摘要 傳統(tǒng)的懸索橋構(gòu)建方式工程周期長(zhǎng)、施工難度大、施工成本高，因此，研究新型懸索橋面板預(yù)制吊運(yùn)技術(shù)有著巨大的實(shí)用價(jià)值和研究意義。文章從技術(shù)創(chuàng)新的角度闡述了加高型便拆除式預(yù)制梁板側(cè)模板、懸索橋面板預(yù)制外止?jié){技術(shù)、貝雷桁架式場(chǎng)內(nèi)吊運(yùn)系統(tǒng)、分離式纜索吊機(jī)承重索的布置方式及施工安全控制方法，還通過(guò)Midas Civil 對(duì)貝雷桁架、纜索吊機(jī)承重索等建立了仿真模型并作受力分析，介紹了懸索橋面板預(yù)制吊運(yùn)創(chuàng)新施工技術(shù)的工程質(zhì)量控制內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 懸索橋面板預(yù)制；增高澆筑側(cè)模；外止?jié){技術(shù)；貝雷桁架穩(wěn)定吊裝；分離式纜索吊機(jī)承重索布置

中圖分類號(hào) TU375.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）15-0099-03

0 前言

隨著對(duì)懸索橋面板預(yù)制吊運(yùn)施工的不斷探討和實(shí)踐總結(jié)，貴州省公路工程集團(tuán)有限公司進(jìn)行了系列技術(shù)創(chuàng)新：改進(jìn)了預(yù)制模板、研發(fā)應(yīng)用混凝土澆筑外止?jié){工藝、開(kāi)發(fā)場(chǎng)內(nèi)貝雷組合桁架吊運(yùn)系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)分離式纜索吊機(jī)承重索布置方式及施工安全控制方法，有效解決了橋面板預(yù)制外觀質(zhì)量、提高吊運(yùn)施工效率、節(jié)約施工成本、節(jié)材的同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù)[1]。

1 工程概況

該創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于黔西南州金州大橋，該橋跨國(guó)家4A 級(jí)旅游景區(qū)馬嶺河峽谷，是連接興義市義龍新區(qū)的城市交通要道。主橋采用單跨450 m 的鋼桁架加勁梁地錨式懸索橋，橋?qū)?6.35 m，大橋橋跨布置為興義側(cè)[2×（3×40）+4×（4×40）] m 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁+ 主橋（450 m）單跨簡(jiǎn)支地錨式懸索橋+ 義龍?jiān)囼?yàn)區(qū)側(cè)[（2×35）+（2×40）+（3×40）] m 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁，主線橋梁全長(zhǎng)1 600 m。

2 懸索橋面板預(yù)制吊運(yùn)創(chuàng)新施工技術(shù)

2.1 改進(jìn)預(yù)制模板

研發(fā)加高型便拆除式預(yù)制梁板新型側(cè)模，具體做法如下：設(shè)置可調(diào)節(jié)上下移動(dòng)的模板，通過(guò)角鋼進(jìn)行加固，預(yù)制混凝土面板厚度為21 cm，新型側(cè)模具為30 cm，加高的9 cm 寬余量，為拆模提供位移空間，預(yù)制過(guò)程中可確保模板變形小、安裝拆卸方便；該技術(shù)橋面板厚度為16～21 cm，屬于輕、薄型模板設(shè)計(jì)，在拆卸的過(guò)程能夠有限不損傷邊角?，F(xiàn)場(chǎng)模板如圖1 所示。

2.2 外止?jié){技術(shù)

根據(jù)鋼筋間距，在模板外側(cè)設(shè)置止?jié){條，用于橋面板預(yù)制混凝土澆筑時(shí)外止?jié){，材質(zhì)為帆布橡膠，形狀是長(zhǎng)方形，寬15 cm，長(zhǎng)度根據(jù)預(yù)制梁板確定。制作方法是在距止?jié){條邊緣5 cm 處畫粗紅線，在紅線上以10 cm 間距均布打孔（直徑約2 cm，比鋼筋直徑略大），并沿孔邊緣直線通長(zhǎng)切割，安裝時(shí)，用長(zhǎng)棒對(duì)應(yīng)敲打，恰逢孔卡入懸索橋預(yù)制板側(cè)面即可完成外止?jié){，該止?jié){條耐久性可循環(huán)使用80 次；該技術(shù)有效地解決了橋面板預(yù)制外觀質(zhì)量，提高施工效率，節(jié)約施工成本和材料的同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù)。止?jié){條加工如圖2 所示。止?jié){條應(yīng)用效果如圖3 所示。

按照鋼筋外露間距10 cm 加工耐磨橡膠輸送帶止?jié){條，嚴(yán)格控制止?jié){條加工精度，根據(jù)2 顆鋼筋的外露尺寸進(jìn)行打孔（一般2 m/ 段），便于止?jié){條的安裝就位和拆除。受雙筋影響，采用內(nèi)止?jié){+ 外部塑料管灌水輔助效果不佳；采用泡沫膠+T 梁常規(guī)用止?jié){條，工人在狹窄的空間內(nèi)操作不方便，施工效率極低。項(xiàng)目在總結(jié)多種工藝基礎(chǔ)上使用該工法進(jìn)行嘗試使用外用止?jié){條，以兩種不同材質(zhì)的止?jié){條進(jìn)行對(duì)比使用，最終選擇具有操作方便、節(jié)約成本、保護(hù)周邊環(huán)境等優(yōu)勢(shì)的外用止?jié){條。

2.3 貝雷桁架吊運(yùn)系統(tǒng)

2.3.1 貝雷桁架吊運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在懸索橋預(yù)制混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85% 時(shí)，應(yīng)用“ 龍門吊+ 貝雷桁架吊具+ 鋼棒+ 鐵鏈吊繩” 的組合，對(duì)橋面預(yù)制板的4 點(diǎn)進(jìn)行垂直起吊，制著貝雷桁架吊具是應(yīng)用2 組貝雷片（桁架）通過(guò)加強(qiáng)懸桿進(jìn)行螺接固定，及使用角鋼花窗進(jìn)行側(cè)面加強(qiáng)連接，貝雷桁架共計(jì)6 m 長(zhǎng)，1.7 m 高，并使用1.2 m 雙拼工字鋼（工20，q235 材質(zhì)）橫擔(dān)在貝雷桁架兩側(cè)后端，在雙拼工字鋼1 m 處設(shè)置吊點(diǎn)，與上方鋼棒（φ60 mm，q235 材質(zhì)，長(zhǎng)1 m）齊平，鐵鏈穿過(guò)雙拼工字鋼，在頂面通過(guò)卸扣在其上進(jìn)行固定。該貝雷桁架吊運(yùn)系統(tǒng)構(gòu)造和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用如圖4 所示，實(shí)現(xiàn)龍門吊吊裝梁板合理受力，確保吊裝安全、平穩(wěn)，并提高施工工效，施工便捷，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

2.3.2 貝雷桁架體系（扁擔(dān)梁）計(jì)算書

（1）荷載分析。面板最大混凝土方量約2.4 m3，鋼筋2.2 t，則總吊裝最大荷載G=1.4（2.42.4+2.2）=11.2 t，則四個(gè)吊點(diǎn)中每個(gè)吊點(diǎn)荷載約為3 t，考慮不均勻分布。

（2）建立Midas 模型。通過(guò)Mids 有限元分析軟件建模對(duì)貝雷梁部分進(jìn)行模型分析[2]，經(jīng)驗(yàn)算，貝雷梁最大應(yīng)力比0.1/1，滿足規(guī)范要求；貝雷梁在鋼棒處最大荷載反力為3.1 t，每片加強(qiáng)貝雷梁自重0.3 t，則鋼棒所示最不利時(shí)3.4 t，通過(guò)建立模型分析可知，貝雷梁最大應(yīng)力比0.75/1，滿足規(guī)范要求。通過(guò)建立模型分析可知，工字鋼最大應(yīng)力比0.1/1，滿足規(guī)范要求。

2.4 分離式纜索吊機(jī)承重索布置方式及施工安全控制方法

分離式纜索吊機(jī)承重索布置方式如圖5～9 所示。將纜索吊機(jī)承重索錨固于懸索橋相鄰索塔的上橫梁，或一端錨固于懸索橋錨碇，另一端錨固于臨近索塔上橫梁，形成單跨承重索布置，并根據(jù)懸索橋設(shè)計(jì)施工圖，建立包含分離式纜索吊機(jī)承重索的懸索橋主纜安裝完成狀態(tài)的仿真分析模型，利用Midas Civil 軟件的非線性施工過(guò)程分析模塊，通過(guò)對(duì)分離式纜索吊機(jī)安裝工況和工作工況的受力分析模擬，確定具體的施工安全控制方法。

采用頂推主索鞍的方式消除纜索吊機(jī)安裝施工導(dǎo)致的索塔塔柱承受的不平衡水平力，主纜索力增量和主索鞍頂推調(diào)整量均小于二期恒載產(chǎn)生的相應(yīng)作用效應(yīng)的70%。采用預(yù)設(shè)反向索鞍偏位的方式控制纜索吊機(jī)在進(jìn)行主梁節(jié)段吊運(yùn)安裝工作時(shí)，索塔塔柱承受的不平衡水平力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)，采用設(shè)置臨時(shí)橫向預(yù)應(yīng)力筋及加厚橫梁壁板的方式控制纜索吊機(jī)在安裝及工作狀態(tài)下，索塔橫梁承受的巨大局部載荷產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)。

纜索吊機(jī)承重索架設(shè)的具體過(guò)程如下：將承重索索盤通過(guò)塔吊提升至上橫梁，利用塔吊將索盤安裝在放索架上，將承重索端頭通過(guò)導(dǎo)向滑輪與拽拉器連接，啟動(dòng)上游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)將承重索從貓道上向右岸索塔牽引，待承重索牽引至下游索塔塔柱后，將承重索的兩端頭臨時(shí)錨固，在索塔兩側(cè)處用滑車組分別與上游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)和下游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)連接。上游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)及索塔處塔吊同時(shí)收繩將承重索提升脫離貓道，再利用下游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)配合將纜索吊機(jī)承重索橫移至承重索橫梁錨固裝置上方。上游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)、塔吊配合將承重索逐根放入承重索橫梁錨固裝置的錨固槽內(nèi)，最后將承重索錨固于相鄰索塔上橫梁處。承重索牽引過(guò)程中派專人跟蹤，隨時(shí)調(diào)整牽引索垂度，避免拽拉器與托滾及貓道面網(wǎng)碰觸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該創(chuàng)新技術(shù)具有如下有益效果：相較于傳統(tǒng)纜索吊機(jī)結(jié)構(gòu)布置，分離式纜索吊機(jī)省去了非工作跨承重索，可大大降低承重索材料損耗，減小纜索吊機(jī)的安裝作業(yè)量，有效節(jié)約施工成本；分離式纜索吊機(jī)承重索對(duì)比于傳統(tǒng)纜索吊機(jī)的工作狀況下豎向變形量更小，優(yōu)化了設(shè)計(jì)矢跨比，減小承重索最大索力，提高施工安全可靠性，對(duì)于纜索吊機(jī)工作時(shí)對(duì)索塔產(chǎn)生的不平衡水平力，通過(guò)一系列施工方法加以控制，保證了整體的施工安全。

3 工程質(zhì)量控制

止?jié){條質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)混凝土中鋼筋之間的微小尺寸差異，需要精確加工止?jié){條。在止?jié){條的安裝過(guò)程中，其嚴(yán)密貼合需要依靠鋼筋或錘子對(duì)其輕微敲擊，以確保進(jìn)行嚴(yán)密的固定。同時(shí)，鋼筋和止?jié){條之間的摩（圖5～9 標(biāo)注說(shuō)明：1- 承重索；2- 邊跨主纜；3- 跑車；4- 上游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)；5- 塔吊，6- 主索鞍；7- 上橫梁；8-承重索橫梁錨固裝置；9- 索塔塔柱；10- 橫向預(yù)應(yīng)力筋；11- 橫梁壁板；12- 導(dǎo)向滑輪；13- 滑車組；14- 拽拉器；15- 下游塔柱卷?yè)P(yáng)機(jī)；16- 上游塔柱；17- 下游塔柱；18-左岸索塔；19- 右岸索塔）

擦力也起到了關(guān)鍵作用。在每次安裝止?jié){條的過(guò)程中，需要進(jìn)行充分的清洗，以防止混凝土殘?jiān)街谥節(jié){條上，從而導(dǎo)致止?jié){效果的不良。

模板的質(zhì)量控制可以通過(guò)上下調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在安裝模板的過(guò)程中，需要使用鋼尺對(duì)其高度進(jìn)行檢查。在拆卸過(guò)程中，需要先松開(kāi)槽鋼螺栓，然后放下模板，最后進(jìn)行拆卸。這種方法可以確保模板的高度準(zhǔn)確無(wú)誤。貝雷桁架體制作及使用的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：在吊裝之前，需要檢查貝雷桁架是否出現(xiàn)變形，鏈條是否有磨損或脫焊現(xiàn)象。如果存在變形或脫焊現(xiàn)象，必須暫停吊裝并更換相關(guān)組裝件。

檢查的主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：①底模在安裝和打磨完成后，要對(duì)其拼接平整度進(jìn)行檢查。②在模板安裝完成后，要對(duì)其長(zhǎng)、寬、高尺寸進(jìn)行檢查，同時(shí)需要確保鋼筋的安裝間距的允許偏差為±5 mm。③相鄰板間，需要檢查鋼筋預(yù)留孔洞的間距。④鋼筋保護(hù)層的厚度控制偏差在±5 mm 以內(nèi)。⑤橋面板鋼筋的長(zhǎng)度控制偏差為±10 m。⑥在檢查橋面板鋼筋寬高尺寸時(shí)，允許偏差為±5 mm。⑦板長(zhǎng)度的控制偏差為正5 m 和負(fù)10 m。⑧對(duì)于板高度，允許的控制偏差為±5 mm。⑨在噴淋養(yǎng)護(hù)完成7 d 后，才能進(jìn)行存放或吊移。⑩在存放橋面板時(shí)，需要確保存放時(shí)間不低于6 個(gè)月。

4 結(jié)語(yǔ)

該創(chuàng)新技術(shù)在依托黔西南州金州大橋704 片橋面板預(yù)制吊裝施工效果非常好，初步估算外止?jié){工藝應(yīng)用可節(jié)約約為283 350 元、使用貝雷桁架扁擔(dān)梁完成704 片橋面板生產(chǎn)可節(jié)約53 892 元。

該創(chuàng)新技術(shù)同時(shí)推廣應(yīng)用于納雍至晴隆高速公路第T15 合同段（K107+072～YK111+221.95/ZK111+272.028）牂牁江特大橋主橋上構(gòu)吊裝施工，經(jīng)濟(jì)效益巨大，實(shí)踐證明該技術(shù)在實(shí)現(xiàn)工程快速建設(shè)、提高資金利用效率、保證施工質(zhì)量等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，但在施工安全保障、生產(chǎn)過(guò)程控制等方面仍需加強(qiáng)。從總體上看，懸索橋面板預(yù)制吊運(yùn)創(chuàng)新施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，能夠?yàn)閼宜鳂蝾I(lǐng)域的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供重要的技術(shù)支持，為工程實(shí)踐和工程學(xué)術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了有益的參考借鑒。

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