付守德

中鐵建生態(tài)環(huán)境有限公司 重慶 400000

1 工程概況

張花高速公路地處湘西北，位于張家界市、湘西自治州境內(nèi)，起于張家界，與常張高速公路相接，終于湘西自治州的花垣縣，與吉茶高速公路相連，途經(jīng)張家界永定區(qū)、永順、保靖、花垣四區(qū)縣，路線全長146.8km。

其中花垣河大橋跨越既有道路，最大墩身高為84.52m，于K125+839處跨越G209國道，線路與公路右前夾角為103°。G209國道為瀝青路面，規(guī)劃寬度為60m。立交凈寬要求為60m，路面凈高要求9.5m。本橋采用80m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁跨越。

2 掛籃全封閉兜底

本橋跨國道G209連續(xù)梁懸臂澆筑段，需要在道路上方施工，為了保障施工進(jìn)程和行車的安全，需思考多方面的要素及制約條件，項目部對施工作業(yè)的掛籃采取全封閉的防護(hù)措施。即對掛籃底、前及兩側(cè)所有面的位置進(jìn)行封閉，同時對已澆筑完成的上一梁段掛籃進(jìn)行全包圍，主要目的是為了預(yù)防梁段施工及掛籃走行期間鋼筋頭、砼、焊渣等雜物掉落，對國道G209的行車造成交通安全問題[1-2]。

圖1 掛籃防護(hù)實例圖

2.1 掛籃兜底防護(hù)的對比選用

連續(xù)梁施工過程中小型構(gòu)件、碎物等易從高空掉落。如掛籃移動時導(dǎo)致工具、螺絲、鋼筋頭等碎物不慎掉落，混凝土澆筑及鑿毛過程中導(dǎo)致碎物掉落，管道壓漿時漿體落入公路等，威脅到公路上車輛及人員的通行安全。為保證公路安全通行，需進(jìn)行施工安全防護(hù)。一般情況下，會選用掛籃兜底全封閉防護(hù)或搭建安全通道來進(jìn)行防護(hù)。

由于G209國道車速快、車流密度大，選擇搭設(shè)落地防護(hù)棚架，須進(jìn)行交通管制，并占用行車道，且搭設(shè)完成后的防護(hù)棚架遮擋司機(jī)視線惡化公路交通條件，安裝拆除的安全風(fēng)險較大。在該情況下，根據(jù)公司以往的施工經(jīng)驗并經(jīng)多次論證，綜合考慮后決定采用掛籃全封閉施工方案，該方案優(yōu)點在于施工便捷，防護(hù)嚴(yán)密，對公路通行影響小，跨越公路施工保證通行安全等方面具有優(yōu)勢。

2.2 掛籃兜底安裝

①要對已澆筑完的上一個的梁段的梁面兩側(cè)設(shè)置起到安全作用的防護(hù)欄桿及防護(hù)網(wǎng)，預(yù)防在跨道路上的掛籃施工范圍內(nèi)的雜物墜落。

②在掛籃的底部需要安裝一個吊棚(前后各兩根雙拼25A工字鋼各自使用4根Φ25精軋螺紋鋼一起組裝，掛住底模的前后托梁，在橫向工字鋼上縱向需要焊接布置10的工字鋼，骨架的最后需要在縱向骨架工字鋼上滿鋪一層鋼板進(jìn)行焊接；吊棚距離梁下公路路面凈高的要求，能夠保證道路的交通安全[3]。

③在吊棚兜底下的四周焊1.5m高的鋼欄桿，欄桿底四周的20cm高的范圍內(nèi)進(jìn)行鋼板全封閉，高處可采用竹膠板輔助封閉完，目的是為了避免在施工過程中或掛籃移動時發(fā)生高空墜物事件，外側(cè)還需貼好當(dāng)心高空拋物的警示標(biāo)語。

④在掛籃周圍進(jìn)行安全防護(hù)，需要兩側(cè)用堅固的材料等設(shè)置防護(hù)欄桿，為了避免橋面施工時碎物掉落，需要采用全包圍封閉模式。

⑤掛籃正前方采取的全封閉材料為鐵絲網(wǎng)，下面采用的封閉同兜底其他地方的設(shè)計一致，目的也是為了避免橋面施工時碎物掉落。

圖2 掛籃全封閉正側(cè)面示意圖

⑥掛籃構(gòu)件防護(hù)：在三角掛籃后錨和未澆筑梁段之間，因為掛籃構(gòu)件安裝、拆卸，一般會導(dǎo)致螺絲或小構(gòu)件墜落，故對此段也采用1mm厚的鐵皮進(jìn)行防護(hù)。

這些掛籃兜底的安全防護(hù)措施無疑會增加梁段重量，進(jìn)而會產(chǎn)生不平衡彎矩。為了解決這個問題，采用吊裝預(yù)壓塊，使其梁段的重量跟對應(yīng)的掛籃加裝兜底的重量相等。為了保障連續(xù)梁懸灌體系的穩(wěn)定，要在對應(yīng)的梁段位置進(jìn)行配重對稱設(shè)置，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)計算來確定位置及預(yù)壓塊數(shù)。

⑦吊桿鋼筋宜采用PSB830級φ25精軋螺紋鋼筋，配套使用墊片與螺母。底部橫向、縱向各采用[16a、[12.6槽鋼作為鋪設(shè)骨架，橫向兩根背拼為主梁；考慮到框架整體穩(wěn)固及安全防護(hù)需要，[12.6槽鋼上部橫向焊接φ12螺紋鋼間距30cm布置。四周用鍍鋅鋼管作防護(hù)主骨架(焊于底部骨架上)，立桿、橫桿布置間距見防護(hù)布置圖，其上掛1cm孔距鐵絲網(wǎng)作全封閉網(wǎng)(防石子等物彈出)，底部用竹膠板(1.22×2.44)布置作擋腳板[4]。

2.3 掛籃兜底使用及控制要點

為了避免滑行梁前端吊點，所使用的倒鏈突然損壞而引發(fā)安全事故，需在每一倒鏈吊點處設(shè)置鋼絲繩，從而起到保險作用。掛籃走行時，需確保大小里程兩側(cè)的走行速度一致，限制掛籃行走速度在10cm/min以內(nèi)。避免掛籃走行過快，而導(dǎo)致掛籃傾覆。

2.4 已完成梁段防護(hù)方案

在上一階段已澆筑好的箱梁面上預(yù)埋鋼筋，加固好鋼管護(hù)欄作為主支架，在鋼管底部設(shè)置20cm高的鐵皮擋板，防止橋面上的雜物墜落。

3 結(jié)構(gòu)驗算

面板荷載、施工荷載、兜底四周防護(hù)均換算成線荷載加載至模型，兜底上部結(jié)構(gòu)橫梁和縱梁之間按固結(jié)計算，受力示意圖見圖3所示。

圖3 兜底計算模型

3.1 槽鋼橫梁驗算

圖4 橫梁組合應(yīng)力圖(MPa)

圖5 橫梁剪應(yīng)力圖(MPa)

圖6 橫梁變形圖(mm)

從計算結(jié)果得知：

橫梁最大組合應(yīng)力：55.1MPa＜145MPa；

橫梁最大剪應(yīng)力：8.2MPa＜85MPa；

橫梁最大變形：9.1mm＜l/400=4900/400=12.25mm；

因此，橫梁強(qiáng)度和剛度驗算滿足要求。

3.2 吊桿驗算

圖7 兜底吊桿支反力圖(kN)

從計算結(jié)果得知：Φ25精軋螺紋管支反力為17.4kN，吊桿采用PSB830級φ25精軋螺紋鋼，R=1.7t<40.7t，滿足要求[5]。

4 掛籃的走行

4.1 走行試驗

掛籃行走前，需進(jìn)行走行試驗，嚴(yán)格按照文件中明確的實施步驟及要求執(zhí)行。試驗需檢驗項目：主桁架系統(tǒng)走行平順及整體穩(wěn)定性；油缸移動時動作的穩(wěn)定性；油泵中的液壓油路密封性；鉸接銷軸的強(qiáng)度、剛度；滑輪組件的靈活穩(wěn)定性，是否出現(xiàn)了卡掐現(xiàn)象；最關(guān)鍵檢測項目為軌道錨固的牢固性。

4.2 走行方法

連續(xù)梁施工過程中施工完一個節(jié)段后，須行走掛籃到下一個節(jié)段定位，固定后再澆筑混凝土。整個過程中需先對已澆筑節(jié)段張拉壓漿后，然后進(jìn)行掛籃松張，松張順序為：掛籃→底模→側(cè)?！蟮鯒U，使吊梁的力支撐在滾輪上。此時松開后錨，掛籃主行架可以行走在安裝好的軌道上。掛籃前進(jìn)時要同時向前倒換鋼枕和安裝軌道，各點連接務(wù)必牢固[6]。

圖8 掛籃軌道預(yù)埋錨固與行走防御

4.3 走行的注意事項

①掛籃在走行過程中，兩側(cè)的主行架的挪動速度要盡量保持一樣，前后移動的間隔要保證維持在5cm之內(nèi)；②在掛籃的底模的后邊的橫梁和側(cè)模上面吊梁所用的鋼絲繩的要連接好，掛籃每側(cè)要保障有兩道鋼絲繩持力，除此之外，還需要設(shè)置一個保險裝置，在側(cè)模的設(shè)計位置地方可采用20T的導(dǎo)鏈；③掛籃走行過程要控制好，行走速度≤10cm/min，中線之間的差值≤5mm，同時要查看行走時各個局部的變形量狀況，在發(fā)生非正常情況時，一定要及時中止前移，查明緣由以后才能夠向前移接著繼續(xù)走行；④在掛籃行走過程中，尤其重要的一點是鋪設(shè)軌道，一定要保障按坡面的角度進(jìn)行軌道鋪設(shè)，此外還要保障橫向之間軌道的距離，誤差一定控制5mm之內(nèi)；⑤掛籃行走過程中，后端應(yīng)有穩(wěn)定的保護(hù)措施，必須設(shè)置行走防御系統(tǒng)及限位裝置，可通過連接軌道精軋鋼，在掛籃下弦桿加保險橫擔(dān)進(jìn)行行走防御；本掛籃采用掛籃自帶防御系統(tǒng)進(jìn)行行走防御，防御系統(tǒng)不影響掛籃走行，一旦反扣輪脫離軌道，走行防御系統(tǒng)會與軌道相接，避免掛籃傾覆。在軌道最前方安裝限位裝置，避免掛籃縱滑。限位裝置采用2cm鋼板制作，使用栓接與軌道相連[7]；⑥掛籃行走之前，在掛籃范圍之內(nèi)的人員務(wù)必要轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域，方可進(jìn)行下一步工序，嚴(yán)禁靠坐在掛籃上。

5 掛籃拆除

5.1 掛籃拆除順序

掛籃拆除在澆筑梁段的位置拆除，拆除順序為：底?！鷥?nèi)、外側(cè)?！骸鯉А皺M梁→橫聯(lián)→主桁架→滑動裝置→行走軌道→鋼枕→清理場地。

5.2 掛籃拆除方法

（1）底模、底模平臺、前后下橫梁、外模及外導(dǎo)梁的整體拆除。首先將前后上橫梁的4個外吊掛替換為4臺10T倒鏈，并且在4臺倒鏈附近各設(shè)置1條保險繩，共計4條，具體操作如下：首先將倒鏈安裝就位，倒鏈底部距離下橫梁約1.0m，然后將吊掛通過千斤頂將底模平臺下放至倒鏈處，該操作需保證同一上橫梁的兩個吊掛下放同步；然后將外導(dǎo)梁通過千斤頂緩慢下放至底模平臺上，并固定牢固。最后將底模平臺等組成的整體通過4臺10T倒鏈緩慢且平穩(wěn)的同步下放至地面。（2）前、后上橫梁的拆除。首先拆除上橫梁的吊掛系統(tǒng)，同時清理干凈，然后通過25t汽車吊將上橫梁吊裝至地面，最后解除主梁之間橫聯(lián)。（3）主梁的拆除。利用吊車梁吊裝至地面。（4）行走支腿的拆除。在支腿上設(shè)置合理吊點，然后通過吊車其吊裝至地面。

5.3 掛籃拆除注意事項

（1）底模平臺下放時，速度務(wù)必同步勻速，以防模板部件發(fā)生扭曲、彎折；（2）掛籃拆除前，對外模及底模進(jìn)行全方位檢查，同時清理上面的雜物，防止雜物滾落；（3）汽車吊起吊物件前，務(wù)必嚴(yán)格檢查機(jī)械設(shè)備及繩索的安全性、可靠性，起吊后下方不得站人、通行。物件下放時，距地面1m時，作業(yè)人員方可靠近操作；（4）吊裝前，吊點要選擇正確、牢固。起吊時，應(yīng)拴好溜繩，嚴(yán)格聽從信號指揮，不得超載；（5）掛籃拆除過程中，在主梁上需另設(shè)2個支點，充分保證掛籃的自身平衡；（6）掛籃拆除作業(yè)，須由專人指揮，有專人打信號，嚴(yán)禁違章指揮作業(yè)。

6 結(jié)束語

該工程在實際實施過程中，各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期效果。使用該方法組織施工后，基本上滿足了施工及防護(hù)要求。梁體線性平順、掛籃走行安全，達(dá)到了設(shè)計要求，取得了良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。

在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的今天，人們生活水平有了很大的提高，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展有形橋梁的高速公路網(wǎng)正在快速發(fā)展，橋梁建設(shè)項目的數(shù)量快速增加。跨越既有道路的情況越來越多，采用掛籃施工的懸臂連續(xù)梁應(yīng)用較廣泛，其優(yōu)點在橋梁施工的整個過程中發(fā)揮著極其重要的作用。橋梁施工人員必須保障施工過程中的安全質(zhì)量控制，并通過妥善處理掛籃施工的所有環(huán)節(jié)及行走施工的各個要素，保障整個連續(xù)梁的安全與質(zhì)量。