吳悅

（承德市雙灤區(qū)交通運輸局，河北 承德 067000）

0 引言

隨著國民經濟的發(fā)展，橋梁工程項目日益增多，大跨徑橋梁越來越常見，施工難度和施工質量要求也越來越高。在澆筑較大跨徑的懸臂梁橋時，當無法采用滿堂支架時，可采用吊籃方法，分節(jié)懸臂作業(yè)。按懸吊支點位置不同分后支點掛籃和前支點掛籃，前支點掛籃適用于寬主梁，長節(jié)段，大噸位，單索面斜拉橋等復雜要求的橋梁工程施工中，對于推動橋梁工程的發(fā)展具有重要的作用。

1 工程概況

某橋梁工程位于河北省境內，大橋為獨塔斜拉橋，為塔梁固結體系，大橋總長324m，其中主跨長218m。主梁采用C50混凝土，采用π形雙肋斷面，橋梁頂面寬25.5m，底面寬19.5m。橋梁頂面橫坡為2%，肋板處梁高2.2m，肋板寬2.0m，中心梁高2.375m，主梁頂板厚30cm，塔梁固結。拉索錨固于主肋底部。除主梁的0號塊節(jié)段、邊跨和中跨合龍段采用支架現(xiàn)澆外，其余梁段均采用前支點掛籃澆筑，梁節(jié)段長8m，最大節(jié)段重量為10163kN。

2 前支點掛籃組成及受力特點

2.1 牽索掛籃技術指標

最小承載力應大于10163kN，掛籃自重及施工荷載總和不大于4360kN，系數值0.429，符合規(guī)范規(guī)定的不宜大于0.5這一要求。

2.2 前支點掛籃構造受力點布置及受力特點

掛籃共設3個支點，其中后支點為兩組可以更換的滑輪，錨固在后梁段上。前支點是斜拉索通過轉動錨座錨固在掛籃主縱梁前端弧形槽內。掛籃中支點利用掛籃兩側的C形掛鉤和?40精軋螺紋鋼支撐在當前已澆筑梁段上，掛籃的全部重力由主梁兩側的C形掛鉤懸吊，利用已安裝的斜拉索在掛籃前支點位置作為牽引索，在已澆筑的梁板底部錨固掛籃的后支點，相對于后支點掛籃，其受力簡單，具有更大的承載力。

2.3 前支點掛籃組成部分

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、橫梁等鋼結構桁架系統(tǒng)，懸掛系統(tǒng)包括C形掛鉤、后支點錨固裝置、索力轉換裝置、止推裝置、微調裝置等幾部分，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 前支點掛籃的荷載計算分析

3.1 荷載類型

梁段荷載一般按最重節(jié)段考慮、施工機具及人群荷載取2.5kN/m2、掛籃自重、風荷載由當地氣象資料提供、混凝土偏載、沖擊荷載結合實際情況考慮。

3.2 荷載組合類型

荷載組合類型分為以下五種：①梁段荷載+動力附加荷載+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+風載。

3.3 計算內容

荷載組合1～3用于掛籃承重系統(tǒng)強度和穩(wěn)定性計算；荷載組合4用于掛籃剛度計算；荷載組合5用于掛籃行走驗算。

4 前支點掛籃拼裝及調整

該橋梁工程懸臂前支點掛籃拼裝及調整在0#塊澆筑及張拉完成之后分五步進行。

第一步：拼搭1#塊支架。待0#塊澆筑張拉完成后，利用塔柱前后兩側的支棧橋插打1#塊鋼管樁支架，利用已搭設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3個節(jié)段，可以利用50t的履帶吊車吊裝到位，邊吊裝邊拼裝。

第二步：澆筑1#塊混凝土。在拼裝完成的掛籃主梁上，安裝1#塊兩側的模板以及綁扎鋼筋，預壓后對稱澆筑混凝土。

第三步：體系轉換。當1#節(jié)塊混凝土強度達到設計強度時，安裝1#節(jié)塊斜拉索并張拉至設計索力，完成體系轉換。

第四步：拼裝掛籃。在1#塊上拼裝掛籃所有構件，包括：掛籃后錨系統(tǒng)、模板系梁、鋼結構桁架支撐體系、后支點滑輪系統(tǒng)。利用前支點掛籃自帶的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50t的履帶吊車配合安裝C形掛鉤，滿足安全起吊要求。

第五步：模板安裝。主梁模板的頂?？刹捎弥衲z板，底模板、側模、端模采用鋼模，模板體系滿足主梁加厚段、標準段、漸變段的施工要求。模板體系包括模板與支撐支架，施工采用與掛籃底平臺整體起落。即掛籃底平臺提升到位后其底模、頂模、側模（附于內、外撐架）隨之到位，后利用模板撐腳、掛籃吊帶進行微調。待底模、頂模完全就位后，頂升、平移橫隔墻內側模、梁肋側模使其就位。進行鋼筋綁扎、波紋管安裝，合格后再進行橫隔墻外側模、頂模、端模的拼裝，預留鋼筋孔及預應力端口，安裝位置準確。

5 前支點掛籃施工要點

5.1 前支點掛籃行走

掛籃行走系統(tǒng)全靠千斤頂頂進，掛籃行走時需要把掛籃整體降低1.2m，使得掛籃通過C形掛鉤和后滑道受力，利用YC-75千斤頂頂推主掛鉤，移動掛籃到位，這樣掛籃橫梁才能穿越拉索橫梁。對于掛籃后錨行走支點，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，利用千斤頂把掛籃拉起就位和掛2#索，掛籃行走完畢后，掛籃提升并微調至設計位置，然后在掛籃上進行作業(yè)施工。

5.2 前支點掛籃預壓試驗

5.2.1 預壓試驗的目的

前支點掛籃設計是一項大型臨時支承結構設計，作為主梁施工的主要工作平臺，其計算極為復雜。對掛籃進行預壓試驗是對掛籃主縱梁、中前橫梁、剪力鍵、C形掛鉤、中后錨固點位置的構件、上下弦桿的剛度、穩(wěn)定性進行測試，保證掛籃安全。

5.2.2 預壓試驗結果

通過檢測獲得掛籃主梁、橫梁、C形掛鉤等關鍵部位的最大應力，找出需進行補強處理部位，確保掛籃受力安全。測出掛籃主梁、橫梁、C形掛鉤等主要部位的變形，為實際橋梁施工監(jiān)控和立模標高提供數據；通過掛籃C形掛鉤下落試驗，找到最佳落梁方法；通過預壓可得到掛籃預拱度值。

5.2.3 預壓試驗方法

該項目采用堆載沙袋預壓：根據塊段最大重量、施工荷載等，以施工過程中承受最大索力的拉索為標準，兩側掛籃同時對稱進行堆載。堆載預壓分為4級加載，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。

5.3 索力轉換系統(tǒng)構建

5.3.1 索力轉換系統(tǒng)組成

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

5.3.2 索力轉換系統(tǒng)功能

索力轉換裝置是由拉索錨頭和轉動錨座組成，斜拉索錨頭與掛籃前端的轉動錨座連接起來形成前錨固點，與后錨點一起使掛籃主梁形成簡支受力；在懸澆過程中，可多次張拉實現(xiàn)對澆筑塊段標高的調整，并在澆筑完成且塊段達到設計強度后，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。

5.3.3 索力轉換系統(tǒng)工作原理

轉動錨座位于掛籃縱梁前端弧形的錨固滑槽內，拉桿連接千斤頂、轉動錨座和拉索錨頭，掛籃通過拉索由千斤頂將轉動錨座按設計標高錨固在主梁的圓弧端。綁扎鋼筋、澆筑混凝土，當混凝土澆筑至塊段一半時，檢查后錨，參照監(jiān)控單位提供索力由千斤頂張拉調整掛籃標高，然后澆筑完梁段混凝土。待塊段混凝土澆筑完成時，檢查后錨，參照監(jiān)控單位提供索力進行斜拉索索力的調整。待塊段混凝土達到設計強度后，張拉主梁縱向預應力、橫向預應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換錨座轉換到梁端拉索錨頭，讓掛籃直接由中后支點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計索力。

5.3.4 定制轉動錨座

該橋梁工程斜拉索為扇形，每一根索與梁的水平夾角隨著與塔距離增大而減小，所以每個塊段的斜拉索與前支點掛籃的連接角度需要能夠調整。為了滿足要求，專門根據每個塊段的斜拉索夾角加工度數不同的弧形錨座與主梁連接。

5.4 錨固系統(tǒng)構建

錨固系統(tǒng)由后錨點和C形掛梁組成。掛籃的后錨點位于塊段的尾部，是用f32mm的精軋螺紋鋼由預留孔將掛籃主梁錨固在已澆筑塊段上，并通過千斤頂進行上下調節(jié)。C形掛梁采用Q345B，厚度為16mm鋼板拼焊，上端掛在已澆梁段前端1.48m處，與后支點距離8m，下端與掛籃縱梁相連，通過千斤頂調整掛籃位置。后錨點固定在梁頂面的轉鉸座上，液壓千斤頂可以調整后錨點對梁底的頂力，通過調整后錨點的頂力和牽掛拉索的受力，及時根據施工要求調節(jié)掛籃前端的標高，確保掛籃標高符合設計要求。

5.5 止推裝置設置

由于斜拉索產生的水平分力會引起掛籃發(fā)生縱向位移，因此在每個塊段上安裝止推座，同樣掛籃上相對應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位置的止推座，避免掛籃發(fā)生縱向水平移動。

5.6 標準梁段掛籃施工

標準梁段掛籃施工流程如下：掛籃前移→掛籃錨固就位→安裝塊段模板→安裝轉動錨座→斜拉索套筒定位和固定→斜拉索第一次張拉→綁扎鋼筋、預應力管道→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)生后主梁縱、橫向預應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。

5.7 主梁施工控制

5.7.1 質量控制

對于主梁施工控制主要包括線形控制和混凝土澆筑控制兩方面。對于線形控制，對主梁線形通過標高和索力進行雙控，即混凝土澆筑前掛籃高程、混凝土澆筑一半時掛籃高程、混凝土澆筑完成后的高程及體系轉換完掛籃下降后橋面高程四個階段監(jiān)控，由專門的監(jiān)控量測單位實施。

對于混凝土澆筑控制，在混凝土澆筑前，應對模板、鋼筋、預埋件、錨具、管道等進行全面檢查驗收。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，梁體產生裂紋，同時兩側掛籃要同時對稱澆筑。

5.7.2 安全控制

兩側掛籃的橋面施工荷載要對稱堆放，同時應確保每個節(jié)段混凝土重量與計算的重量差控制在2%以內，主梁施工過程中兩側掛籃混凝土澆筑總重量差不得超過20t，混凝土澆筑時上下游兩側混凝土澆筑重量差不得超過7.5t。主梁掛籃施工要預防高空墜落。支架拼裝時不得隨意擴孔處，對無法安裝的部位請設計人員解決。預應力張拉前，要搭好張拉平臺及平臺防護設施。預應力張拉時，注意張拉工人不要站在張拉頂的后面，以防張拉斷絲造成事故。在掛籃走行時，注意檢查起落時各個吊點的工作狀況，絕不允許隨意切割掛籃上的受力設施，必要時由設計人員解決。

5.8 前支點掛籃拆除

通過在梁頂面安裝卷揚機和棧橋上的汽車吊來拆除，順序為：掛籃下落→拆除外側?！鸪齼饶！⑿凶吡骸鸪啄！鸬鯍旎@橫梁→拆吊掛籃主梁。

6 結語

前支點掛籃在斜拉橋主梁懸臂澆筑應用較為廣泛，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，大大加快了施工進度。但與后支點掛籃相比較也有明顯的缺點，需要多次調整索力，主梁錨座的套管定位難度較大，工藝復雜，提升了施工難度。但該橋梁工程主梁懸臂通過采用前支點掛籃施工，施工過程中未出現(xiàn)安全事故，質量驗收合格，提高了施工速度，經濟效益和社會效益顯著。