懸臂掛籃技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用及質(zhì)量控制路徑思考
2017-08-02 來(lái)源：中國(guó)論文網(wǎng)
摘要： 本文主要結(jié)合自己多年的工作實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，懸臂掛籃技術(shù)是連續(xù)梁橋施工中常用的一種施工方法， 施工中通過(guò)使用掛籃作為移動(dòng)模架， 混凝土的灌注、鋼筋的綁扎、預(yù)應(yīng)力筋的張拉等工作全部在掛籃內(nèi)實(shí)施。對(duì)掛籃施工理論進(jìn)行了分析， 并結(jié)合實(shí)例對(duì)掛籃在橋梁工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞： 懸臂掛籃技術(shù) 橋梁施工 應(yīng)用
1、工程概況
徐州市252省道京杭運(yùn)河大橋全長(zhǎng)660m， 其橋式布置為： 4x25m 的連續(xù)箱梁+5x25m的連續(xù)箱梁+（56+50） m 連續(xù)剛構(gòu)+（50+56） m連續(xù)剛構(gòu)+5x25m+4x25m的連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。橋面寬： 15. 75 m。該橋上部為連續(xù)剛構(gòu)， 橋墩采用雙薄板墩， 邊墩采用柱式墩， 箱梁采用單箱單室， 底寬8. 0 m， 頂寬15. 75 m， 按三向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)。該橋梁的基礎(chǔ)除橋臺(tái)樁徑為1. 2 m 外其余均為直徑1.5 m 鉆孔樁。
該橋梁的箱梁采用C50混凝土施工， 設(shè)置三向預(yù)應(yīng)力， 縱向預(yù)應(yīng)力采用0VM 15 - 17的錨具， 鋼絞線為低松馳鋼絞線Rb=1860MPa， 采用YGM 型錨具， 控制張拉力568 kN。
2、施工準(zhǔn)備
掛籃由主架、懸吊系統(tǒng)、錨固系與平衡重、行走系統(tǒng)以及工作平臺(tái)、模板系統(tǒng)等組成；主骨架為主要受力結(jié)構(gòu)， 可用貝雷架、萬(wàn)能桿件或大型型鋼等拼裝組成；懸吊系統(tǒng)是將模板系統(tǒng)、張拉平臺(tái)的重量及其上的荷載傳遞到主架。通常是以鉆有銷孔的鋼帶或兩端有螺紋的圓鋼組成， 張拉平臺(tái)的懸吊系統(tǒng)可用鋼吊帶、鋼絲繩、鏈條等組成；行走系統(tǒng)可用滾動(dòng)或滑移等方式， 其動(dòng)力可用液壓油缸或倒鏈等；張拉工作臺(tái)設(shè)在掛籃的主架前端， 用于張拉縱向預(yù)應(yīng)力束、管道壓漿等工序操作時(shí)的腳手架平臺(tái)。模板系統(tǒng)由底模、側(cè)模、內(nèi)模、端模等組成， 模板長(zhǎng)度應(yīng)結(jié)合梁段長(zhǎng)度綜合考慮， 側(cè)模高度應(yīng)結(jié)合各梁段高度， 以基本塊加附加塊而成， 盡量減少模板型號(hào)、節(jié)約材料， 盡可能用整體模板， 并盡量減輕重量， 內(nèi)模可用組合鋼模板。
2.1掛籃設(shè)計(jì)及加工
掛籃是懸澆箱梁的主要設(shè)備，它是沿著軌道行走的活動(dòng)腳手架及模板支架。就國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的掛籃按結(jié)構(gòu)形式可分為桁架式、三角斜拉帶式、預(yù)應(yīng)力束斜拉式、斜拉自錨式；按行走方式可分為滑移式和滾動(dòng)式；按平衡方式可分為壓重式和自錨式。對(duì)某一具體工程，應(yīng)根據(jù)梁段分段情況，根據(jù)對(duì)掛籃的重量、要求承受荷載及施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)掛籃進(jìn)行認(rèn)真詳細(xì)的設(shè)計(jì)。除必須滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求外，還要使其行走、錨固方便可靠，重量不大于設(shè)計(jì)規(guī)定。掛籃由主桁架、錨固、平衡系統(tǒng)及吊桿、縱橫梁等部分組成，由工廠或現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)掛籃設(shè)計(jì)圖紙精心加工而成。
2.2某工程0 號(hào)、1 號(hào)塊的施工
掛籃是利用已澆筑的箱梁段作為支撐點(diǎn)，通過(guò)桁架等主梁系統(tǒng)、底模系統(tǒng)，人為創(chuàng)造一個(gè)工作平臺(tái)。對(duì)于 0 號(hào)、1 號(hào)塊掛籃沒有支撐點(diǎn)或支撐長(zhǎng)度不夠，需采用其他方式澆筑。一般采用扇形托架澆筑。扇形托架可用萬(wàn)能桿件、貝雷片或其他裝配式桿件組成，托架可支撐在橋墩基礎(chǔ)承臺(tái)上或墩身上。托架除須滿足承重強(qiáng)度要求外，還須具有一定的剛度，各連續(xù)點(diǎn)應(yīng)連接緊密，螺栓旋緊，以減少變形，防止梁段下沉和裂縫。
3、掛籃的主要施工技術(shù)
3.1掛籃制作、吊裝
兩對(duì)貝雷析架拼裝掛籃采用在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加工， 掛籃的主承重析架、模板是懸澆施工中最關(guān)鍵最重要的受力結(jié)構(gòu)， 制作加工時(shí)均按圖紙及鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范加工制作， 對(duì)錨固精軋螺紋鋼吊桿進(jìn)行試驗(yàn)， 來(lái)保證掛籃施工中絕對(duì)安全可靠。當(dāng)墩頂葉梁段施工完畢， 需在墩頂拼裝掛籃。在拼裝前做好充分準(zhǔn)備， 或利用有利地形先在岸上進(jìn)行試拼裝， 其拼裝程序應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的程序?qū)ΨQ地進(jìn)行。掛籃安裝的基本程序簡(jiǎn)略為： 主架→錨固系→懸吊系→底模架→側(cè)模→內(nèi)模（綁扎完鋼筋后進(jìn)行）→端模→張拉平臺(tái)。
掛籃安裝后， 應(yīng)進(jìn)行全面的安全、技術(shù)檢查； 并按設(shè)計(jì)荷重進(jìn)行壓重試驗(yàn)， 加荷和卸荷要分級(jí)進(jìn)行， 測(cè)得彈性變形和殘余變形， 以此控制各段梁段拋高量（預(yù)拱度）。在掛籃的操作平臺(tái)下應(yīng)設(shè)置安全措施和防止物體墜落的隔離措施， 確保安全。要求掛籃四周設(shè)置護(hù)欄， 全封閉， 上下層應(yīng)盡量有專用扶梯， 以便操作人員上、下方便安全。
3.2混凝土的澆筑
混凝土的懸臂澆筑一般采用泵送方式， 塌落度一般控制在14～18 cm， 并應(yīng)隨溫度變化及運(yùn)輸和澆注速度作適當(dāng)調(diào)整。箱梁各階段混凝土在灌注前， 必須嚴(yán)格檢查掛籃中線，掛籃底模標(biāo)高； 縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力束管道； 鋼筋、錨頭、人行道及其它預(yù)埋件的位置， 認(rèn)真核對(duì)無(wú)誤后方可灌注混凝土。
混凝土的灌注宜先從掛籃前端開始， 以使掛籃的微小變形大部分實(shí)現(xiàn)， 從而避免新、舊混凝土間產(chǎn)生裂縫； 各階段預(yù)應(yīng)力束管道在灌混凝土前， 宜在波紋管內(nèi)插入硬塑管作襯填， 以防管道被壓扁， 管道的定位鋼筋應(yīng)用短鋼筋做成井字形， 并與箱梁鋼筋網(wǎng)固定， 定位鋼筋網(wǎng)架間距應(yīng)保持在0. 2～0. 8 m左右， 以防混凝土振搗過(guò)程中波紋管道上浮， 引起預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)產(chǎn)生沿管道法相的分力， 輕則產(chǎn)生梁體的內(nèi)力分布不合理， 重則產(chǎn)生混凝土崩裂， 釀成嚴(yán)重事故； 箱梁混凝土灌注完畢后， 立即用通孔器檢查管道， 處理因萬(wàn)一漏漿等情況出現(xiàn)的堵管現(xiàn)象。
3.3連續(xù)梁的合攏
根據(jù)結(jié)構(gòu)情況及梁溫的可能變化情況， 選定適宜的合攏方式。合攏口的鎖定應(yīng)迅速、對(duì)稱地進(jìn)行， 先將外剛性支撐一段與梁端預(yù)埋件焊接（或栓接）， 而后迅速將外剛性支撐另一端與梁連接， 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束也應(yīng)隨之快速?gòu)埨：蠑n口混凝土宜比梁體提高一級(jí)， 并要求早強(qiáng)， 最好采用微膨脹混凝土， 并須作特殊配比設(shè)計(jì)， 澆注時(shí)應(yīng)認(rèn)真振搗和養(yǎng)護(hù)。為保證澆筑混凝土過(guò)程中， 合攏口始終處于穩(wěn)定狀態(tài)， 必要時(shí)澆注之前可在各懸臂端加與混凝土重量相等的配重， 加、卸載均因?qū)ΨQ梁軸線進(jìn)行。
3.4合攏段及體系轉(zhuǎn)換
合攏是連續(xù)梁施工和體系轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)， 合攏施工必須滿足受力狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求和保持梁體線形， 控制合攏段的施工誤差。利用連續(xù)梁成橋設(shè)計(jì)的負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋為支承，是連續(xù)梁分段懸澆施工的受力特點(diǎn)。懸澆中各獨(dú)立T構(gòu)的梁體處于負(fù)彎矩受力狀態(tài)， 隨著各T構(gòu)的依次合攏， 梁體也依次轉(zhuǎn)化為成橋狀態(tài)的正負(fù)彎矩交替分布形式， 這一轉(zhuǎn)化就是連續(xù)梁的體系轉(zhuǎn)換。通常多跨連續(xù)梁合攏段施工的順序
為先各邊跨， 再各次邊跨， 最后為中跨。次邊跨和中跨合攏段施工的原則和要求類似邊跨合攏施工， 中跨合攏段因溫差引起的變形變位大， 由此產(chǎn)生的應(yīng)力也大， 對(duì)合攏臨時(shí)連續(xù)約束的設(shè)施亦有更高要求。
4、結(jié)束語(yǔ)
隨著懸臂掛籃施工技術(shù)在橋梁施工的進(jìn)步和完善， 施工機(jī)械化程度的提高， 加上電子計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計(jì)算及施工控制， 使懸臂掛籃施工法成為現(xiàn)代大跨徑橋梁建造的主要施工方法， 這也推動(dòng)了橋梁進(jìn)一步向高強(qiáng)、輕型、大跨方向發(fā)展。
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