掛籃的主要作用是承重,是懸澆箱梁的主要承重設備,懸臂的前端承受著新澆築梁段混凝土的重量,後端錨固在已澆築的梁體上。在施工過程中,為了保證掛籃的施工質量,也就是掛籃的穩定性,需要對掛籃的施工過程進行全面的監管,必須嚴格按照施工要求進行。隨著我國橋梁施工要求的日益嚴格,對於箱梁掛籃施工的技術要求也更加嚴格。因此,在實際的工程應用過程中,需要對施工過程進行動態控制,保證施工質量[1]。
1箱梁掛籃結構概述
木蓬特大橋采用的箱梁結構較為復雜,其拱圈的寬度比較大,具有壹定的傾斜度,每個節段的角度也是可以變換的。整個橋梁使用的下承上行式的斜爬掛籃,其主要特點是承重桁架系統和底籃支承系統相結合,將主桁三角形桁架倒放置在箱梁的底端,在主桁的上弦放置型鋼,將其作為分配梁,並且在分配梁上放置底模;在澆築懸臂的過程中,要將主桁和模板系統用拉桿提升至箱梁的底部,使得二者緊密貼合,在後支點上加設千斤頂,並且將底模前端的標高調整到預設位置,再設置抗剪臂,抗剪臂設置在中橫梁的後部,這樣就可以與在澆築箱梁過程中產生的下滑力相抗衡,這時掛鉤脫空,可不參與受力。
在移動的時候,需要松開拉桿、抗剪臂和後支點的千斤頂,再將整個掛籃借助掛鉤懸掛在箱梁的頂部,後支點受力就會轉變成反力輪,再使用頂推掛鉤推動掛籃在滑船軌道內移動。該工程的掛籃結構主要包括主桁系統、止推系統、支反力系統、走行系統、模板系統、工作平臺、安全防護等。主桁采用的是三角形的結構形式,全長為16.0m,桁高為4.30m,總高是8.30m,兩個三角形主桁片間隔的距離為5.0m,壹套掛籃的總重量為41.7t,掛籃的設計承載力為200t,安全系數為1.4。
2實例分析拱橋箱梁掛籃施工工藝
2.1工程概述
木蓬特大橋位於貴州省石阡縣坪山鄉境內,隸屬思劍高速公路第九合同段,為全線關鍵控制性橋梁。橋梁起點樁號K68+289.7,終點樁號K68+654.3,全長364.6m。橋梁跨徑組合為2~30mT梁+165m箱型拱+4~30mT梁。
2.2拱橋箱梁掛籃施工工藝
2.2.1鋼筋混凝土主拱圈⑴采用懸鏈線鋼筋混凝土箱型斷面,凈跨165m,凈矢高30m,凈矢跨比1/5.5,拱軸系數m=1.988。⑵主拱圈為分離式布置,單幅橋為單箱雙室箱型截面,寬7.5m,高2.8m,縱向分27段,其中兩岸拱腳1號段為支架現澆,拱頂合攏段為吊架施工,其余24個節段為掛籃懸澆節段。⑶1#現澆段截面尺寸從拱腳向端頭由加厚斷面向標準斷面過渡,頂底板厚度由60cm漸變至30cm,邊腹板厚度由50cm漸變至35cm,中腹板厚度由50cm漸變至25cm;中間的2~12號節段為標準斷面;拱頂13號節段頂底板厚度為30cm,邊,中腹板厚度由35cm、25cm向跨中漸變至40cm;拱頂合攏段頂底板厚度為30cm,邊、中腹板厚度為40cm。
⑷主拱圈施工扣索設置在每個節段的端頭位置和隔板交叉的楔形齒板上,錨具采用固定端P錨。2.2.2施工創新點和難點⑴懸臂澆築工藝。即以過渡墩為支點,沿拱橋弧線逐段掛籃澆築施工,利用塔架對稱張拉,輔以臨時/永久性後錨,直至合攏。該工藝為省內首例,施工完成後,作為溝壑縱橫的喀斯特地形大省,傳統拱橋施工工藝的跨徑瓶頸將不復存在,懸臂澆築工藝作為山間溝谷跨越新形式,對拱橋工藝發展、推廣鋼筋混凝土拱橋大跨徑飛躍起到指導作用。⑵分級扇形扣掛系統。最大的優點是應力分級擴散,避免應力集中。木蓬特大橋扣掛系統分兩大級,第壹級1#~5#段扣在交界墩頂,第二級6#~13#段分層扣在臨時塔架上。⑶扣錨索壹次張拉工藝。木蓬特大橋扣錨索采用壹次張拉工藝,為國內首創,要求計算模擬精確、張拉控制精確。該工藝的最大優點是簡化張拉工序,節約施工成本。
3掛籃施工註意事項
3.1掛籃加載
在掛籃部分正式施工之前,需要進行掛籃的預拼,檢測出掛籃加工件的結構尺寸是否滿足設計要求。在預拼工作完成之後,需要對掛籃主要的承重系統進行質量檢測,是通過靜力加載試驗檢測承重系統的作業情況。在試驗時,分別按照該工程掛籃主承重設計荷載的0.6、1.0、1.2倍進行,主要觀測的是各個部桿件的應力變化。應力變化是通過靜態電阻應變儀進行觀測的,其精度較高,可以將檢測結果和理論值進行比較,為施工設置立模預擡高值提供依據[2]。
3.2掛籃拆除
拱圈合攏段施工完成後,利用錨定系統及主塔系統,安裝纜索吊裝系統,利用8臺8t卷揚機作纜鎖吊牽引,4臺8t卷揚機作起重,主索兩端固定在後錨錠混凝土承臺上,通過兩塔形成索道。掛籃利用纜索吊裝系統,將操作平臺及外側防護等部分進行拆除,減輕掛籃重量,然後整體放入山谷底,再利用吊車進入谷底逐漸解散、拆除及轉運,減少掛籃空中解體帶來人員安全隱患,也更好保證掛籃桿件空中拆除工程中損傷[3][4]。
4結語
綜上所述,拱橋箱梁掛籃施工工藝比較復雜,需要對其施工環節進行嚴格控制。在拱橋中,掛籃是懸澆箱梁的重要承重設備,也是吊掛施工平臺的施工設備。在施工過程中,需要註意掛籃的受力變化,其受力情況需要符合設計要求。
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