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摘要:
掛籃施工是現代橋梁施工的常見施工方法，但對于特殊的橋梁結構，傳統的掛籃結構將難以滿足施工要求，本文主要結合高紅路匝道橋無空間設置常規內、外導梁的特殊情況而設計的下導梁掛籃。該掛籃主要由主梁系統、吊掛系統、底平臺系統、模板系統、走行系統、后錨固系統六部分組成。本文主要從掛籃的設計構思、施工流程及施工方法方面進行了重點介紹。
關鍵詞:
斜拉橋預應力砼箱梁掛籃設計導梁施工流程
1概況
高紅路互通立交匝道橋跨105國道和紅旗大道，上臨220KV高壓線，主梁采用4×25+85+85+4×25．59m預應力混凝土部分斜拉橋結構，采用塔、梁、墩固結體系，橋塔每側布置7對斜拉索，斜拉索采用鍍鋅高強平行鋼絲束，索面平行布置，斜拉橋兩側分別接引橋。85m主跨為變高度單箱單室預應力混凝現澆箱梁，腹板為斜腹板，根部梁高為4．5m，跨中梁高為1．8m，橋寬10．9m，梁端索距為8m，有索節段與無索節段交錯布置，有索節段設置橫梁，橫梁厚度為30cm;主塔兩側1#～18#塊段采用掛籃對稱施工，節段長度均為4m，有隔墻節段混凝土最大重量為112t，無隔墻節段混凝土最大重量為117t，箱梁斷面布置圖。
2掛籃設計的總體思路
2．1主桁系統構思
高紅路互通立交匝道橋下臨國道，上臨220KV高壓線，為保證掛籃距高壓線的安全工作距離，掛籃結構在梁面上的高度不能超過3．2m，通過對常規的菱形、三角以及貝雷梁主桁掛籃的比選，貝雷梁主桁高度為1．7m(含上、下加強弦桿)，在三種掛籃主桁中高度最低，但考慮掛籃支腿高度0．55m(含軌枕及軌道)，主桁頂面的上橫梁高0．5m，吊掛系統高0．75m，主桁頂面高度合計1．25m，采用貝雷梁結構時梁面以上掛籃結構總高度為3．5m，超出結構限高要求。結合貝雷梁結構特點，根據貝雷梁結構，采用新制桁架結構作為掛籃主梁，桁架高度控制在1．3m，此時，梁體上部掛籃結構總高為3．1m，滿足限高要求。
2．2走行系統構思
掛籃內模走行系統通常采用內導梁進行走行，底模及外模通過外導梁進行走行，在本項目中，由于橋型為斜拉橋，在箱梁內設置了隔墻，從而導致了掛籃內導梁無空間設置;由于箱梁梁體高度最低僅為1．8m，翼緣板厚度為0．7m，梁體翼緣寬度1．2m，在此范圍內還設置了斜拉索錨固塊，受空間的限制，外導梁無法設置，本項目解決掛籃的模板系統走行成了掛籃設計的關鍵。由于內模尺寸小，模板工程量不大，在無法設置導梁的情況下，可以考慮采用鋼管腳手架加木模的結構形式，箱梁施工完成后進行拆除內模系統，散件倒運至下一施工節段。對于外模及底模系統，為滿足梁體澆注過程中的受力及澆注完成后的外觀質量，外模及底模均采用鋼模系統，鋼模系統重量大，在高空中必須設置走行系統，外導梁在外翼緣處無空間設置的情況下，突破常規構思，將外導梁設置于底模平臺下方作為下導梁，在走行狀態下將底模平臺放置于下導梁上，可將外模系統下放后支撐在底模平臺系統上，從而解決了掛籃模板的走行問題。
3掛籃的結構形式
掛籃縱橋向布置圖本掛籃由主梁系統、吊掛系統、底平臺系統、模板系統、走行系統、后錨固系統六部分組成。
3．1主梁系統
掛籃主梁系統由特制桁架拼裝而成，桁架結構參照貝雷梁結構進行設計，桁高1．3m，上下弦桿采用2［20，斜桿及豎桿采用I14，掛籃橫橋向共布置2組主梁，長度為15m，每組主梁由3片桁架拼接而成，間距為0．45+0．45m，桁架間采用連接系連接成整體，兩組主梁間距布置為7．2m，通過2組連接系連接成整體。
3．2吊掛系統
吊掛系統主要包括底模平臺前、后吊掛、臨時吊掛系統，吊桿系統均采用直徑32精扎螺紋鋼筋。底模平臺前后吊掛系統主要承受模板系統自重及相應節段施工荷載，臨時吊掛系統主要作為掛籃主梁走行時下導梁的臨時吊掛。
3．3底平臺系統
底平臺系統包括底縱梁、前后下橫梁以及底模，其中底縱梁采用13根I32型鋼，長度為5．3m，計算跨度4．9m，兩端通過銷軸與前、后下橫梁上的底座連接，前、后下橫梁采用2［36型鋼組合焊接而成，底模采用鋼模，面板6mm，小肋［8，間距300mm布置，底平臺系統為節段施工時的主要承重結構。
3．4模板系統
由于梁體為斜腹板結構，在施工過程中底板寬度逐步增加，模板系統設計時采用底包側的結構形式，在施工過程中逐步切割外模，以適應梁體變化。模板系統包括箱室內模及箱室外模，箱梁內模采用木模與鋼管支架組合結構，而箱室外模采用型鋼骨架整體式鋼模，支撐采用鋼管支架作為支撐，梁體節段施工完成后，降低底模平臺，按下一個待施工節段尺寸切割外模，同時匹配調整外模鋼管支架高度，滿足下一個待施工節段對模板的需要。
3．5走行系統
走行系統包括下導梁、后走行框及后走行吊掛、掛籃主梁走行滑道。掛籃下導梁位于底模平臺前、后下橫梁下方，前端吊掛于前上橫梁，后端置于后走行框，后走行框通過直徑32精扎螺紋吊掛進行預拉錨固于箱梁底板上，掛籃主梁滑道為P43鋼軌、［10的型鋼軌枕及墊壓板組成。
3．6后錨固系統
后錨固系統為滿足掛籃施工時的穩定而設置，位于主梁尾部，包括直徑32精扎螺紋鋼筋及分配梁，以使掛籃在砼澆注時具有足夠2倍的抗傾覆穩定系數。
4掛籃施工流程
4．1節段施工工序
4．2掛籃走行工序
掛籃走行分三步:第一步:已澆注砼強度達到設計要求，預應力張拉完畢并拆除內外模拉桿后，稍微放松前、后吊掛，使外模及底模脫離已澆注砼。拆除內側兩根前、后吊掛，依靠外側兩根前吊掛緩慢下放底模平臺至水平，同時同步預收緊走行縱梁前吊掛，使底縱梁始終保持水平狀態，底模平臺放平后預拉緊走行縱梁前吊掛將其錨固于前下橫梁。安裝臨時吊掛，將底平臺前吊掛轉換至臨時吊掛，拆除剩余前吊掛，將前上橫梁后移5m并與主梁臨時固定;鋪設滑道，解除后錨固，準備掛籃主梁走行;第二步:前移掛籃主梁4m，安裝后錨固。前上橫梁前移1m，安裝外側兩根前吊掛，拆除臨時吊掛，利用外側兩根前、后吊掛同步下放底模平臺，將走行縱梁下放至后走行框上;在掛籃主梁前端及箱梁底板上設置牽引設備，準備底模平臺及外模走行;第三步:前移前上橫梁及走行縱梁4m，將底模平臺及外模前移至下一節段待施工位置。安裝外側兩根后吊掛，利用外側兩根前、后吊掛同步提升底模平臺至后端接觸已澆注梁體底板，解除走行框吊掛，前移走行框4m并錨固于底板。切割外模至需要尺寸，利用外側兩根前吊掛調整底模標高，并同步放松走行縱梁前吊掛，使走行縱梁始終保持水平;利用外模腳手架調整外模標高，綁扎鋼筋底板及腹板鋼筋，設置腹板預應力，安裝內模，調整內模標高，綁扎頂板鋼筋，設置頂板預應力筋，對稱澆注待澆注梁體混凝。
5結束語
隨著高紅路匝道橋的順利合攏，橋梁的縱橋向線型控制及混凝土施工質量均到達預定目標，這標志著高紅路匝道橋的掛籃施工非常成功，為以后相似橋梁采用掛籃施工提供了非常保貴的經驗。
作者：時玉娟 單位：中鐵大橋局集團第二工程有限公司
