澆筑連續(xù)梁施工技術(shù)[J].河南建材，2019（2）：25-27，29.

[2]張舜，田浚宏.橋梁工程中掛籃懸臂澆筑的施工技術(shù)[J].四川建材，2017（8）：139-140.