王春曉

(中鐵十五局集團(tuán)，河南 洛陽(yáng) 050071)

江門(mén)至珠海高速公路荷麻溪特大橋主橋?yàn)?125+230+125)m預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋。其主梁采用變高度單箱三室截面，斜腹板。主梁頂面寬度為28.3 m，頂板懸臂長(zhǎng)度4.5 m，底板寬度由16 m漸變?yōu)?8.03 m，支點(diǎn)梁高6.5 m，梁底曲線按圓曲線變化。該橋是國(guó)內(nèi)目前已完工和在建的部分斜拉橋中跨度最大的，具有橋型新穎、質(zhì)量安全要求高、施工難度大、技術(shù)含量高、線形控制復(fù)雜的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究比對(duì)，決定采用三角掛籃。

1 掛籃的構(gòu)造

掛籃由主構(gòu)架、底模架、前上橫梁、內(nèi)外模板、行走及錨固系統(tǒng)等組成。掛籃設(shè)計(jì)計(jì)算用大型有限元程序SAP2000計(jì)算，掛籃結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

1.1 承重系統(tǒng)

掛籃主要的承重構(gòu)件是由兩片三角形桁架組成的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，每片桁架由一根主縱梁、一根立柱、兩根斜拉桿組成。兩片桁架間距為1 840 cm，用前、后橫梁連接，同時(shí)前、后橫梁又作為吊桿的支點(diǎn)。

主縱梁長(zhǎng)15 m，用16～22 mm厚的16 Mn鋼板焊接組拼成500 mm×1 000 mm的閉合矩形截面，使其具有承載力強(qiáng)，抗扭性能好的特點(diǎn)。立柱用兩根40 c槽鋼和兩張厚10 mm鋼板組合而成，與主縱梁栓接。斜拉桿采用240 mm寬×40 mm厚16 Mn鋼板整體加工而成，與立柱和主縱梁銷(xiāo)接。

由于本橋較寬，前橫梁的受力較大，因此采用36#和28#普通槽鋼加工成強(qiáng)勁的桁架。設(shè)4排槽鋼，中間留出空間，便于吊帶的錨固穿過(guò)。為了使本橋橫梁的加工量減少，后上橫梁采用萬(wàn)能桿件拼裝。為保證前、后上橫梁的穩(wěn)定，在其上下弦桿的水平面上，設(shè)置上、下平聯(lián)。上、下平聯(lián)由單根10#的槽鋼構(gòu)成，通過(guò)節(jié)點(diǎn)板與前、后上橫梁焊接。

1.2 工作系統(tǒng)

工作系統(tǒng)包括底籃、滑梁。將模板布置在底籃滑梁上，以進(jìn)行混凝土澆筑工作。

底籃由前、后下橫梁和底縱梁組成。前、后下橫梁為采用鋼板加工的矩形梁，梁高50 cm，梁寬25 cm，采用20 mm鋼板。前、后下橫梁上設(shè)置連接點(diǎn)，通過(guò)鋼銷(xiāo)與吊帶連接。

后下橫梁還增加了加勁桁架，主要用于掛籃行走時(shí)，避免后下橫梁繞度太大。

底縱梁為36#工字鋼，順橋向設(shè)置于前、后下橫梁上，焊接固定作為澆筑混凝土的底平臺(tái)。底縱梁設(shè)置的密度，是根據(jù)承受混凝土荷載的大小而確定的。兩側(cè)的工字鋼可隨著箱梁的寬度增加而逐步增加。

內(nèi)外滑梁用于支撐翼緣板、頂板的混凝土重量，并設(shè)置了特殊小車(chē)，使其能隨掛籃前移。

1.3 懸吊系統(tǒng)

懸吊系統(tǒng)主要用來(lái)支撐底籃、滑梁，底籃、滑梁的錨固系統(tǒng)，是通過(guò)吊帶完成的。懸吊分兩種結(jié)構(gòu):鋼板吊帶(主吊帶)和φ32精軋螺紋鋼筋(副吊帶)?；旱牡鯉Р捎镁埪菁y鋼筋，前端錨固于前上橫梁上，后端錨固于已澆梁段的頂板上。

前吊帶(主吊帶)下端與前下橫梁銷(xiāo)接，上端通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置，與千斤頂連接。后吊帶(主吊帶)的下端與后下橫梁銷(xiāo)接，上端穿過(guò)主梁底板或頂板的混凝土預(yù)留孔，錨固于箱梁底板或頂板的混凝土上。

前、后吊帶均采用液壓千斤頂來(lái)調(diào)節(jié)底橫梁的高程，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的立模高程。

圖1 三角掛籃的結(jié)構(gòu)立面圖(單位:cm)

鋼板吊帶采用16Mn鋼板加工成A、B標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，然后用螺桿連接到需要的長(zhǎng)度。

1.4 錨固系統(tǒng)

承重桁架的錨固系統(tǒng)，是在澆筑混凝土?xí)r，用后錨桿穿過(guò)箱梁頂板預(yù)留孔，上端與掛籃錨固梁連接，下端與混凝土箱梁頂板連接。由于混凝土表面為傾斜，因此錨墊板必須與混凝土密貼，使錨墊板的錨孔永遠(yuǎn)保持豎直，避免錨桿受彎。后錨桿用材質(zhì)為40Cr的低合金鋼鍛件加工而成，直徑為60 mm。錨梁用雙36#工字鋼組合而成。

掛籃行走時(shí)，在主縱梁后部設(shè)置移動(dòng)裝置反掛于軌道翼緣上，而軌道的錨固則用φ32精軋螺紋鋼筋連接錨梁，將軌道固定在箱梁上。主縱梁和軌道的錨梁預(yù)埋孔橫橋向間距都為2 m，預(yù)埋孔直徑為7 cm，便于預(yù)留孔供兩者共用。

1.5 行走系統(tǒng)

在前支點(diǎn)下端，設(shè)置行走裝置，使前支點(diǎn)既作為掛籃澆筑混凝土?xí)r的支點(diǎn)，又作為掛籃移動(dòng)時(shí)的行走小船。掛籃移動(dòng)時(shí)，先用千斤頂將前支點(diǎn)頂起，用導(dǎo)鏈將軌道前拖，然后放下前支點(diǎn)，前端由前支點(diǎn)支撐，后端用特制小輪反掛于行走軌道的上翼緣板上，用兩臺(tái)100 t液壓千斤頂驅(qū)動(dòng)掛籃前移。

軌道用鋼板加工成工字形截面，其上設(shè)置四氟滑板，以減小摩擦力。軌道的固定，是通過(guò)預(yù)留孔安裝錨定梁進(jìn)行固定。

2 掛籃的拼裝

掛籃最重的單件是主縱梁和前上橫梁，質(zhì)量超過(guò)8 t。如果現(xiàn)場(chǎng)塔吊能力有限，可在0#塊上設(shè)人字扒桿，將主縱梁吊至橋面上，然后在橋面上用走板將主縱梁移到指定位置，用千斤頂頂升后，安裝軌道、前支點(diǎn)等。主縱梁安裝時(shí)，前端一部分為懸空，需設(shè)置臨時(shí)錨固，避免主縱梁前傾。前上橫梁可在工廠(或現(xiàn)場(chǎng))加工成單片，然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)組拼。整體起吊拼裝時(shí)必須采取穩(wěn)定措施，避免橫梁傾倒。

掛籃拼裝時(shí)，必須利用塔吊配合進(jìn)行。拼裝的順序是:主縱梁移到指定位置→頂升后安裝軌道→前支點(diǎn)→后錨點(diǎn)→進(jìn)行錨固→立柱→斜拉桿→后上橫梁→前上橫梁→平聯(lián)→前吊帶→后吊帶→前下橫梁→后下橫梁→底縱梁→內(nèi)外滑梁→內(nèi)外模板。

特別要注意，安裝立柱和斜拉桿后，由于橫梁還沒(méi)有拼裝，結(jié)構(gòu)也容易傾倒，因此應(yīng)采取措施臨時(shí)穩(wěn)固?，F(xiàn)場(chǎng)若場(chǎng)地允許，底籃部分(前后下橫梁及底縱梁和底橫梁操作平臺(tái)等)可整體拼裝，用卷?yè)P(yáng)機(jī)整體吊裝。掛籃拼裝完成后，必須按圖紙認(rèn)真檢查，特別是各個(gè)節(jié)點(diǎn)、銷(xiāo)子、螺栓、錨桿的連接情況，保證穩(wěn)妥可靠。

3 掛籃行走

張拉梁體內(nèi)預(yù)應(yīng)力和安裝斜拉索后，可以移動(dòng)掛籃。這是非常重要、細(xì)致的工作，稍微疏忽就會(huì)造成事故。移動(dòng)前，再次清除底籃上除模板以外其它所有物具。

1)依次將各吊帶放松，脫底模、側(cè)模、頂模。取掉后吊帶，后下橫梁交由兩組8線φ21.5鋼絲繩滑車(chē)組承擔(dān)，滑車(chē)組與橫梁的連接必須可靠。

2)操作千斤頂頂升前支點(diǎn)使其脫離軌面并鎖定，松軌道錨梁，用導(dǎo)鏈拖動(dòng)軌道前移，調(diào)整軌道位置，安裝軌道錨梁。

3)放下前支點(diǎn)，用60 t穿心式千斤頂安于前支點(diǎn)的后部，將精軋螺紋鋼筋錨于軌道前端。

4)確認(rèn)移動(dòng)小車(chē)已準(zhǔn)確安裝，松主縱梁錨梁。

5)操作千斤頂驅(qū)動(dòng)掛籃前移，上、下游掛籃及每臺(tái)掛籃左右必須同步前移，應(yīng)設(shè)專(zhuān)人觀測(cè)、指揮。

6)掛籃就位后，安裝主縱梁錨固和后吊帶，錨固滑梁支點(diǎn)，調(diào)整立模高程進(jìn)行下一段澆筑準(zhǔn)備。

4 混凝土及預(yù)應(yīng)力施工

4.1 混凝土灌筑

在灌筑混凝土前，每個(gè)梁段均在頂板上搭設(shè)混凝土施工平臺(tái)，作業(yè)人員及施工機(jī)具均在施工平臺(tái)上活動(dòng)和放置，以免壓壞鋼筋網(wǎng)及預(yù)應(yīng)力管道。當(dāng)用輸送泵灌筑時(shí)，底板混凝土由輸送泵直接泵入內(nèi)箱;當(dāng)用塔吊提升混凝土罐灌筑時(shí)，在頂板上開(kāi)口設(shè)漏斗和串筒澆筑底板。腹板混凝土澆筑應(yīng)視梁體高度決定澆筑方法，梁體較高時(shí)，在腹板上口處布設(shè)帆布串筒，將混凝土串入腹板下部，以免混凝土離析。頂板處三向管道較多，灌筑時(shí)要注意保護(hù)波紋管不受損壞，在錨墊板處要特別注意灌筑質(zhì)量。

混凝土灌筑應(yīng)按由前往后，兩腹向中對(duì)稱(chēng)澆筑的順序進(jìn)行，即先灌筑梁節(jié)前端，后灌筑梁節(jié)后端，從兩腹板向中間推進(jìn)。采用水平分層法施工，分層厚度以30 cm為宜。為保證T構(gòu)兩端的平衡，混凝土灌筑要兩端對(duì)稱(chēng)，兩邊數(shù)量差不超過(guò)設(shè)計(jì)要求的5 m3。

混凝土終凝后，應(yīng)立即灑水并覆蓋養(yǎng)護(hù)毯養(yǎng)護(hù)，梁端頭表面在混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，作鑿毛處理。

4.2 預(yù)應(yīng)力管道

箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，管道由鍍鋅波紋管成孔。波紋管是鋼帶螺旋折疊而成，因此管道安裝應(yīng)順穿束方向套接，波紋方向與穿束方向一致，波紋管接長(zhǎng)采用大一號(hào)的波紋管套接，套接長(zhǎng)度不小于20 cm，梁段內(nèi)每隔0.5～1.0 m設(shè)一“井”形定位鋼筋網(wǎng)片，固定管道位置，管道定位誤差應(yīng)小于5 mm。

連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力管道隨梁段懸臂灌筑而逐段接長(zhǎng)。管道接頭數(shù)量眾多，如何保證管道暢通，是施工中的一個(gè)突出問(wèn)題。采取的措施是:①管道接頭處用膠帶紙纏繞，再綁扎幾道鐵絲，加強(qiáng)接頭的嚴(yán)密性。②澆筑混凝土?xí)r，振搗人員應(yīng)熟悉管道位置，嚴(yán)禁振搗棒與波紋管接觸，以免管壁受傷，造成漏漿。③加強(qiáng)崗位責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行管道安裝操作工藝要求。④在混凝土澆筑過(guò)程中，派專(zhuān)人用略小于波紋管直徑的通孔器通孔，使漏入管道內(nèi)的水泥漿在未凝固前被掏出或趕成薄層。⑤必要時(shí)可在波紋管中再設(shè)塑料管，以防波紋管變形，使其暢通。

5 結(jié)語(yǔ)

大橋已經(jīng)通車(chē)運(yùn)營(yíng)，工程實(shí)踐表明，掛籃設(shè)計(jì)合理，滿(mǎn)足工程的要求。由于三角掛籃結(jié)構(gòu)輕巧，施工過(guò)程中應(yīng)注意，走行要慢行同步，防止掛籃發(fā)生扭轉(zhuǎn);并要嚴(yán)格監(jiān)控灌筑混凝土過(guò)程中掛籃的變形，確保安全。

經(jīng)觀測(cè)，大橋懸灌段掛籃彈性變形為8 mm，控制在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。梁體線形順直、混凝土外美內(nèi)實(shí)，無(wú)錯(cuò)臺(tái)、麻面現(xiàn)象。很好地保證了工程質(zhì)量。

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