陳俊杰，寧 軻

（中鐵三局集團第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

高墩橋梁大噸位菱形掛籃施工技術(shù)研究

陳俊杰，寧 軻

（中鐵三局集團第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

通過對跨度大、節(jié)段長、深谷、強風及施工工期短等特殊條件下的連續(xù)梁懸灌施工技術(shù)的研究，優(yōu)化了掛籃的整體結(jié)構(gòu)，簡化了拼裝過程，提高了掛籃拼裝速度。掛籃走行部分由滑板變?yōu)闈L輪，減小了走行時摩擦阻力，加快了掛籃整體走行速度。介紹了具體工藝原理、施工工藝及操作要點，縮短了工期，同類工程的施工可循環(huán)利用，有效節(jié)約了工程施工臨時結(jié)構(gòu)的材料消耗，為類似工程提供借鑒。

高墩；大噸位；菱形掛籃；桿件加工

近年來，隨著科技的進步和發(fā)展，高速公路及鐵路客運專線橋梁工程中的主橋上部構(gòu)造多為跨山谷、跨高速公路、跨江河的大跨度連續(xù)梁，其施工也越來越多地采用懸灌梁設計施工技術(shù)，而懸灌梁施工的質(zhì)量、工藝、進度、效益、安全等均與掛籃有很大的關(guān)系。從最早的三角形斜拉梁式開始，出現(xiàn)過各種各樣的掛籃，其中菱形掛籃以結(jié)構(gòu)簡單、使用輕便、安全性及穩(wěn)定性高、經(jīng)濟可行等特點被廣泛應用。

1 工程概況

鄭盧高速公路大鐵溝特大橋主橋為（85+160+85）m連續(xù)梁，是鄭盧高速公路的重點工程。它位于山嶺區(qū)，地形為典型的“V”形溝，橋高183m，全橋長856.48m，整幅箱梁采用單箱單室截面，箱梁頂寬12m，底寬6m，懸臂板長3m。箱梁采用懸臂澆筑法施工，每個T構(gòu)共分16對梁段，分段長度為3.5m、4m、4.5m、5m，最大梁段重量約為2 664.4 kg。

2 工藝原理

2.1 設計工藝

根據(jù)大跨度預應力混凝土連續(xù)梁節(jié)段參數(shù)，初步確定掛籃的結(jié)構(gòu)形式，然后以最重節(jié)段重量作為施工荷載，借助軟件對掛籃構(gòu)件受力進行理論計算，再根據(jù)計算結(jié)果進行選材，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計，最后對掛籃整體進行受力校核。另外，在設計時對大部分主要桿件之間的連接形式由原先的高強螺栓連接(見圖1)變?yōu)殇N軸鉸接（見圖2），這樣一方面使加工更容易，減少了加工時間，提高了加工效率；另一方面縮短了掛籃的拼裝和拆除時間，保證了連續(xù)梁施工的進度要求。

同時，針對高峰深谷、有強風的施工條件，將所有掛籃吊點及大多數(shù)后錨點承重件由以前的精軋螺紋鋼變?yōu)殇摪宓鯉?，從而增大了安全系?shù)。

圖1 螺栓連接

圖2 銷軸鉸接

2.2 掛籃桿件加工

針對不同桿件先制作出定位胎具，保證胎具的精確。桿件通過在胎具上定位加工，從而保證桿件的精確加工，使桿件的直線度、外形尺寸、扭轉(zhuǎn)變形等指標滿足規(guī)范要求。

2.3 菱形掛籃的拼裝（試拼）

梁面找平→滑道鋪設→安裝前后走行輪→安裝主桁構(gòu)架→主桁橫聯(lián)→前橫梁→前后托梁→底?？v梁→外側(cè)模和外滑梁→內(nèi)模及內(nèi)滑梁。

2.4 掛籃的移動

掛籃底部設有滑道，使掛籃能夠沿橋梁縱向移動，滑道由精軋螺紋鋼錨固在已澆筑梁段；掛籃靜止時后端由精軋螺紋鋼錨固在已澆筑梁段，移動時后端通過后吊輪鉤在滑道上。完成一個梁段的施工后，掛籃后錨由錨固在已澆筑梁段變?yōu)殄^固在滑道上，將掛籃對稱移動至下一個梁段，直至循環(huán)完成所有懸臂節(jié)段的施工。

2.5 合龍段施工

利用掛籃作吊架，在剛性鎖定裝置安裝完畢后，拆除臨時支墩，釋放梁體內(nèi)部應力，兩懸臂端平衡配重，夜間低溫、無風的條件下進行合龍段混凝土澆筑，完成全橋梁體施工。

3 施工工藝及操作要點

3.1 施工工藝流程

桿件加工→桿件廠內(nèi)試拼→掛籃的現(xiàn)場拼裝→掛籃整體預壓→掛籃節(jié)段懸澆施工→掛籃行走→掛籃合龍段懸灌施工。

3.2 關(guān)鍵工序施工工藝

3.2.1 桿件加工

桿件加工時（見圖3），嚴格按照《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017—2003）要求的加工允許誤差對幾何尺寸、直線度、扭轉(zhuǎn)變形、孔距等項目進行控制。具體要求如下：①焊接變形不直度≤3mm,控制扭轉(zhuǎn)變形；焊角高度≥13mm，滿焊。②軸孔同心度≤0.3mm。③各面相互垂直度誤差≤0.3mm。④兩軸軸孔孔距誤差≤0.5mm。

3.2.2 桿件廠內(nèi)試拼

圖3 桿件加工

圖4 主桁試拼

當掛籃全部桿件加工完成后，將桿件按照設計要求進行逐根拼裝，確保桿件尺寸、吊帶調(diào)節(jié)孔、各銷板的同心度符合要求。最后對桿件進行分組編號，裝車運往現(xiàn)場正式拼裝（見圖4）。

3.2.3 掛籃的現(xiàn)場拼裝

3.2.3.1 橋面組件的拼裝

①為保證掛籃的使用，在橋面腹板豎向預應力筋位置放置滑軌，橋面豎向預應力筋要伸出橋面約140mm，以保證滑軌的錨固及精軋螺紋鋼的連接。豎向預應力筋骨要安置牢固保證混凝土灌注后位置準確、鉛垂。間距L=5 760mm。豎向預應力筋伸出橋面約140mm，以保證能錨固滑軌（保證連接器旋入80mm），保證滑軌間距3.7m（偏差≤2mm），并保證兩軌面水平（高差不平度≤1 mm）。②根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行主桁片安裝，吊裝條件允許的低墩橋可在橋下將主桁拼裝完成后一次吊裝到工作位置。③橫聯(lián)安裝完成后可在主桁上安裝相應的走行梯。④因前橫梁較重，考慮到現(xiàn)場吊裝條件，制作時從中間分成二節(jié)加工，往主桁上安裝時分別吊裝，再通過連接螺栓先連成一整體，最后再將連接處牢固焊接。安裝到位后安裝工作平臺。⑤安裝后吊斜拉帶、后吊平桿，安裝完成后用現(xiàn)場型鋼，將懸吊平桿和主桁下平桿斜連起來并焊接牢固，以免掛籃行走時擺動。⑥將前橫梁上所有附件均安裝到位，注意將主吊帶、副吊桿、滑梁吊帶長度調(diào)整到工作長度，在底模到位后可便于穿銷。

3.2.3.2 橋面下組件的拼裝

①將2套底邊錨及1套底中錨安裝到工作位置，并調(diào)整到工作長度。②底模拼裝：在橋墩下搭設平臺，將前后托梁按設計間距放平。測平兩托梁上面，調(diào)正對角線（對角線誤差≤2mm），而后安裝中縱梁、邊縱梁及鋪設底模上模板。工作梁可同時安裝或外側(cè)模安裝完成后再安裝。底模上模板在完成鋪設后與縱桁片間施焊（50/150，焊角高度≥4mm）。懸吊底模：在主桁前吊點及已成橋面各設兩組滑輪組，通過鋼繩吊在前后托梁相應位置上，而后通過卷揚機吊底模到相應的位置，安裝兩個底錨，同時安裝前托梁各鉸點。底模安裝前將前工作平臺附件焊好，同時安裝好后工作平臺。③將外滑梁及滑梁后吊架安裝在外側(cè)模工作位置上，并臨時固定，而后將側(cè)模和滑梁一起吊至工作位置，后部用精軋螺紋鋼吊住，而后安裝滑梁前吊帶。④檢查①～③中掛籃后錨固及底模吊掛系統(tǒng)的安全性，調(diào)節(jié)底模高程，預留抬高值。⑤安裝內(nèi)滑梁及相應附件，吊裝內(nèi)滑梁并鋪設內(nèi)模工作平臺。⑥檢查內(nèi)滑梁的錨固情況、內(nèi)外模標高是否達到要求，通過調(diào)整內(nèi)外模走行梁前端的倒鏈，使內(nèi)外模標高達到要求。⑦安裝底模側(cè)工作平臺和前工作平臺，掛好防滑網(wǎng)及防墜保護。⑧側(cè)模對拉筋。

3.2.4 掛籃整體預壓（靜載試驗）

掛籃的靜載試驗的主要目的有兩個：一是測試掛籃的安全及穩(wěn)定性；二是為了消除掛籃安裝過程中的非彈性變形。

加載重量為5#段重量再加20%的超載系數(shù)。加載分四級：一級50%，二級75%，三級100%，四級120%。每一級加載后要持載5min，并對掛籃全面檢查，作好記錄。試驗時用應變儀測量應力，用水平儀測量位移和變形。

3.2.5 節(jié)段懸澆施工

掛籃施工時，為保障前支點各部位的穩(wěn)定及安全，在掛籃前滑動鉸座結(jié)點處左右設計有牛腿。在施工時，要求每端設2部75 t以上千斤頂支撐，共4部，要求支撐穩(wěn)固。

掛籃在施工，中主桁后結(jié)點和主桁下平桿與橋面豎向預應力筋或預埋筋要求穩(wěn)固錨固，以保證掛籃的施工質(zhì)量及安全。每只掛籃要求在施工中不少于18個錨點（每片桁片9個錨點,含后錨扁擔梁4個錨點）。錨點盡可能錨在掛籃后結(jié)點上，在后結(jié)點處無法錨固的情況下錨固在靠近后結(jié)點的下平桿上。掛籃主桁后錨要求在橋面豎向預應力筋直接錨固后結(jié)點，不允許通過滑軌轉(zhuǎn)接錨固主桁。

在掛籃走行過程中要保證每片主桁自始至終有保險錨點錨固。當一個保險錨點行至結(jié)點而影響走行時，要及時在前部加設另一保險錨點，加設完成后再拆除后一錨點，以此輪換。保險錨點位置設在主桁下平桿上。走行時保險錨點與下平桿的錨固要略松不影響走行。

每段梁在箱梁底均有2根主錨，1根底中錨。主錨為Φ70絲杠。主錨設計為雙螺母，下螺母及墊板與混凝土接觸，上螺母限位于扁擔梁。底中錨為Φ32精軋螺紋鋼，要保證底模能與已成梁段密貼。

除上述幾個錨點外，在底模后托梁及已成梁段翼板上還有2根邊錨。邊錨采用Φ32精軋螺紋鋼和連接件組成。連接件為Φ32連接器和連接銷板焊接制作，為主要受力構(gòu)件。焊接為低氫（506）焊條，要保證焊接質(zhì)量。

3.2.6 掛籃走行

①松動內(nèi)外滑梁后吊輪架，使后吊輪組下落80mm左右。松動內(nèi)外滑梁后錨，使滑梁緩慢落在懸掛輪上。同時在內(nèi)外滑梁后錨孔之間加設保險鋼絲繩。②調(diào)整主桁后吊平桿和后托梁之間吊桿（連接件、精軋螺紋鋼及錨具），調(diào)整長度應留有約80mm的間隙。然后在外滑梁和后桁片之間安裝兩部10 t倒鏈；松動底錨，調(diào)整倒鏈使底模后部緩慢落下，使底模掛在掛籃兩懸吊平桿上。在倒鏈處加高兩道保險鋼絲繩把外滑梁和底模后桁片連接起來，再拆掉底錨絲杠。③在主桁下平桿后段適當位置上加設保險錨點，此錨點要略松。然后拆除后結(jié)點所有錨點，使后吊輪吊在滑軌上。④在前支座前方加設倒鏈，倒鏈前方固定在滑軌上，通過收緊倒鏈使掛籃整體前移。前移過程中要始終保證后結(jié)點有一個保險錨點。同時，為了防止掛籃由于橋面縱坡而發(fā)生溜放，掛籃走行時，在主桁尾端同時設保險倒鏈，保證走行安全。⑤掛籃到位后調(diào)整錨固。

3.2.7 合龍段的施工

合龍段施工用一只掛籃，另一只拆除。合龍段施工完成后，將底模前后托梁4個端頭用連接件及精軋螺紋鋼懸吊在前橫梁及后吊平桿上，拆除前托梁與前梁中間部的所有連接桿件、內(nèi)滑梁及內(nèi)模系統(tǒng)，掛籃前行。合龍段及對稱合龍段按設計方提供的圖紙尺寸預先設計好預留孔。掛籃到位后錨固底模及調(diào)整側(cè)模。

4 結(jié)束語

該技術(shù)與分幅箱梁設計及施工相比，所采用的整體設計及施工寬幅箱梁混凝土方量及鋼筋用量都明顯減少,有效地節(jié)約了主體工程的資源消耗。主桁架可按一定的承載能力范圍進行設計，只要箱梁懸臂澆筑的分段重量在此范圍內(nèi)，均可循環(huán)利用掛籃，僅需根據(jù)箱梁的設計參數(shù)調(diào)整主桁間距及模板尺寸，即可滿足箱梁施工要求，實現(xiàn)了無支架施工，可以方便地跨越大河、深谷施工，推動了預應力混凝土橋梁向高墩、大跨發(fā)展。

[1]文斌.樂宜高速新民岷江特大橋菱形掛籃施工技術(shù)[J].山西建筑，2011（03）.

[2]李向東.淺談掛籃選型及菱形掛籃的優(yōu)點[J].技術(shù)與市場，2011（09）.

[3]張春龍，白建珍.菱形掛籃懸臂澆筑箱形連續(xù)梁工法[J].山西建筑，2010（16）.

High Pier Bridge Construction Technology of Large Tonnageof Rhombic Hanging Basket

Chen Junjie,Ning Ke

Through research on the span segments long, deep valleys, strong winds and a short construction period and other special conditions,we optimize the overall structure of the hanging basket, simplify the assembly process, improve the speed of a hanging basket assembly.Hanging Basket is traveling partly by skateboard to wheel, reducing the go row frictional resistance, to speed up the hanging basket as a whole to go to line speed.Describes the specific process principles, construction techniques and operating points, saving the construction period, the construction of similar projects can be recycled, effectively saving the temporary structures in construction material consumption, to provide a reference for similar projects.

high pier;large tonnage;rhombic hanging basket;rod processing

U 445.469

A

1000-8136（2013）02-0054-03

陳俊杰，男，1979年12月出生，山西壽陽人，2003年07月畢業(yè)于河北建科學院采礦工程專業(yè)，工程師。寧軻，男，1988年05月出生，山西芮城人，2009年06月畢業(yè)于石家莊鐵道學院工程力學專業(yè)，助理工程師。

（編輯：王靜）