龔志華

（中鐵廣州工程局集團有限公司，廣東廣州 511458）

0 引言

近年來我國橋梁事業(yè)發(fā)展迅猛，為跨越水域、現(xiàn)有路線等障礙物，混凝土連續(xù)箱梁跨徑持續(xù)增大，懸臂澆筑逐漸成為主流工法?；炷吝B續(xù)箱梁懸臂澆筑施工中，掛籃是核心設備，具有操作方便、施工速度快、結構輕型等特點，隨著施工技術的發(fā)展掛籃結構形式已有多種，本文以三角掛籃形式為研究對象展開分析。

1 掛籃懸臂澆筑工法的發(fā)展情況

連續(xù)梁橋是一種古老結構體系，變形小、結構剛度好、行車舒適、養(yǎng)護簡易、抗震性能好。20 世紀50 年代前，預應力混凝土連續(xù)梁跨徑基本在百米以下，直至50 年代以后懸臂工法的應用，加速了預應力混凝土連續(xù)梁的發(fā)展，跨徑朝著100～200m 多方向發(fā)展起來。

目前，混凝土連續(xù)箱梁施工中懸臂澆筑工法的運用具有普遍性。在整個懸臂澆筑施工過程中，所有工序包括模板安裝、鋼筋施工、混凝土澆筑以及預應力張拉等，均要依托掛籃，其是必不可少的施工工具，一旦掛籃設計不合理、施工不規(guī)范，極易導致安全事故的產生，引發(fā)巨大的經濟損失甚至是人員傷亡。因此，為保證掛籃施工的安全性，必須根據項目情況合理選擇掛籃結構，目前我國混凝土連續(xù)箱梁懸臂澆筑掛籃施工主要發(fā)展方向可歸納如下：

（1）掛籃朝著輕型、重載方向發(fā)展：我國初期采用的是平行桁架式掛籃，目前多種形式掛籃諸如弓弦式掛籃、三角式掛籃、菱形掛籃等得到運用，不斷減輕掛籃自重、改善滑移系統(tǒng)以及力的傳遞，在節(jié)省掛籃主承重構件使用的材料同時實現(xiàn)重載。

（2）掛籃制作系統(tǒng)化、規(guī)格化發(fā)展：國內懸臂澆筑施工中掛籃種類與形式眾多，然而使用不同跨度、梁寬的系列化、規(guī)格化產品不多，不利于提高施工效率。通過產品系統(tǒng)化、規(guī)格化發(fā)展，有利于施工單位根據實際需要選擇掛籃，解決掛籃利用率等問題。

（3）掛籃制作工廠化發(fā)展：掛籃施工屬于高空作業(yè)，安全性要求高，組成構件宜由專業(yè)廠家加工制作，現(xiàn)場拼裝、預壓，保證施工安全性，防止出現(xiàn)經濟損失、人員傷亡等事故。

（4）掛籃施工標準化、規(guī)范化發(fā)展：混凝土連續(xù)箱梁懸臂澆筑施工中，需制定完善的掛籃施工操作規(guī)程，提高掛籃施工專業(yè)性、安全性。

2 三角掛籃及其在混凝土連續(xù)箱梁懸臂澆筑中的運用優(yōu)勢

2.1 三角掛籃結構形式

三角斜拉式掛籃，簡稱“三角掛籃”，與菱形掛籃相同均是由桁架式掛籃改良所得，其上部桁架結構采用的是三角組合梁結構，自重減輕、穩(wěn)定性增強，是近年來常用掛籃形式。如圖1 所示為三角掛籃總體結構，具體組成部分包括：主桁架、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、底模平臺、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)。

圖1 三角掛籃總體結構

2.2 三角掛籃在混凝土連續(xù)箱梁懸臂澆筑中的運用優(yōu)勢

結合相關理論與實踐分析，三角掛籃在混凝土連續(xù)箱梁懸臂澆筑中的運用優(yōu)勢主要可歸納如下幾點：

（1）三角形主桁架結構簡單、受力明確，重量輕且剛度大；

（2）三角掛籃重心低，掛籃拼裝、使用與拆除方便且安全性較高；

（3）三角掛籃操作便利，施工人員在梁頂可完成各項工作；

（4）采用3D 空間分析方法開展掛籃設計，保證掛籃施工安全性；

（5）三角掛籃外模板可采用大塊定型鋼模，箱梁混凝土外觀平整度良好；

（6）三角掛籃模平臺高度小，可有效控制橋下通航高度、通車凈空，優(yōu)勢明顯；

（7）三角掛籃采用無平衡重液壓千斤頂牽引，行走平穩(wěn)、安全。

3 工程案例

3.1 工程概況

本文以某標段橋梁工程為例展開分析，上部結構采用的是（40m+60m+40m）變截面連續(xù)梁橋。箱梁為單箱五室變寬變高截面，箱梁頂寬31.5m、支點處（梁高3.5m）、跨中處（梁高2.0m）箱梁底板寬分別為20.4m、22.5m。不同節(jié)段長度、重量如表1 所示。其中，0#塊段采用支架澆筑法，1～6#塊段采用掛籃懸臂對稱澆筑法。

表1 不同節(jié)段長度、重量

3.2 三角掛籃結構形式

根據工程實際特點，設計采用裝配式三角桁架型掛籃，主桁架與底籃不分體移動，保證掛籃行走時整體性較好。本項目三角桁架型掛籃縱、橫斷面如圖2 所示。由于橋梁共5 個箱室，整體剛性內模會導致自重增加，為保證掛籃移動靈活性，選擇采用竹膠板內模。左、右半幅底模采用鉸接方法，掛籃移動時底模會出現(xiàn)一定變形，因此底模設2 道下滑梁，增加掛籃整體性。

圖2 三角桁架型掛籃縱、橫斷面

本工程采用MIDAS/Civil 對掛籃結構進行建模計算，主梁懸澆節(jié)段恒荷載2434～2894kN，三角掛籃總計重力荷載1040kN，1040/2894=0.36＜0.5 且1040/2434=0.42＜0.5，滿足規(guī)范要求；掛籃結構總體變形為17.2mm＜20mm，滿足規(guī)范要求。

3.3 三角掛籃懸臂澆筑施工技術要點

此工程梁體施工分為臨時固結墩施工、0#塊施工、掛籃懸臂澆筑施工等，下文主要圍繞掛籃懸臂澆筑施工展開分析。

3.3.1 掛籃制造與驗收

掛籃必須由專業(yè)廠家定制生產，在掛籃進場前需對材料尺寸與質量、各類構件數量等進行全面檢查。因掛籃質量與構件尺寸與工程整體施工質量直接相關，為確保無誤，需對部分構件進行受力試驗，檢測結果顯示構件內部無損傷方可投入使用。在廠內對掛籃進行試拼后運輸至施工現(xiàn)場，吊車將構件吊至規(guī)定位置即已完成澆筑作業(yè)的0#塊頂部，安裝施工人員進行拼裝。

3.3.2 掛籃安裝

三角桁架型掛籃的安裝步驟如下：

（1）拼裝掛籃滑道、安裝前后支腿。

（2）拼裝掛籃主桁、安裝后錨固。該工程主桁橫聯(lián)是由雙拼［10 焊接而成，需使用高強螺栓對桁架進行連接，穩(wěn)固桁架整體結構。

（3）安裝上橫梁。上橫梁的前部采用雙拼I45a，每間隔1m 的位置需焊接一厚度為10mm 的鋼板，后利用銷子將前上橫梁與主桁架連接。

（4）安裝前、后吊帶。

（5）主桁錨固并調整橫梁位置。

（6）吊掛兩側底模平臺。

（7）安裝外側模。

（8）試壓。

（9）調整模板尺寸及標高。

（10）梁體鋼筋、預應力制孔、梁體混凝土施工。

完成上述作業(yè)后，在掛籃開始加載前需對受力位置的外觀進行檢查，調整吊桿的受力部位，確保其受力均衡，使用狀態(tài)穩(wěn)定。掛籃安裝結束需設置一定面積的工作平臺，便于后續(xù)施工。為保證施工人員的人身安全，需在平臺四周設置護欄。

3.3.3 掛籃調整和預壓

完成掛籃主桁架與底籃系統(tǒng)安裝后，需對其平面及標高數據進行連續(xù)觀測，依據觀測結果對掛籃位置進行調整。在掛籃位置調試至適當位置方可進行預壓。該工程預壓材料采用的是砂袋，汽車式起重機與人工配合將砂袋置于指定位置，層級加載，最大荷載為設計恒荷載（2890kN）的1.2 倍，加載分為四級，具體如下：一級為50%，二級為70%，三級為100%，四級為120%。每級加載后即刻進行階段性觀測，對掛籃各部位進行檢查，整理數據，待變形穩(wěn)定后便可進行下一級加載。卸載順序與加載相反，也需記錄卸載過程，觀測變形情況，并繪制變形-時間曲線。預壓完成后有序開展模版、鋼筋作業(yè)，在澆筑混凝土前對掛籃進行二次觀測，確保掛籃位置準確，以減小施工誤差。

3.3.4 懸臂澆筑施工

此工程箱梁澆筑作業(yè)由混凝土泵車完成，因橋梁位于立交第三層，與地面相距較大，寬度較寬，因此該工程施工單位選用臂長達57m 的泵車兩側同時澆筑。在0#塊澆筑完成后，對混凝土強度進行檢測，強度大于設計強度90%、齡期達一周則可依次完成預應力張拉與壓漿施工。對于已結束施工的0#塊梁頂，組織施工人員進行掛籃的拼裝作業(yè)，對稱完成1～6#塊件的施工任務。需注意的是，每個施工段的長度必須符合設計規(guī)定，各塊件必須一次性澆筑到位。在掛籃懸臂施工前，需明確連續(xù)梁的線性控制點以及橋梁中線的控制點位置。每塊件施工時，需針對掛籃安裝以及錨固作業(yè)預埋一定數量的孔道。

4 結語

綜上所述，混凝土連續(xù)箱梁建設中，懸臂澆筑已經成為主流工法，掛籃是保證相關施工作業(yè)順利開展的關鍵性施工工具。掛籃懸臂澆筑施工中，根據項目情況合理選擇掛籃結構形式不僅可提高施工效率，也有利于懸臂澆筑施工質量的提升，是橋梁作業(yè)中需重點考慮的問題。本文通過對橋梁掛籃懸臂施工分析可得，三角掛籃具有結構簡單、剛度與穩(wěn)定性滿足受力要求等特點，澆筑塊件線形流暢、施工質量良好，梁體各項指標均滿足設計與規(guī)范要求，值得推廣應用。