菱形掛籃由菱形主桁架、懸吊提升系統(tǒng)、底托系統(tǒng)、行走和錨固系統(tǒng)及模板系統(tǒng)五部分組成。通過(guò)采用菱形掛籃對(duì)稱懸臂澆筑施工的實(shí)例,詳細(xì)介紹了菱形掛籃的各組成系統(tǒng)及行走施工程序,并總結(jié)了其施工特點(diǎn)。

采用菱形掛籃施工,具有外形美觀,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,桿件受力明確,計(jì)算簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),而且作業(yè)面較為開闊,便于材料與機(jī)具從兩片桁架中間通過(guò),運(yùn)至要施工的部位,能加快梁段施工速度。

1工程概況

中州大道高架橋設(shè)置57+96+57變截面連續(xù)箱梁跨過(guò)三環(huán)主線橋,采用菱形掛籃懸臂澆筑施工。

2施工方法

2.1施工流程[1]

搭設(shè)支架（預(yù)壓）→澆筑0#塊→安裝掛籃(預(yù)壓)→澆筑1#塊→張拉三向預(yù)應(yīng)力束(壓漿)→移動(dòng)并調(diào)試掛籃……按此程序施工2#~11#梁段→搭設(shè)邊跨支架→澆筑邊跨現(xiàn)澆段→安裝邊跨合龍骨架→澆筑邊跨合龍段→張拉邊跨合龍束及橫向預(yù)應(yīng)力鋼束→中跨合龍段配重→安裝中跨合龍吊架→澆筑中跨合龍段混凝土并同時(shí)等量卸除配重→拆除邊跨現(xiàn)澆段支架→張拉中跨合龍束及橫向預(yù)應(yīng)力鋼束→拆除掛籃和支架。

2.20#塊施工[2]

0#塊是連續(xù)T構(gòu)的中心,是懸澆的關(guān)鍵梁段,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工難度大。中州大橋0#段采用鋼管樁支架施工,承重梁采用2根聯(lián)焊的36號(hào)工字鋼,上面立鋪20號(hào)槽鋼做分配梁。翼緣板采用掛籃側(cè)模板,箱內(nèi)頂板采用鋼管架支撐竹膠板。0#梁段混凝土分兩次澆筑,首次澆筑底板和腹板(腹板澆至翼板倒角根部),第二次澆筑頂板和翼板。

2.3箱梁懸澆段施工

中州大橋主橋懸臂澆筑箱梁懸澆1#段~11#段共11個(gè)梁段。1#梁段混凝土重318.71t,梁段長(zhǎng)4.0m。

2.3.1掛籃拼裝

在支架上完成0#塊的澆筑后,將掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng),利用塔吊吊至0#梁段頂面,在已澆好的0#段頂面進(jìn)行拼裝。（或者在下部場(chǎng)地上將單片菱形架組裝完畢，利用塔吊整體吊裝至0#塊頂面。

2.3.1.1主桁結(jié)構(gòu)拼裝

(1)在箱梁0#段頂板面軌道位置處用砂漿找平,測(cè)量放樣并用墨線彈出箱梁中線、軌道中線和軌道端頭位置線。以經(jīng)緯儀和垂線相互校核主桁拼裝方位并控制掛籃行走時(shí)的軸線位置;

(2)利用吊裝設(shè)備起吊軌道,對(duì)中安放,連接錨固梁。安裝軌道錨固筋,將錨梁與豎向預(yù)應(yīng)力筋連接后,對(duì)每根錨筋施以250~300kN的錨固力;

(3)利用箱梁0#梁段頂面作工作平臺(tái),水平組拼主桁成菱形體。利用塔吊起吊安裝主桁片就位,并采用臨時(shí)固定措施,保證兩主桁片穩(wěn)定（可利用倒鏈或者纜風(fēng)繩）;

(4)安裝主桁架之間的連接桁架、后千斤頂、后錨桿等,將主桁后結(jié)點(diǎn)與分配梁連接并通過(guò)錨固筋與頂板預(yù)留孔錨固;

(5)將前橫梁起吊安裝就位;

(6)安裝吊帶、分配梁、吊桿以及液壓提升裝置等;

(7)拆除后錨臨時(shí)支承墊塊。

2.3.1.2底籃和模板結(jié)構(gòu)拼裝

(1)底籃的拼裝。主桁結(jié)構(gòu)拼裝完成后,先在船上拼裝好底籃縱梁、分配梁,安裝底平臺(tái)兩側(cè)及前、后端工作平臺(tái)。利用主桁架和預(yù)留孔將底籃吊裝到位,后橫梁錨固于0#梁段底板,前托梁用吊帶錨固在主桁架前橫梁上。

(2)外側(cè)模拼裝。在橋下將側(cè)模骨架及面板連接成一個(gè)整體,將骨架整體吊裝,懸掛在外?；荷稀z查并調(diào)整側(cè)模位置。安裝側(cè)向工作平臺(tái)。

(3)內(nèi)模拼裝。在底籃上將內(nèi)?；汉蜋M梁、斜撐連接成一個(gè)整體,用塔吊起吊并通過(guò)內(nèi)模前吊點(diǎn)和內(nèi)模錨桿懸吊。在掛籃底籃上將內(nèi)模內(nèi)架拼裝成一個(gè)整體,用塔吊吊裝將其懸掛于內(nèi)?；荷?。將內(nèi)模頂板墊木和模板安裝在滑梁骨架上,調(diào)整模板。

(4)張拉工作平臺(tái)拼裝。將工作平臺(tái)組成一個(gè)整體,用倒鏈懸掛于主桁系統(tǒng)上,以便隨施工需要進(jìn)行升降。

(5)模板系統(tǒng)澆筑梁段的尺寸參數(shù)變化。模板骨架的安裝,除頂板和腹板的橫肋須一次拼裝就位外,腹板部分的豎肋按箱梁塊件長(zhǎng)度拼裝。當(dāng)梁段長(zhǎng)由3.5m增加到4.0m時(shí),板面應(yīng)在掛籃未前移到下個(gè)梁段前,即將模板加長(zhǎng)拼裝成形。每個(gè)梁段施工前調(diào)整內(nèi)模的橫向位置,使之滿足箱梁腹板厚度的線性變化。

2.3.2掛籃加載預(yù)壓試驗(yàn)

中州大橋主跨連續(xù)梁采用掛籃懸臂澆筑梁體的1#~11#塊,在施工過(guò)程中,掛籃將承受施工設(shè)備和現(xiàn)澆節(jié)段混凝土的全部重量。為了對(duì)掛籃的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),驗(yàn)證掛籃的安全性,并獲取掛籃在荷載作用下的變形數(shù)據(jù)及規(guī)律,以便準(zhǔn)確設(shè)置預(yù)拋高量,保證梁體線形,需對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。此時(shí)掛籃安裝在0#塊上。預(yù)壓荷載以重量較大的1#塊混凝土的重量進(jìn)行模擬加載,荷載的布置形式盡量與實(shí)際荷載分布吻合,以保證試驗(yàn)的可靠性和準(zhǔn)確性。

2.3.3掛籃的移動(dòng)

在每一梁段混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉完畢后,掛籃將移至下一梁段位置進(jìn)行施工,直到懸臂澆筑梁段施工完畢。掛籃前移時(shí)工作步驟如下。

(1)當(dāng)前梁段預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿后,進(jìn)行脫模(脫開底模、側(cè)模和內(nèi)模)后,用千斤頂將掛籃前支點(diǎn)頂起,拖動(dòng)軌道至下一梁段位置就位,錨固軌道,落下千斤頂,滑船壓在軌道上;

(2)掛籃后結(jié)點(diǎn)進(jìn)行錨固轉(zhuǎn)換,將上拔力轉(zhuǎn)給后錨小車,拆除底模后錨桿,此時(shí)底籃后橫梁僅用鋼絲繩吊住在側(cè)?；荷?。為防止掛籃在移動(dòng)中出現(xiàn)意外,在后托梁兩側(cè)各加掛一個(gè)10t葫蘆做為防護(hù);

(3)拆除側(cè)模后端的內(nèi)吊桿,用后滑梁架后端吊住。此時(shí)內(nèi)滑梁架的上端固定在橋面上。拆除內(nèi)模滑梁的后吊桿,用特制的后滑梁架將內(nèi)?；汉蠖说踝?上端固定在橋面上;

(4)檢查;

(5)用水平手拉葫蘆拉緊掛籃前移,將底模、側(cè)模、主桁系統(tǒng)及內(nèi)?；阂黄鹣蚯耙苿?dòng),直至下一梁段位置;

(6)掛籃就位后,用掛籃后結(jié)點(diǎn)千斤頂進(jìn)行錨固轉(zhuǎn)換,將上拔力由錨固小車傳給主桁后錨桿;

(7)安裝底模后錨桿,側(cè)模、內(nèi)模后吊桿,調(diào)整后滑梁架調(diào)整模板位置及標(biāo)高;

(8)待梁段底板及腹板鋼筋綁扎完畢后,將內(nèi)模拖動(dòng)到位,調(diào)整標(biāo)高后,即可安裝梁段頂板鋼筋;

(9)梁段混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉完畢后,進(jìn)入下一個(gè)掛籃移動(dòng)循環(huán)。

掛籃行走時(shí),內(nèi)外模滑梁必須在頂板預(yù)留孔處及時(shí)安裝滑梁吊點(diǎn)扣架,保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;移動(dòng)必須勻速、平移、同步。采取掛線吊垂球或經(jīng)緯儀定線的方法,隨時(shí)掌握行走過(guò)程中掛籃中線與箱梁軸線的偏差。如有偏差,應(yīng)使用千斤頂逐漸糾正。為安全起見,掛籃尾部用鋼絲繩與豎向蹬筋臨時(shí)連接,隨掛籃前移緩慢放松。

2.3.4掛籃結(jié)構(gòu)拆除

箱梁懸臂澆筑梁段施工完畢后,在拆除掛籃時(shí),先在澆筑梁段的位置按拼裝時(shí)的相反順序拆除掛籃的底籃及模板系統(tǒng),然后將掛籃主桁后退至墩頂位置,按拼裝時(shí)的相反順序拆除掛籃主桁桿件,拆除時(shí)兩端對(duì)稱地進(jìn)行。

2.3.5箱梁測(cè)量控制

2.3.5.1線形控制[3]

大跨徑箱梁懸臂法施工中撓度控制極為重要,影響梁段標(biāo)高的因素很多,主要有掛籃的變形、箱梁的自重、預(yù)應(yīng)力大小、施工荷載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、混凝土的收縮徐變、日照和溫度變形等。撓度控制將影響到合龍的精度,故必須對(duì)撓度嚴(yán)格控制。

2.3.5.2立模標(biāo)高確定

立模標(biāo)高視縱向束張拉后的情況確定,其值為箱梁設(shè)計(jì)高程、澆筑梁段引起已澆懸臂的彈性變形、掛籃變形、徐變影響、日照溫度修正值和施工荷載引起懸臂的彈性變形各項(xiàng)的代數(shù)和。

2.3.5.3施工中測(cè)量控制要點(diǎn)

(1)澆筑混凝土前掛籃各控制點(diǎn)觀測(cè);

(2)澆筑混凝土過(guò)程中的高程和軸線觀測(cè);

(3)澆筑后高程觀測(cè);

(4)預(yù)應(yīng)力張拉后高程和軸線觀測(cè);

(5)合龍前,相接的兩個(gè)懸臂后2~4段在立模時(shí)必須進(jìn)行聯(lián)測(cè),以便互相協(xié)調(diào),保證合龍精度;

(6)末尾一段箱梁懸澆段立模標(biāo)高須考慮施工荷載的變化、合龍束張拉、體系轉(zhuǎn)換等影響。

2.3.6箱梁合龍段施工

主橋箱梁左右幅共設(shè)6個(gè)合龍段,即4個(gè)邊跨合龍段、2個(gè)中跨合龍段。合龍段采用吊架承重及使用微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑施工。邊跨、中跨合龍段箱梁截面與現(xiàn)澆段相同,每個(gè)合龍段長(zhǎng)2.0m,混凝土39.31m3,梁段重102.21t。合龍溫度符合設(shè)計(jì)16℃~20℃要求。合龍段兩端懸臂標(biāo)高允許偏差2cm,軸線允許偏差1cm。箱梁體系轉(zhuǎn)換,是控制全橋受力狀態(tài)和線形的關(guān)鍵工序,箱梁合龍順序、合龍溫度和合龍工藝必須嚴(yán)格控制。全橋箱梁合龍由邊至中對(duì)稱進(jìn)行,先合龍邊跨,后合龍中跨。