連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋掛籃施工技術(shù)

/掛籃懸臂施工技術(shù)羅玉儀摘要：結(jié)合草街嘉陵江特大橋掛籃懸臂施工工藝，從設(shè)計(jì)、安裝、施工及拆除四個(gè)方面介紹掛籃施工技術(shù)，為類似工程供應(yīng)參考。關(guān)鍵詞：掛籃懸臂施工工藝施工技術(shù)引言懸臂施工方法也稱為分段施工法。懸臂施工法是以橋墩為中心向兩岸懸臂接長的施工方法。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁接受懸臂施工法是從鋼橋懸臂拼裝發(fā)展而來的。懸臂施工法最早主要用于修建預(yù)應(yīng)力T形剛構(gòu)橋，由于懸臂施工具有在施工深水、大跨、通航、峽谷、高墩的橋梁時(shí)橋下不需搭設(shè)支架；工序簡潔，施工設(shè)備較少；多孔橋可平行作業(yè)，施工速度快；節(jié)約施工費(fèi)用，降低工程造價(jià)等優(yōu)越性，后來被推廣用于預(yù)應(yīng)力懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、斜腿剛構(gòu)橋、桁架橋、拱橋及斜拉橋等。隨著橋梁事業(yè)的發(fā)展，尤其近年來懸臂施工法在國內(nèi)外大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中得到廣泛接受。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)外1952年以來100m以上大跨徑橋梁中，接受懸臂澆筑法施工占80%左右。我司承建類似結(jié)構(gòu)工程尚屬首次，掛籃懸臂澆筑施工工藝對(duì)于我司來說還比較生疏，對(duì)掛籃懸臂施工技術(shù)進(jìn)行探討，優(yōu)質(zhì)、高效的完成草街嘉陵江特大橋的施工任務(wù)，將有助于拓寬我司建筑市場施工領(lǐng)域，對(duì)我司的發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。工程概況新建鐵路遂渝線草街嘉陵江特大橋?yàn)殡p線大橋，全長810.55m,屬全線重難點(diǎn)工程之一，設(shè)計(jì)最大時(shí)速200km/h。主橋?yàn)?8+160+88m三向預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋，橫跨四季通航的嘉陵江，設(shè)計(jì)接受掛籃施工工藝掛籃是懸臂澆筑施工的主要設(shè)備。掛籃是一個(gè)能沿著軌道行走的活動(dòng)腳手架，掛籃懸掛在已經(jīng)張拉錨固的箱梁梁段上，懸臂澆筑時(shí)箱梁梁段的模板安裝、鋼筋綁扎、管道安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等工作均在掛籃上進(jìn)行。當(dāng)一個(gè)梁段的施工程序完成后，掛籃解除后錨，移向下一梁段施工。掛籃既是空間的施工設(shè)備，又是預(yù)應(yīng)力筋張拉前梁段的承重結(jié)構(gòu)。掛籃設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)構(gòu)思掛籃懸澆施工時(shí)，混凝土等荷載通過若干豎直吊帶（桿）吊掛于上一節(jié)段混凝土及掛籃三角構(gòu)架前端。掛籃三角構(gòu)架支承于混凝土主梁上，尾部利用設(shè)計(jì)上的豎向預(yù)應(yīng)力筋—Φ25冷拉Ⅳ級(jí)精軋螺紋鋼筋錨固。掛籃走行時(shí)后端不設(shè)壓重反扣于走道梁上走行，三角構(gòu)架、內(nèi)模系統(tǒng)和內(nèi)外滑梁一起走行，側(cè)模、底模板系統(tǒng)在三角架和滑梁走到位并錨固好后沿外滑梁上走行到位。設(shè)計(jì)中基本參數(shù)掛籃設(shè)計(jì)規(guī)范參數(shù)⑴掛籃質(zhì)量和最重梁段砼的質(zhì)量比值宜限制在0.3-0.5之間，特殊狀況下也不應(yīng)超過0.7。⑵掛籃總重限制在設(shè)計(jì)限重之內(nèi)。⑶允許最大變形（包括吊帶變形的總和）：20mm⑷施工時(shí)、行走時(shí)的抗傾覆平安系數(shù)：2⑸自錨固系統(tǒng)平安系數(shù)：2⑹上下水平限位平安系數(shù)：2本掛籃設(shè)計(jì)參數(shù)⑴底?？v梁中最大應(yīng)力為121MPa，最大撓度為7.5mm。⑵前下橫梁中最大應(yīng)力為35MPa，最大撓度為0.4mm。⑶后下橫梁中最大應(yīng)力為45MPa，最大撓度為1.5mm。⑷前上橫梁中最大應(yīng)力為90MPa，最大撓度為5.5mm。⑸后鉤板設(shè)計(jì)荷載按40t考慮；后錨固按80t設(shè)計(jì)；前吊掛中吊帶最大受力按40t考慮；后吊掛按50t考慮。本橋接受三角掛籃施工，單只掛籃總重97t，施工荷載按5t考慮，合計(jì)102t，達(dá)到了本橋設(shè)計(jì)要求的掛籃、機(jī)具、人群等施工荷載設(shè)計(jì)重不超過120t的要求。和節(jié)段最大砼澆筑重量之比為0.39，滿足規(guī)范要求，掛籃總變形值為17.2mm，也滿足相關(guān)規(guī)范要求。其它施工平安系數(shù)超過2，完全滿足規(guī)范要求。掛籃設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)掛籃由三角構(gòu)架、底模平臺(tái)系統(tǒng)、吊掛調(diào)整系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板及限位施頂系統(tǒng)等組成。掛籃總體布置圖如圖1、圖2、圖3所示。圖1掛籃側(cè)面布置圖圖2掛籃正面布置圖圖3掛籃平面布置圖掛籃安裝掛籃安裝是一項(xiàng)關(guān)鍵的工序，它涉及到多方面的平安因素，包括掛籃在施工過程中的平安、施工人員自身的平安等因素，在安裝前必需制定詳細(xì)的掛籃安裝方案，并派專業(yè)技術(shù)人員對(duì)掛籃安裝過程進(jìn)行平安、質(zhì)量監(jiān)控。安裝起重設(shè)備接受安裝在承臺(tái)上塔吊。掛籃后錨固示意圖如圖4所示，詳細(xì)安裝程序如下：⑴預(yù)緊梁體精軋螺紋鋼筋。將梁體豎向精軋螺紋鋼筋用千斤頂預(yù)緊，預(yù)緊力大小應(yīng)不小于2倍掛籃后錨力；⑵安裝鋼墊枕。用精軋螺紋鋼筋螺帽將其錨固于梁體上，全部鋼墊枕頂面必需保持在同一平面上，以便利安裝走道梁，且底部必需和梁體接觸密貼，確保受力良好。⑶安裝走道梁。利用精軋螺紋鋼筋連接器將走道梁錨在走道梁或者精軋螺紋鋼筋上。留意：處于后錨位置上的走道梁，必需錨固在精軋螺紋鋼筋上，其它的走道梁可以干脆錨固于錨墊枕上即可。在精軋螺紋鋼筋連接時(shí)，必需實(shí)行措施使上下精軋螺紋鋼筋進(jìn)入連接器各一半。⑷安裝三角架。假如三角架重量在塔吊最大起重范圍內(nèi)，可將三角架在地面事先拼裝成整體，然后整體安裝于走道梁上。否則就只有在走道梁上邊拼裝邊安裝。留意：三角架干脆安裝到1#施工位置。⑸安裝兩三角架聯(lián)結(jié)裝置。兩個(gè)三角架安裝好，經(jīng)測(cè)量人員現(xiàn)場測(cè)量并確認(rèn)位置精確無誤后，便將其橫聯(lián)及平聯(lián)安裝好，將兩個(gè)三個(gè)架聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體。⑹安裝前上橫梁。在安裝前上橫梁前，必需確認(rèn)已將兩三角架錨固于梁上。將前圖4掛籃后錨固示意圖上橫梁用塔吊起吊至主梁前端，精確定位后焊于主梁上。⑺安裝橫梁吊帶。前上橫梁安裝好后，安裝前上橫梁中、邊吊帶，安裝后下橫梁中、邊吊帶。連接吊帶時(shí)必需用φ6的圓鋼將鋼銷將吊帶限位。⑻安裝后下橫梁。用兩臺(tái)5t的卷揚(yáng)機(jī)將后下橫梁牽引，安裝好后下橫梁。⑼安裝前下橫梁。用塔吊起吊，橫梁左右各用一人用麻繩索引，以防止橫梁在空中晃動(dòng)，影響安裝，操作人員只用將吊帶裝好即可。⑽安裝底橫縱梁及限位縱梁。⑾安裝側(cè)模。將外滑梁事先安裝在側(cè)模桁架內(nèi)，留意將滑錨置于滑梁后端，然后整體起吊安裝。⑿安裝底模系統(tǒng)。將底模板安裝于底?？v梁上，并將底模板用螺栓連接成一整體。⒀安裝內(nèi)模系統(tǒng)。將兩根內(nèi)滑梁安裝好后，在兩根滑梁上拼裝內(nèi)模骨架，然后用一般鋼模拼裝內(nèi)模板，并用螺栓將鋼模板連接成整體。掛籃懸臂澆筑施工工藝草街嘉陵江特大橋一共兩個(gè)“T”構(gòu)，施工中兩個(gè)“T”構(gòu)各劃分為20對(duì)梁段，其梁段長度從根部至中跨跨中分別為2.5m，5×3m，3×3.5m，11×4m，累計(jì)懸臂總長為79m，中跨合攏后邊跨有一個(gè)4m長的延長懸臂段。1#-20#梁段及邊跨延長懸臂段為掛籃懸臂澆筑施工。懸臂澆筑最大重量為2626KN。全橋共有3個(gè)合攏段，合攏段長度均為2m?，F(xiàn)結(jié)合本橋懸澆施工所接受的掛籃，對(duì)掛籃懸臂澆筑施工工藝做一個(gè)簡潔的介紹。掛籃走行砼澆筑完成后達(dá)到確定強(qiáng)度，便可安裝走道梁，為掛籃走行做好準(zhǔn)備。當(dāng)一個(gè)節(jié)段砼澆筑完成齡期達(dá)到3天，砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后便進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力束張拉，張拉完成后便可走行掛籃。本橋掛籃分兩步走，即先將三角架、內(nèi)外滑梁及內(nèi)模走行到位，最終完成側(cè)模及底模走行。⑴準(zhǔn)備工作。將底模用Φ28的鋼絲繩吊在側(cè)模上，側(cè)模用Φ25精軋螺紋鋼筋錨固于梁體上。然后解除中大吊帶、邊小吊帶、中小吊帶，將內(nèi)模脫模后落于內(nèi)滑梁上，解除掛籃后錨固。⑵第一次走行。將鋼絞線用P錨錨于三角架后鉤前端，用2臺(tái)YDC240Q型千斤頂對(duì)三角架同步張拉，牽引三角架走行，內(nèi)模落在內(nèi)滑梁上，和三角架一起同時(shí)移動(dòng)。走行時(shí)，在走道梁上標(biāo)示出刻度，以確保兩三角架同步行走，始終保持一樣。梁走到位后，立刻將三角架后錨點(diǎn)錨固固，并用千斤頂將后錨固用的精軋螺紋鋼預(yù)緊。⑶其次次走行。將側(cè)模的錨固解除，側(cè)模及底模系統(tǒng)就落于外滑梁上，兩邊同時(shí)同步用YDC240Q型千斤頂張拉一端用P錨錨于側(cè)模桁架上的鋼絞線，將側(cè)模和底模系統(tǒng)牽引到位后，立刻安裝好前下橫梁、后下橫梁的全部吊帶。掛籃走行示意圖如圖5所示。圖5掛籃走行示意圖校核模型當(dāng)掛籃走行到位后測(cè)量組校核模型，主要校核中線和標(biāo)高，標(biāo)高應(yīng)接受線形監(jiān)控小組計(jì)算得出的綜合標(biāo)高，即考慮了掛籃的變形、由于本梁段砼澆筑引起前一梁段梁端的豎向位移、由于本梁段鋼束張拉而引起本梁段梁端的豎向位移、本梁段砼澆筑后至砼長期收縮徐變完成本梁段梁端的豎向位移的標(biāo)高。同時(shí)派人打磨模板后涂刷長效脫模劑。鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝一般鋼筋及預(yù)應(yīng)力孔道安裝均嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)及相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行。一般鋼筋均接受搭接綁扎。在施工過程中，縱向預(yù)應(yīng)力、豎向預(yù)應(yīng)力、橫向預(yù)應(yīng)力以及一般鋼筋位置假如有沖突，可適當(dāng)調(diào)整后者位置。砼澆筑經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢查合格后便進(jìn)行砼澆筑。澆筑砼前應(yīng)派專人負(fù)責(zé)對(duì)砼輸送泵、配料機(jī)、攪拌機(jī)、裝載機(jī)、砼搗固器等機(jī)具設(shè)備進(jìn)行修理并試運(yùn)行，對(duì)配料機(jī)應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。材料部門對(duì)全部材料進(jìn)行清理，檢查材料是否能滿足現(xiàn)場須要。砼接受兩端同步對(duì)稱澆筑。澆筑過程中，試驗(yàn)員必需在后倉值班，確保砼攪拌質(zhì)量，領(lǐng)工員在前倉負(fù)責(zé)砼澆筑施工限制，測(cè)量組在掛籃的前上橫梁及后鉤上設(shè)置變形觀測(cè)點(diǎn)，在砼澆筑過程中觀測(cè)隨著砼量的增加掛籃的變形量，假如發(fā)覺有異樣，應(yīng)立刻上報(bào)并暫停砼澆筑作業(yè)，待查明緣由并處理好后方能接著澆筑。由于各梁段鋼筋密集，預(yù)應(yīng)力管道繁多，混凝土的振搗工作至關(guān)重要，必需從砼的坍落度、入模方式及振搗方法入手，嚴(yán)格施工過程砼限制。砼養(yǎng)護(hù)頂板混凝土澆筑時(shí)派專人抹面，并收坡，確保5%的梁面排水橫坡和梁體砼一次成形質(zhì)量。砼澆完成后剛好覆蓋，并派專人澆水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期不能低于14天。張拉壓漿當(dāng)砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，齡期3天以上便進(jìn)行張拉壓漿工作。由于豎向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)規(guī)定只能在梁體砼澆筑完成15天后才能張拉，而橫向預(yù)應(yīng)力在一個(gè)月后張拉，所以針對(duì)掛籃施工來說，主要是張拉縱向預(yù)應(yīng)力。本橋縱向預(yù)應(yīng)力均接受4臺(tái)YCW400B型千斤頂沿橋梁中線從靠近腹板的鋼束起先同步對(duì)稱張拉，張拉完成后便前移掛籃。為保證壓漿孔道中漿體凝固質(zhì)量，先移掛籃后壓漿。壓漿接受真空幫助壓漿。掛籃拆除全橋合攏施工完成后，張拉錨固合攏鋼束后便拆除掛籃。接受4臺(tái)5t卷揚(yáng)機(jī)干脆從橋上下吊至船上。由于嘉陵江四季通航，拆除掛籃前必需和地方海事部門及水上派出所取得聯(lián)系，并寫出書面申請(qǐng)，請(qǐng)求短時(shí)間封航，經(jīng)得同意后方能施工。拆除掛籃是一項(xiàng)平安威逼較大的工作，必需制定詳細(xì)的拆除方案，經(jīng)審批后，待全部準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備妥當(dāng)后才能進(jìn)行。在大風(fēng)、大霧、大雨或者能見度不高的狀況下，不能進(jìn)行掛籃拆除施工。幾點(diǎn)留意事項(xiàng)⑴當(dāng)一個(gè)梁段砼澆筑完成并達(dá)到確定強(qiáng)度后，測(cè)量人員應(yīng)立刻放測(cè)出梁體中線及梁段法線，以便安設(shè)走道梁。⑵在前移三角架時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)用全站儀隨時(shí)校核，確保三角架位置精確無誤。⑶掛籃在運(yùn)用前，必需對(duì)重要受力構(gòu)件，如吊帶、鋼銷等作探傷檢查，無任何缺陷方可運(yùn)用。⑷掛籃在運(yùn)用前，為了檢驗(yàn)掛籃結(jié)構(gòu)自身的承載力是否滿足施工要求，消退掛籃結(jié)構(gòu)的非彈性變形，并通過試壓測(cè)出每只掛籃的彈性變形值，為以后懸澆施工立模供應(yīng)牢靠依據(jù)，掛籃懸臂澆筑前必需對(duì)稱作靜載試驗(yàn)。⑸在施工過程中，為確保過往船只平安，應(yīng)實(shí)行將掛籃底部封閉。⑹必需加強(qiáng)對(duì)鋼墊枕、走道梁、掛籃后錨、吊帶安裝等關(guān)鍵地方的施工過程限制，確保參和錨固的梁精軋螺紋鋼筋預(yù)緊質(zhì)量，精軋螺紋鋼的連接質(zhì)量，吊帶預(yù)緊質(zhì)量。效果評(píng)述草街嘉陵江特大橋于2004年3底月開如掛籃懸臂澆筑施工，于2004年10月31日勝利合攏。平均7天施工一個(gè)梁