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掛籃施工是指澆筑較大跨徑的懸臂結構時,采用吊籃方法,分段安裝預應力筋、管道、模板,并分段澆注梁段混凝土的施工方法。由于其具有剛度大、變形小、結構輕巧、便于前移、適應不同的梁高、承受梁段自重及施工荷載的特點,在大跨徑橋梁中被廣泛應用。
一、掛籃的分類及其結構特點
目前,掛籃的形式很多,構造上亦有差異,按主要承重結構形式分類:桁架式(包括平弦無平衡重式、菱彤、三角形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和預應力斜托式)、鋼板梁式及牽索式四種;按掛籃使用材料分類:萬能桿件、軍用梁、貝類梁等制式桿件組拼和型鋼加工制成兩種;按其走行方法分類:一次走行到位和兩次走行到位兩種;按受力原理分類:垂育吊桿式、斜拉式、剛性模板三種;按其抗傾覆平衡方式分類:壓重式、錨同式和半壓重半錨固三種;按其移動方式分類:滾動式、滑動式和組合式三種。
掛籃通常都由以下幾個組成部分:承重結構、懸吊系統、錨固裝置、走行系統和工作平臺。承重結構是掛籃的主要受力構件,它承受施工設備和新澆筑節段的全部重量,通過支點和錨固裝置將荷載傳到已施工完成的梁身上。
掛籃的走行系統可用軌道或網氟乙烯滑板,牽引動力一般用電動卷揚機,它包括前牽引裝景和尾索保護裝置。
在掛籃的尾部往往設置后錨固,一般通過埋在梁肋內的豎向預應力筋實現。當后錨能力不夠時,也可以采用尾部壓重等設施,以保證澆筑混凝土時掛籃有足夠傾覆穩定性。
掛籃的主要功能是支撐模板,承受新澆混凝土重量,出工作平臺提供張拉、灌漿的場地,調整標高。因此,掛籃不僅要求有足夠的強度保證,還要有足夠的剛度及穩定性,自重輕,移動靈活,便于調整標高等。
二、掛籃懸臂施工關鍵技術
(一)0#梁段施工
(1)支座安裝和定位:在支座安裝前,首先在支座墊石上確定支座中心線,根據中心線和需要安裝的支座型號、規格、外形尺寸在支座墊石上放大樣。
(2)活動支座安裝完畢后對0#梁段設置臨時鎖定。臨時鎖定通常用高標號硫磺砂漿或砂桶做臨時支墩,在梁體和墩身間用精扎螺紋鋼或鋼絞線連接并施加臨時鎖定的拉力裝置。
(二)掛籃的安裝
(1)安裝的流程:構件加工制作→鋪枕→安裝軌道→安裝前后支座→吊裝主構架→安裝自制支撐架→旋緊聯接螺栓→接長貝雷片桁架懸臂段→安裝自制支撐架→吊裝前上橫梁→安裝后吊帶→吊裝底模架→安裝底模板→安裝外側模板。
(2)安裝關鍵技術:①安裝準確性保證措施。豎向預應力筋安裝時,橫向與縱向偏差不得大于3mm,以確保掛籃軌道安裝位置的準確性;掛籃拼裝、前移就位后,其中線應與橋梁中線重合,偏差不得大于5mm。②塑性變形消除措施。掛籃組拼完成后,實測掛籃本身在加載狀態下的彈性變形,需對組拼后的掛籃進行加載預壓,以有效消除掛籃安裝后的塑性變形。預壓采用砂袋模擬梁重堆砌法,分0.25、0.5、0.75、1.0和1.2五級加載,并及時測量每級加載后的支架彈、塑性變形值。
(3)掛籃加載試驗。①加載試驗的目的:按照最不利荷載模擬分級加載,檢驗掛籃的穩定性,實測出掛籃的變形和理論計算的符合程度并為線形調整時的預拋高值提供依據,消除安裝誤差及其他非彈性變形對結構線形的影響。②加載試驗可以采用兩種方法:砂袋堆碼方法,千斤頂反頂加載法。砂袋堆碼模擬實際施工狀態非常吻合,缺點是用工用時較多相對繁瑣。千斤頂施加反力,一般要在承臺上或墩身上設置錨固鋼筋或預應力鋼束予以錨固,千斤頂施力方便快捷常被采用。用千斤頂進行反壓試驗要做好試驗設備:千斤頂的校核,錨具鋼絞線的檢驗,觀測點的布設,測量儀器的準備等工作。
(三)梁段循環施工
(1)鋼筋施工:先綁扎底板鋼筋;腹板鋼筋中的箍筋與底板鋼筋一起安裝,其下部與底板鋼筋的橫向鋼筋平行焊接,形成腹板和底板鋼筋骨架;綁扎底板上層鋼筋網;安裝腹板水平鋼筋;調整好內模后施工頂板鋼筋。
(2)預應力管道施工:在鋼筋施工時穿插進行預應力管道安裝,管道每間隔50cm安裝定位的鋼筋網并固定;為了防止預應力管道變形、漏漿,預應力管道內穿比預應力管道小一級別的塑料襯管。
(3)混凝土施工:澆筑順序為底板、腹板、頂板。腹板混凝土澆筑按照分曾澆筑的要求進行,為了防止翻漿,箱內倒角應采用壓模處理。混凝土澆筑完成采用全覆蓋土工布,灑水養護7d。
(4)預應力筋的張拉:混凝土養生同條件混凝土抗壓試塊強度和彈性模量達到設計值的90%,張拉縱向預應力筋,然后采用跳槽對稱張拉橫向預應力筋,豎向預應力筋滯后2個階段張拉。縱向鋼束采用上到下,左右對稱張拉,采用雙控施工。大跨徑橋梁應采用應變監控措施。
(四)掛籃的移動
(1)在已施工的梁段頂測量好滑道位置,砂漿找平并固定增加的滑道。
(2)將承重的吊桿放松,后下橫梁吊點用精扎鋼和拉鏈葫蘆轉移到后上橫梁上,模板系統脫落,掛籃空載。行走輪受力,滑道應確保被固定在梁段上。
(3)主梁采用倒鏈葫蘆人工拖拉也可以采用在0#梁段中間設置固定的卷揚機拖拉,主梁前移帶動后上橫梁、底模及內模導梁前移。每前進50cm檢查兩端掛籃同步情況。
(4)掛籃到位后,主梁后端錨固,把底模重新固定在后吊桿。底、側模重新轉換為已澆梁段和前上橫梁吊桿承受。內模后吊桿重新安裝在預留的孔洞內。側、底模高程采用螺旋千斤頂調節前吊桿,調整后并固定。
(五)合龍段施工
合龍段施工應先邊跨,后中跨,邊跨合龍時臨時支墩不拆除;合龍前進行箱梁頂面高程和軸線測量,測試溫度影響的偏移值,觀測合龍段在溫度影響下梁體的長度和高程的變化幅度;合龍前在兩懸臂端預加和合龍段混凝土重量相等的配重。為了使懸臂撓度保持穩定,加載按照中軸線對稱,并在混凝土澆筑過程中逐級卸載;合龍段要在設計溫度范圍內進行,施工應選擇在溫度變化幅度小的時間段進行,凌晨為佳。
(六)連續梁體系轉換
中跨合攏時,在兩懸臂端平衡配重;焊接臨時勁性骨架;拆除臨時支墩,解除支座鎖定,邊澆筑混凝土邊卸除平衡配重;混凝土養生到設計強度和齡期張拉預應力筋并壓漿封錨。
結束語
總之,掛籃懸臂澆筑施工使用少量施工機具設備,避免大量支架,可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交橋。而且,掛籃可重復利用性強,投入產出比小,效益顯著。
參考文獻:
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