梁建文

（廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司第一分公司，廣東廣州511431）

大型菱形掛籃大風(fēng)高墩條件下安拆施工關(guān)鍵技術(shù)探討

梁建文

（廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司第一分公司，廣東廣州511431）

結(jié)合施工實(shí)例，總結(jié)、探討大型菱形掛籃在大風(fēng)高墩條件下的安裝、拆除施工技術(shù)，對(duì)菱形掛籃的施工技術(shù)研究進(jìn)行補(bǔ)充完善。

菱形掛籃；大風(fēng)；高墩；連續(xù)剛構(gòu)橋；矮塔斜拉橋；吊裝；拆除

菱形掛籃主構(gòu)架為一菱形結(jié)構(gòu)，具有受力明確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工使用安全、靈活等優(yōu)點(diǎn)。多年來(lái)，在各大橋型施工中應(yīng)用非常廣泛，隨著更大跨度橋梁的設(shè)計(jì)施工，所使用菱形掛籃的體量會(huì)變得越來(lái)越龐大，大風(fēng)、高墩等不利施工環(huán)境也更加常見(jiàn)。這樣，對(duì)首尾節(jié)點(diǎn)工序的掛籃安拆工作來(lái)說(shuō)是有一定挑戰(zhàn)性的，很有必要進(jìn)行充分的歸納總結(jié)，下面以東江南特大橋和深門(mén)特大橋兩座橋梁工程實(shí)例進(jìn)行分析探討。

東江南特大橋是廣深沿江高速公路跨越東江南支流的一座關(guān)鍵控制性橋梁工程，主橋上部結(jié)構(gòu)采用146m+256m+146m連續(xù)剛構(gòu)，左右幅分離設(shè)計(jì)，單幅為單箱雙室三腹板斷面，橋面寬19.85m，箱底寬12.85 m，梁高由根部15.5m漸變至合龍梁體的5.2m，梁體最重塊段重416 t，最長(zhǎng)塊段長(zhǎng)5 m。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用菱形掛籃懸澆施工，菱形掛籃自重174 t，主要構(gòu)件組成有：橋面菱形吊架、橫梁系統(tǒng)、前支腿、反扣輪、縱移軌道、翼板及外側(cè)模板系統(tǒng)、底籃、內(nèi)模板系統(tǒng)、后錨系統(tǒng)、裝修系統(tǒng)。掛籃安裝作業(yè)思路為：橋面桁架、前上橫梁及軌道等利用塔吊安裝，為先行工序，橋面以下的底籃、外側(cè)模板系統(tǒng)則采用卷?yè)P(yáng)機(jī)分次整體吊裝，拆卸作業(yè)采用同樣方法。東江南特大橋菱形掛籃安拆施工主要難點(diǎn)是在超高、風(fēng)大的海上大件吊裝作業(yè)，底籃為最重構(gòu)件重46 t，外側(cè)模板為最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)15.5 m，安裝高度達(dá)50 m，施工作業(yè)危險(xiǎn)度極大。

深門(mén)特大橋是浙江省77省道延伸線疏港工程跨越深門(mén)水道上的一座關(guān)鍵性特大型橋梁，主橋?yàn)?15 m+200 m+115 m的矮塔斜拉橋，單幅獨(dú)立設(shè)計(jì)，單箱三室變截面形式，橋面寬25.5 m，箱底寬由13.81m漸變至15.96m，梁高由根部7.5m漸變至合龍梁體的3.5m，外腹板呈75°斜置，梁體最重塊段重428 t，最長(zhǎng)塊段長(zhǎng)4m。其懸澆施工利用東江南特大橋菱形掛籃改裝使用，主要根據(jù)箱梁寬度及其變截面特點(diǎn)進(jìn)行改裝，底籃為我司施工使用過(guò)最大結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)28m×寬7 m），重達(dá)70 t，且橋址位置屬風(fēng)大浪急海域，這對(duì)超寬大件重物吊裝來(lái)說(shuō)是一次考驗(yàn)。

兩座橋梁使用的菱形掛籃均為大型結(jié)構(gòu)，橋面桁架多達(dá)4片，上橫梁、側(cè)模板以及底籃又屬大件重物，如圖1所示，且現(xiàn)場(chǎng)高空作業(yè)還需克服大風(fēng)天氣，如何經(jīng)濟(jì)、高效、安全地完成安、拆施工任務(wù)，是工程技術(shù)人員需要縝密思索和考量的。

圖1 菱形掛籃施工布置圖

1 掛籃安裝

菱形掛籃按空間布置可分為橋上、橋下兩大結(jié)構(gòu)，先安裝橋上結(jié)構(gòu)體系，然后利用成型的菱形吊架體輔助吊裝橋下體系的底籃或側(cè)模板系統(tǒng)。

1.1 橋上結(jié)構(gòu)安裝

橋上結(jié)構(gòu)體系主要由縱向行走系統(tǒng)、菱形吊架系統(tǒng)及前上橫梁組成，縱行系統(tǒng)無(wú)外乎墊座、縱行軌道、行走前支腿以及后反扣輪的安裝，基本屬于平地作業(yè)，以常規(guī)方法測(cè)量放樣點(diǎn)位、量尺復(fù)核間距并結(jié)合水平管校核統(tǒng)一橫向水平面，即可容易安裝準(zhǔn)確，主要安裝難點(diǎn)還是在菱形吊架和前上橫梁，桿件大且重，作業(yè)臨空，安裝精度還直接影響掛籃的整體結(jié)構(gòu)受力。

1.1.1 菱形吊架安裝

菱形掛籃主吊架由至少兩榀主桁組成（具體榀數(shù)根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)形式而定），單榀分為前后拉（壓）桿、垂直桿、水平桿五大部件，銷(xiāo)軸聯(lián)接成型，常規(guī)安裝方法是先整榀拼裝成型，再分榀吊裝，操作簡(jiǎn)單，精度易于控制，且作業(yè)安全，但整榀吊裝對(duì)起重設(shè)備有一定要求，以左右幅設(shè)計(jì)的東江南特大橋?yàn)槔?，單幅橋菱形吊架共?榀，單榀菱形主桁重6.5 t，現(xiàn)場(chǎng)塔吊布置在右幅橋的翼緣板側(cè)邊位置，位于左幅橋的4榀菱形主桁均超出了塔吊的吊重能力范圍，需要優(yōu)化菱形吊架的安裝方案。

首先，根據(jù)塔吊吊重能力確定安裝位置的可吊重量，然后，以“整吊”為原則將菱形主桁盡可能拆輕，近處的3榀主桁每榀拆分成前、后兩個(gè)三角，其中前三角重2.2 t，后三角重4.3 t，分兩次吊裝成型；剩余最遠(yuǎn)端的一榀主桁因塔吊吊距過(guò)大，需要將后三角的垂直桿拆離，整榀共分3件吊，后三角為穩(wěn)定三角結(jié)構(gòu)，前三角則實(shí)為呈“＜”形的非閉合三角，吊裝前按設(shè)計(jì)組拼成型后需要焊設(shè)豎桿形成臨時(shí)三角結(jié)構(gòu)。單榀主桁安裝順序?yàn)橄群笕窃偾叭牵致猿尚秃罄O(shè)好手拉葫蘆，利用吊錘球結(jié)合尺量方法控制安裝誤差，一榀完成即與相鄰主桁臨時(shí)聯(lián)結(jié)固定，由遠(yuǎn)及近逐榀安裝形成空間桁架結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)關(guān)鍵是要掌握好吊裝結(jié)構(gòu)的重心，吊鉤位置設(shè)置一道手拉葫蘆，方便吊重中心的調(diào)整，另外，加設(shè)溜繩減少大風(fēng)影響。此安裝方法雖為拆分吊，但形成了穩(wěn)定三角，亦可理解為整體吊，實(shí)際安裝非常順利，算是對(duì)起重作業(yè)的一種靈活運(yùn)用。

1.1.2 前上橫梁安裝

前上橫梁是架設(shè)在菱形主桁前端節(jié)點(diǎn)的橫向聯(lián)系，同時(shí)是前吊系統(tǒng)的承重梁，其桿件長(zhǎng)度基本等寬于橋面，與主桁節(jié)點(diǎn)間采用法蘭螺栓連接，最簡(jiǎn)單直接方法是整根橫梁起吊安裝，但這限于窄橋面兩榀桁架的情況，對(duì)于寬橋面的三榀或四榀桁架，橫梁加長(zhǎng)后，其重量有可能會(huì)超出現(xiàn)場(chǎng)塔吊的吊重范圍，特別是像東江南特大橋的分幅橋梁，即使是在滿足結(jié)構(gòu)剛度的前提下，將橫梁分兩節(jié)段安裝，但最遠(yuǎn)端節(jié)段的橫梁也往往會(huì)超出起重能力，東江南特大橋采取的方法是利用橫梁超長(zhǎng)的特點(diǎn)，先將其起吊落在近端的桁架上，落放位置預(yù)先安設(shè)好滾軸，然后通過(guò)手拉葫蘆向遠(yuǎn)端桁架方向拖拉，到位后利用塔吊單端吊起，逐一拆出滾軸，最后落梁到位。此方法實(shí)際是沿用了古老的拖拉滾動(dòng)技術(shù)，將豎吊安放變?yōu)榭v移安放，操作簡(jiǎn)單實(shí)用，適用于像這種起重受限的空中架設(shè)作業(yè)［1-2］。

1.1.3 前吊桿系統(tǒng)的安裝

出于安全性能考慮，近年來(lái)，很多大型掛籃的前吊系統(tǒng)都改進(jìn)使用鋼吊板，材料耐用、安全穩(wěn)定，但相對(duì)笨重，現(xiàn)場(chǎng)空中拼接顯得費(fèi)時(shí)費(fèi)力，特別是像東江南特大橋這種超高梁的橋梁，單根吊桿全長(zhǎng)就超過(guò)20m，空中拼接是非常困難的，現(xiàn)場(chǎng)采取的是整體吊裝方案，先在地面做好通長(zhǎng)的簡(jiǎn)易胎架，再逐節(jié)段拼接成型，然后利用塔吊整體吊裝，這樣，拼接效率和質(zhì)量更高，且大大降低了臨空作業(yè)的危險(xiǎn)。

1.2 橋下結(jié)構(gòu)安裝

橋下結(jié)構(gòu)主要包括底籃和側(cè)模板系統(tǒng)兩大部件，是掛籃安裝中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，都是大件重物結(jié)構(gòu)，且需高空安裝于橋梁下方，若是遇上大風(fēng)多發(fā)的海上施工，其作業(yè)危險(xiǎn)度更是陡增。

1.2.1 底籃安裝

關(guān)于底籃安裝，主要有現(xiàn)場(chǎng)散拼和整體吊裝兩種方式，現(xiàn)場(chǎng)散拼方式直接簡(jiǎn)單，可用于低空的小型掛籃，對(duì)大型掛籃，業(yè)內(nèi)基本首選整體吊裝方案［2-3］，預(yù)拼的質(zhì)量易于保證，安全可控度也更高。

（1）預(yù)拼位置的選擇。大型掛籃的主要特點(diǎn)是寬大、重，底籃預(yù)拼的場(chǎng)地顯然不可距離現(xiàn)場(chǎng)過(guò)遠(yuǎn)，對(duì)陸上橋可選擇在橋底的地面預(yù)拼；但對(duì)海上橋則需考慮海上工作平臺(tái)的問(wèn)題。東江南特大橋采取的是利用現(xiàn)有運(yùn)輸船創(chuàng)建工作平臺(tái)的辦法［4］，恰到好處地利用船舷和船艙的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將底籃縱梁的下承式桁架體很好地藏于船艙內(nèi)，底籃的前、后橫梁則可以分別擱置于左、右船舷上，這樣，一個(gè)“天然”工作平臺(tái)就簡(jiǎn)單快速形成了，非常實(shí)用。而且，采用船舶預(yù)拼底籃，能充分利用其水上靈活性，在現(xiàn)場(chǎng)塔吊吊重范圍內(nèi)可完全避開(kāi)上方的0#塊箱梁的施工干擾，真正實(shí)現(xiàn)工序搭接，避免工期占用。但是，船上拼裝這種方法限于海浪干擾小的水域，對(duì)于大風(fēng)大浪海域的話，需要將船舶開(kāi)駛至相對(duì)平靜的水域施工，或者直接在現(xiàn)場(chǎng)搭建海上平臺(tái)進(jìn)行底籃的預(yù)拼工作，深門(mén)特大橋就是總結(jié)了東江南特大橋的施工經(jīng)驗(yàn)，在大橋施工平臺(tái)方案制定的時(shí)候充分考慮到了以后底籃拼接需要，對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免了不必要的施工浪費(fèi)。

（2）起重配置的選用。底籃整體安裝的慣用手法是利用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引起升，具有設(shè)備常規(guī)、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，但需要解決好多臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)之間的異步問(wèn)題。小型、低空底籃吊裝中往往會(huì)選用4臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引起升，滑輪配置簡(jiǎn)單、吊點(diǎn)布置靈活，起升異步問(wèn)題因低空操作也不會(huì)凸顯；但對(duì)大型超重底籃，4臺(tái)及以上卷?yè)P(yáng)機(jī)起升異步的劣勢(shì)就凸顯了，其空中姿態(tài)的不平穩(wěn)非常容易造成安全事故。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的解決，可以借鑒東江南特大橋和深門(mén)特大橋采用的大噸位卷?yè)P(yáng)機(jī)配合多門(mén)滑輪組的方案，通過(guò)多門(mén)滑輪成功地將卷?yè)P(yáng)機(jī)數(shù)量降低為兩臺(tái)，起升異步問(wèn)題得到很大程度的改善。

另一方面，吊鉤下方捆綁底籃的吊索按常規(guī)材料是采用鋼絲繩，鋼絲繩是一種很常用的材料，工人使用也很嫻熟，但油污污染是一大缺點(diǎn)，而且吊物越重，所需配置的鋼絲繩也會(huì)越粗、越重，這對(duì)工人的纏繞捆綁工作帶來(lái)困難，出于環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、效率等考慮，深門(mén)特大橋摒棄了笨重的鋼絲繩方案，利用直徑32 mm精軋螺紋鋼替代，上、下各配置一銷(xiāo)接的聯(lián)接器，使精軋鋼能避免有害剪力，充分發(fā)揮優(yōu)越的抗拉性能，如圖2所示。此方法是對(duì)傳統(tǒng)吊索方案的一種創(chuàng)新，材料周轉(zhuǎn)使用率高，工人作業(yè)強(qiáng)度大為降低，非常環(huán)保經(jīng)濟(jì)，值得以后起重吊裝施工借鑒。

圖2 聯(lián)接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

（3）吊點(diǎn)位置的選擇。底籃吊點(diǎn)選擇，首先要計(jì)算確定底籃重心的準(zhǔn)確位置，然后綜合考慮上、下吊點(diǎn)以及牽引繩的通行空間問(wèn)題?！跋隆笔侵笝M梁吊點(diǎn)位置的選取，以利用橫梁現(xiàn)有的吊耳最為經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可靠；“上”是指吊裝承重梁的選取，可優(yōu)先利用現(xiàn)有縱行軌道和菱形主桁架的懸挑長(zhǎng)度，這樣施工最為簡(jiǎn)單，但若牽引繩通行空間因此受到影響的話，則需要在合適位置另外搭建承重梁，承重梁布置完成后，滑輪組的安裝位置也就隨之確定了。

另一方面，底籃吊裝是通過(guò)橋上菱形吊架體系來(lái)實(shí)現(xiàn)的，菱形吊架的結(jié)構(gòu)安全性需要設(shè)計(jì)者在方案制定時(shí)充分考慮，避免不必要的施工麻煩。圖3為深門(mén)特大橋菱形掛籃底籃的吊裝施工現(xiàn)場(chǎng)。

圖3 深門(mén)特大橋菱形掛籃底籃吊裝施工現(xiàn)場(chǎng)照片

（4）技術(shù)注意要點(diǎn)?；喗M穿掛鋼絲繩要不錯(cuò)不繞，對(duì)大風(fēng)高墩環(huán)境需考慮防“扭轉(zhuǎn)”措施，如東江南特大橋是利用麻繩將左右兩只動(dòng)滑輪拉結(jié)聯(lián)系并加設(shè)配重塊的方法；大風(fēng)只是鋼絲繩產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的誘因，關(guān)鍵是如何消除其內(nèi)應(yīng)力，可以利用現(xiàn)場(chǎng)墩高優(yōu)勢(shì)，在橋上由卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼絲繩送出、垂直下放，以達(dá)到“放氣”目的；大型底籃結(jié)構(gòu)龐大，要注意排查可能受到?jīng)_擊、擾動(dòng)的因素，比如在吊裝前檢查清理起升通道中存在的阻擋物，過(guò)程中安排專(zhuān)人對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)“排繩”處理；最后，底籃在起升過(guò)程中的姿態(tài)控制非常重要，可以在遠(yuǎn)處安排專(zhuān)人觀察、監(jiān)控結(jié)構(gòu)姿態(tài)的水平情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)、及時(shí)糾偏，這也是對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)異步問(wèn)題的一個(gè)防控措施。

1.2.2 外側(cè)模板系統(tǒng)的安裝

一般橋梁施工中，模板安裝都是輕而易舉的事，但是，對(duì)箱梁高度超高的橋梁，外側(cè)模板結(jié)構(gòu)會(huì)非常龐大，特別是海上大風(fēng)環(huán)境中，安裝往往不易控制。如圖4所示，東江南特大橋掛籃安裝的外側(cè)模板，寬度有6m，高度更達(dá)15.5m，首先，起吊前的支立就非常困難，再者，大風(fēng)帶來(lái)的有害扭轉(zhuǎn)完全會(huì)造成吊裝失敗?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，先是在橋底整體預(yù)拼好模板，然后對(duì)其高度方向的上、下兩點(diǎn)起吊，利用上、下吊點(diǎn)的收、放動(dòng)作將模板懸空支立起來(lái)；接著是模板的翻面問(wèn)題，采用將上吊點(diǎn)的主吊鋼絲繩“預(yù)扭”的方法，就可以實(shí)現(xiàn)模板的空中自然翻面，辦法非常成功；最后，模板起升過(guò)程中遇風(fēng)扭轉(zhuǎn)的問(wèn)題可以通過(guò)豎向?qū)蚶K予以解決，導(dǎo)向繩利用橋面卷?yè)P(yáng)機(jī)預(yù)先抽緊即可［4］。

圖4 東江南特大橋外側(cè)模板懸空支立施工現(xiàn)場(chǎng)照片

2 掛籃拆除

掛籃橋上結(jié)構(gòu)的拆除，其方式與安裝基本相同；而橋下結(jié)構(gòu)則因藏于已成橋梁下方，作業(yè)可視性差，解決關(guān)鍵是如何可靠地布設(shè)吊點(diǎn)，常用方案是在橋面預(yù)留吊裝孔，開(kāi)孔尺寸要綜合考慮吊裝需要和后續(xù)修補(bǔ)簡(jiǎn)便，位置選取在作業(yè)空間相對(duì)寬闊的箱梁翼板下方，若箱梁高度偏矮，可在橋面增設(shè)吊裝架以解決凈高問(wèn)題，卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑輪配置則與起吊安裝時(shí)基本相同。此方法施工簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)，缺點(diǎn)是大預(yù)留孔的修補(bǔ)容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，可否不需預(yù)留吊裝孔即可實(shí)現(xiàn)底籃的拆除下放呢？可以借鑒東江南特大橋的拆除方案，恰到好處地利用外滑梁的空間優(yōu)勢(shì)，其上安裝輔助扁擔(dān)梁后直接吊掛滑輪系統(tǒng)，鋼絲繩穿掛好后通過(guò)預(yù)留的小號(hào)PVC孔引至橋面卷?yè)P(yáng)機(jī)即可，這樣省去了因預(yù)留孔過(guò)大所帶來(lái)的麻煩，如圖5所示。這種方法主要是利用了外滑梁的承重作用，但其使用也壓縮了吊索的穿掛高度，在應(yīng)用方面對(duì)箱梁高度有一定要求，但大型底籃施工應(yīng)用的箱梁往往都是高梁結(jié)構(gòu)，所以，針對(duì)大型底籃的拆除，這種方法的適用性還是很強(qiáng)的。

圖5 外滑梁吊掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了兩座大橋關(guān)于菱形掛籃安拆的一些成功實(shí)踐，探討總結(jié)了大型菱形掛籃在大風(fēng)高墩條件下的安拆施工技術(shù)，其關(guān)鍵是要充分分析現(xiàn)場(chǎng)資源、環(huán)境，拓展施工作業(yè)思路，大膽創(chuàng)新運(yùn)用新方法，這些對(duì)以后類(lèi)似工程施工都是一種參考借鑒。

［1］曲海龍.大跨度鋼梁的高空組拼和整體滑移安裝技術(shù)［J］.建筑施工,2012（12）:1148-1150.

［2］中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì).建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2002.

［3］蔣壽時(shí),何沛德.大型維修機(jī)庫(kù)屋蓋結(jié)構(gòu)整體提升施工與設(shè)計(jì)［C］//中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會(huì)空間結(jié)構(gòu)委員會(huì).第六屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京:中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會(huì)空間結(jié)構(gòu)委員會(huì),1992: 938-945.

［4］交通部第一公路工程總公司.橋涵［M］.北京:人民交通出版社,2000.

【責(zé)任編輯：周紹纓 410154121@qq.com】

Discussion on the key construction technology for the installation and removal of rhombic hanging basket in long span bridge with tall piers under strong wind

LIANG Jian-wen
（First Branch,Guangdong Provincial Changda Highway Engineering Co.,Ltd.,Guangzhou 511431,China）

Rhombic hanging basket isa common construction tool,which has extensive application for long span bridge,such as continuous rigid frame bridge,cable-stayed bridge and arch bridge.Its application has been researched inmany literatures,buton the other hand,the technology of installation and removal for thatatgreat heightunder strongwind isanalyzed based on engineering case in this paper,while also perfectly complemented those research.

rhombic hanging basket;strongwind;high pier;continuous rigid frame bridge;cable-stayed bridge; hoisting;removal

U445

A

2017-04-28

梁建文（1984-），男，廣東佛山人，廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司工程師。

1008-0171（2017）04-0008-06