摘要 文章分析前支點(diǎn)掛籃在舒城縣環(huán)萬佛湖旅游扶貧公路老柴崗大橋懸臂澆筑的成功應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了前支點(diǎn)掛籃的受力特點(diǎn)、組成、拼裝程序、行走、預(yù)壓試驗(yàn)、索力轉(zhuǎn)換、錨固裝置、止推裝置、標(biāo)準(zhǔn)梁段掛籃施工流程以及掛籃拆除等，分析前支點(diǎn)掛籃的計(jì)算荷載類型和組合，指出前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑質(zhì)量安全控制技術(shù)要點(diǎn)、工藝特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)，為同類型工程提供參考。

關(guān)鍵詞 斜拉橋;前支點(diǎn)掛籃;工藝特點(diǎn)

中圖分類號(hào) U448.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）06-0141-03

引言

在澆筑較大跨徑的懸臂梁橋時(shí)，當(dāng)無法采用滿堂支架時(shí)，可采用吊籃方法，分節(jié)懸臂作業(yè)。按懸吊支點(diǎn)位置不同分后支點(diǎn)掛籃和前支點(diǎn)掛籃，該文主要介紹分析前支點(diǎn)掛籃的工藝流程和技術(shù)特點(diǎn)。

1 工程概況

（1）老柴崗大橋位于舒城縣萬佛湖南岸，大橋?yàn)楠?dú)塔斜拉橋，為塔梁固結(jié)體系，大橋總長324 m，其中主跨長218 m。

（2）主梁采用C50混凝土，采用л形雙肋斷面，橋梁頂面寬度25.5 m，底面寬度19.5 m。橋梁頂面橫坡為2%，肋板處梁高2.2 m，肋板寬度2.0 m，中心梁高2.375 m，主梁頂板厚30 cm，塔梁固結(jié)。

（3）拉索錨固于主肋底部。除主梁的0號(hào)塊塊節(jié)段、邊跨和中跨合攏段采用支架現(xiàn)澆外，其余梁段均采用前支點(diǎn)掛籃澆筑，梁節(jié)段長8 m，最大節(jié)段重量10 163 kN。

2 前支點(diǎn)掛籃受力特點(diǎn)及組成

2.1 牽索掛籃技術(shù)指標(biāo)

最小承載力應(yīng)大于10 163 kN，掛籃自重及施工荷載總和不大于4 360 kN，系數(shù)值0.429，符合規(guī)范規(guī)定的不宜大于0.5要求[1]。

2.2 前支點(diǎn)掛籃構(gòu)造受力點(diǎn)布置及受力特點(diǎn)

掛籃共設(shè)三個(gè)支點(diǎn)，其中后支點(diǎn)為兩組可以更換的滑輪，錨固在后梁段上。前支點(diǎn)是斜拉索通過轉(zhuǎn)動(dòng)錨座錨固在掛籃主縱梁前端弧形槽內(nèi)。掛籃中支點(diǎn)利用掛籃兩側(cè)的C型掛鉤和φ40精軋螺紋鋼支撐在當(dāng)前已澆筑梁段上，掛籃的全部重力由主梁兩側(cè)的C形掛鉤懸吊，受力特點(diǎn)是利用已安裝的斜拉索在掛籃前支點(diǎn)位置作為牽引索，在已澆筑的梁板底部錨固掛籃的后支點(diǎn)，相對于后支點(diǎn)掛籃，其受力簡單，具有更大的承載力。

2.3 前支點(diǎn)掛籃組成部分（如圖1）

掛籃主要分為承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、行走系統(tǒng)四大部分。其中承重系統(tǒng)包括主縱梁、橫梁等鋼結(jié)構(gòu)桁架系統(tǒng)，懸掛系統(tǒng)包括C型掛鉤、后支點(diǎn)錨固裝置、索力轉(zhuǎn)換裝置、止推裝置、微調(diào)裝置等幾部分，行走系統(tǒng)包括行走裝置和后反頂裝置;模板系統(tǒng)包括模板、支架以及升降裝置。

3 前支點(diǎn)掛籃拼裝及調(diào)整

前支點(diǎn)掛籃拼裝及調(diào)整在0#塊澆筑及張拉完成之后分五步進(jìn)行。

3.1 拼搭1#塊支架

待0#塊澆筑張拉完成后，利用塔柱前后兩側(cè)的支棧橋插打1#塊鋼管樁支架，利用已搭設(shè)鋼管支架安裝掛籃拼裝需要的2根懸臂大梁及橫梁，掛籃主梁分三個(gè)節(jié)段，可以利用50 t的履帶吊車吊裝到位，邊吊裝邊拼裝。

3.2 澆筑1#塊混凝土

在拼裝完成的掛籃主梁上，安裝1#塊兩側(cè)的模板以及綁扎鋼筋，預(yù)壓后對稱澆筑混凝土。

3.3 體系轉(zhuǎn)換

當(dāng)1#節(jié)塊混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，安裝1#節(jié)塊斜拉索并張拉至設(shè)計(jì)索力，完成體系轉(zhuǎn)換。

3.4 拼裝掛籃

在1#塊上拼裝掛籃所有構(gòu)件，包括：掛籃后錨系統(tǒng)、模板系梁、鋼結(jié)構(gòu)桁架支撐體系、后支點(diǎn)滑輪系統(tǒng)。利用前支點(diǎn)掛籃自帶的16根40精軋螺紋鋼把掛籃主梁拉起來就位，然后利用120型塔吊和50 t的履帶吊車配合安裝C型掛鉤，滿足安全起吊要求。

3.5 模板安裝

（1）模板材料要求：主梁模板的頂模可采用竹膠板，底模板、側(cè)模、端模采用鋼模，模板體系滿足主梁加厚段、標(biāo)準(zhǔn)段、漸變段的施工要求。

（2）模板體系包括模板與支撐支架，施工采用與掛籃底平臺(tái)整體起落。即掛籃底平臺(tái)提升到位后其底模、頂模、側(cè)模（附于內(nèi)、外撐架）隨之到位，后利用模板撐腳、掛籃吊帶進(jìn)行微調(diào)。待底模、頂模完全就位后，頂升、平移橫隔墻內(nèi)側(cè)模、梁肋側(cè)模使其就位。進(jìn)行鋼筋綁扎、波紋管安裝，合格后再進(jìn)行橫隔墻外側(cè)模、頂模、端模的拼裝，預(yù)留鋼筋孔及預(yù)應(yīng)力端口，安裝位置準(zhǔn)確。

4 前支點(diǎn)掛籃行走

掛籃行走系統(tǒng)全靠千斤頂頂進(jìn)，掛籃行走時(shí)需要把掛籃整體降低1.2 m，使得掛籃通過C型掛鉤和后滑道受力，利用YC-75千斤頂頂推主掛鉤，移動(dòng)掛籃到位，這樣掛籃橫梁才能穿越拉索橫梁。對于掛籃后錨行走支點(diǎn)，必須采用雙輪交替跨越主梁錨固根部。待掛籃完全行走到2#節(jié)塊位置時(shí)，利用千斤頂把掛籃拉起就位和掛2#索，掛籃行走裝完畢后，掛籃提升并微調(diào)至設(shè)計(jì)位置，然后可以在掛籃上進(jìn)行作業(yè)施工。

5 前支點(diǎn)掛籃預(yù)壓試驗(yàn)

5.1 預(yù)壓試驗(yàn)作用

前支點(diǎn)掛籃設(shè)計(jì)是一項(xiàng)大型臨時(shí)支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，作為主梁施工的主要工作平臺(tái)，其計(jì)算是一項(xiàng)極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計(jì)算。對掛籃進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)是對掛籃主縱梁、中前橫梁、剪力鍵、C型掛鉤、中后錨固點(diǎn)位置的構(gòu)件、上下弦桿的剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行測試，保證掛籃安全。

5.2 預(yù)壓試驗(yàn)成果

（1）通過檢測獲得掛籃主梁、橫梁、C型掛鉤等關(guān)鍵部位的最大應(yīng)力，找出需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理部位，確保掛籃受力安全。

（2）測出掛籃主梁、橫梁、C型掛鉤等主要部位的變形，為實(shí)際橋梁施工監(jiān)控和立模標(biāo)高提供數(shù)據(jù)。

（3）掛籃C型掛鉤下落試驗(yàn)，找到最佳落梁方法。

（4）通過預(yù)壓可得到掛籃預(yù)拱度值。

5.3 預(yù)壓試驗(yàn)方法

該項(xiàng)目采用堆載沙袋預(yù)壓：根據(jù)塊段最大重量、施工荷載等，以施工過程中承受最大索力的拉索為標(biāo)準(zhǔn)兩側(cè)掛籃同時(shí)對稱進(jìn)行堆載。堆載預(yù)壓分為4級(jí)加載，即按照底板重量、腹板重量、頂板重量和箱梁1.3倍總重逐次堆載。

6 索力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

6.1 索力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的組成

體系轉(zhuǎn)換系統(tǒng)也稱掛索系統(tǒng)，一般由拉索錨頭、張拉桿、轉(zhuǎn)動(dòng)錨座及千斤頂組成。

6.2 索力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的功能

索力轉(zhuǎn)換裝置是由拉索錨頭和轉(zhuǎn)動(dòng)錨座，斜拉索錨頭與掛籃前端的轉(zhuǎn)動(dòng)錨座連接起來形成前錨固點(diǎn)，與后錨點(diǎn)一起使掛籃主梁形成簡支受力;在懸澆過程中，可多次張拉實(shí)現(xiàn)對澆筑的塊段標(biāo)高的調(diào)整，并在澆筑完成且塊段達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，通過上拉索錨頭，將斜拉索與掛籃分開，通過張拉讓拉索懸吊起塊段。

6.3 索力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)工作原理

（1）轉(zhuǎn)動(dòng)錨座位于掛籃縱梁前端弧形的錨固滑槽內(nèi)，拉桿連接千斤頂、轉(zhuǎn)動(dòng)錨座和拉索錨頭，掛籃通過拉索由千斤頂將轉(zhuǎn)動(dòng)錨座按設(shè)計(jì)標(biāo)高錨固在主梁的圓弧端。

（2）綁扎鋼筋、澆筑混凝土，當(dāng)混凝土澆筑至塊段一半時(shí)，檢查后錨，參照監(jiān)控單位提供索力由千斤頂張拉調(diào)整掛籃標(biāo)高，然后澆完梁段混凝土。

（3）待塊段混凝土澆筑完成時(shí)，檢查后錨，參照監(jiān)控單位提供索力進(jìn)行斜拉索索力的調(diào)整。

（4）待塊段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉主梁縱向預(yù)應(yīng)力、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋以及橋面精軋螺紋鋼筋，將拉索由錨固于掛籃前端的轉(zhuǎn)換錨座轉(zhuǎn)換到梁端拉索錨頭，讓掛籃直接由中后支點(diǎn)錨固裝置支撐于已澆筑的主梁上，再由塔端千斤頂張拉至設(shè)計(jì)索力。

6.4 定制轉(zhuǎn)動(dòng)錨座

老柴崗橋斜拉索為扇形，每一根索與梁的水平夾角隨著與塔距離增大而減小，所以每個(gè)塊段的斜拉索與前支點(diǎn)掛籃的連接角度需要能夠調(diào)整，為了實(shí)現(xiàn)要求，專門根據(jù)每個(gè)塊段的斜拉索夾角加工度數(shù)不同的弧形錨座與主梁連接。

7 錨固系統(tǒng)

由后錨點(diǎn)和C形掛梁組成。

（1）掛籃的后錨點(diǎn)位于塊段的尾部，是用?32 mm的精軋螺紋鋼由預(yù)留孔將掛籃主梁錨固在已澆塊段上，并通過千斤頂進(jìn)行上下調(diào)節(jié)。

（2）C形掛梁用Q345B，厚度為16 mm鋼板拼焊，上端掛在已澆梁段前端1.48 m處，與后支點(diǎn)距離8 m，下端與掛籃縱梁相連，通過千斤頂調(diào)整掛籃位置。

（3）后錨點(diǎn)固定在梁頂面的轉(zhuǎn)鉸座上，液壓千斤頂可以調(diào)整后錨點(diǎn)對梁底頂力，通過調(diào)整后錨點(diǎn)的頂力和牽掛拉索的受力，及時(shí)根據(jù)施工要求調(diào)節(jié)掛籃前端的標(biāo)高，確保掛籃標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

8 止推裝置

由于斜拉索產(chǎn)生的水平分力會(huì)引起掛籃發(fā)生縱向位移，因此在每個(gè)塊段上安裝止推座，同樣掛籃上相對應(yīng)的位置也要安裝止推裝置，通過塊段主梁上的止推座和掛籃對應(yīng)位置的止推座，避免掛籃發(fā)生縱向水平移動(dòng)。

9 標(biāo)準(zhǔn)梁段掛籃施工流程

掛籃前移→掛籃錨固就位→安裝塊段模板→安裝轉(zhuǎn)動(dòng)錨座→斜拉索套筒定位和固定→斜拉索第一次張拉→綁扎鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道→塊段混凝土澆筑50%→第二次張拉拉索→塊段混凝土澆筑100%→第三次張拉拉索→混凝土養(yǎng)生、待強(qiáng)后主梁縱、橫向預(yù)應(yīng)力及面板精軋螺紋鋼張拉→第四次張拉斜拉索→拆模→降、前移掛籃。

10 主梁施工控制

10.1 質(zhì)量控制

（1）線型控制：對主梁線型通過標(biāo)高和索力進(jìn)行雙控，即混凝土澆筑前掛籃高程、混凝土澆筑一半時(shí)掛籃高程、混凝土澆筑完成后的高程及體系轉(zhuǎn)換完掛籃下降后橋面高程四個(gè)階段監(jiān)控，由專門的監(jiān)控量測單位實(shí)施。

（2）混凝土澆筑控制：澆筑前，應(yīng)對模板、鋼筋、預(yù)埋件、錨具、管道等進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收。塊段混凝土灌注自兩端向中線對稱灌注，以避免發(fā)生不均勻沉降，梁體產(chǎn)生裂紋，同時(shí)兩側(cè)掛籃要同時(shí)對稱澆筑。

10.2 安全控制

（1）兩側(cè)掛籃的橋面施工荷載要對稱堆放，同時(shí)應(yīng)確保每個(gè)節(jié)段混凝土重量與計(jì)算的重量差控制在2%以內(nèi)，主梁施工過程中兩側(cè)掛籃混凝土澆筑總重量差不得超過20 t，混凝土澆筑時(shí)上下游兩側(cè)混凝土澆筑重量差不得超過7.5 t。

（2）主梁掛籃施工要預(yù)防高空墜落。

（3）支架拼裝時(shí)不得隨意擴(kuò)孔處，對無法安裝的部位請?jiān)O(shè)計(jì)人員解決。

（4）預(yù)應(yīng)力張拉前，要搭好張拉平臺(tái)及平臺(tái)防護(hù)設(shè)施。

（5）預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，注意張拉工人不要站在張拉頂?shù)暮竺?，以防張拉斷絲造成事故。

（6）在掛籃走行時(shí)，注意檢查起落時(shí)各個(gè)吊點(diǎn)的工作狀況，絕不允許隨意切割掛籃上的受力設(shè)施，必要時(shí)由設(shè)計(jì)人員解決。

11 前支點(diǎn)掛籃拆除

通過在梁頂面安裝卷揚(yáng)機(jī)和棧橋上的汽車吊來拆除，順序?yàn)椋簰旎@下落→拆除外側(cè)模→拆除內(nèi)模、行走梁→拆除底模→拆吊掛籃橫梁→拆吊掛籃主梁。

12 前支點(diǎn)掛籃的計(jì)算分析

12.1 荷載類型

梁段荷載（一般按最重節(jié)段考慮）、施工機(jī)具及人群荷載（2.5 kN/m2）、掛籃自重、風(fēng)荷載（由當(dāng)?shù)貧庀筚Y料提供）、混凝土偏載（箱梁兩側(cè)澆注混凝土最大偏差5～10 m3）、沖擊荷載。

12.2 荷載組合類型

（1）梁段荷載+動(dòng)力附加荷載+掛籃自重+施工荷載。

（2）梁段荷載+掛籃自重+混凝土偏載+施工荷載。

（3）梁段荷載+掛籃自重+風(fēng)載。

（4）梁段荷載+掛籃自重+施工荷載。

（5）掛籃自重+沖擊附加荷載+風(fēng)載。

12.3 計(jì)算內(nèi)容

荷載組合1～3類用于掛籃承重系統(tǒng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算;荷載組合4類用于掛籃剛度計(jì)算;荷載組合5類用于掛籃行走驗(yàn)算。

13 結(jié)語

前支點(diǎn)掛籃在斜拉橋主梁懸臂澆筑應(yīng)用較為廣泛，充分利用主塔斜拉索懸吊功能，使掛籃形成簡支梁受力狀態(tài)，這種受力狀態(tài)極大地提高了掛籃承重能力，加長了塊段懸澆長度，大大加快了施工進(jìn)度。但與后支點(diǎn)掛籃相比較也有明顯的缺點(diǎn)，通做轉(zhuǎn)動(dòng)錨座和錨頭并須多次調(diào)整索力，主梁錨座的套管定位難度較大，工藝復(fù)雜，提升了施工難度。

參考文獻(xiàn)

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范： JTG/T F50—2011[S]. 北京：人民交通出版社， 2011.

收稿日期：2021-12-31

作者簡介：束慶林（1971—），男，本科，高級(jí)工程師，從事公路橋梁工程建設(shè)管理。