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。通過采用菱形掛籃對稱懸臂澆筑施工的實例,詳細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。

采用菱形掛籃施工,具有外形美觀,結(jié)構(gòu)簡單,桿件受力明確,計算簡便等優(yōu)點,而且作業(yè)面較為開闊,便于材料與機具從兩片桁架中間通過,運至要施工的部位,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號工字鋼,上面立鋪20號槽鋼做分配梁。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個梁段。1#梁段混凝土重318.71t,梁段長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)件運達施工現(xiàn)場,利用塔吊吊至0#梁段頂面,在已澆好的0#段頂面進行拼裝。（或者在下部場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的軸線位置;

(2)利用吊裝設(shè)備起吊軌道,對中安放,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,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)點與分配梁連接并通過錨固筋與頂板預(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,安裝底平臺兩側(cè)及前、后端工作平臺。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整體,將骨架整體吊裝,懸掛在外模滑梁上。檢查并調(diào)整側(cè)模位置。安裝側(cè)向工作平臺。

(3)內(nèi)模拼裝。在底籃上將內(nèi)?；汉蜋M梁、斜撐連接成一個整體,用塔吊起吊并通過內(nèi)模前吊點和內(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)張拉工作平臺拼裝。將工作平臺組成一個整體,用倒鏈懸掛于主桁系統(tǒng)上,以便隨施工需要進行升降。

(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度拼裝。當(dāng)梁段長由3.5m增加到4.0m時,板面應(yīng)在掛籃未前移到下個梁段前,即將模板加長拼裝成形。每個梁段施工前調(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

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。為了對掛籃的強度、剛度和穩(wěn)定性進行評價,驗證掛籃的安全性,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,需對掛籃進行預(yù)壓試驗。此時掛籃安裝在0#塊上。預(yù)壓荷載以重量較大的1#塊混凝土的重量進行模擬加載,荷載的布置形式盡量與實際荷載分布吻合,以保證試驗的可靠性和準(zhǔn)確性。

2.3.3掛籃的移動

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行施工,直到懸臂澆筑梁段施工完畢。掛籃前移時工作步驟如下。

(1)當(dāng)前梁段預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿后,進行脫模(脫開底模、側(cè)模和內(nèi)模)后,用千斤頂將掛籃前支點頂起,拖動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)點進行錨固轉(zhuǎn)換,將上拔力轉(zhuǎn)給后錨小車,拆除底模后錨桿,此時底籃后橫梁僅用鋼絲繩吊住在側(cè)?；荷稀榉乐箳旎@在移動中出現(xiàn)意外,在后托梁兩側(cè)各加掛一個10t葫蘆做為防護;

(3)拆除側(cè)模后端的內(nèi)吊桿,用后滑梁架后端吊住。此時內(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)模滑梁一起向前移動,直至下一梁段位置;

(6)掛籃就位后,用掛籃后結(jié)點千斤頂進行錨固轉(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,進入下一個掛籃移動循環(huán)。

掛籃行走時,內(nèi)外?；罕仨氃陧敯孱A(yù)留孔處及時安裝滑梁吊點扣架,保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;移動必須勻速、平移、同步。采取掛線吊垂球或經(jīng)緯儀定線的方法,隨時掌握行走過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,先在澆筑梁段的位置按拼裝時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,按拼裝時的相反順序拆除掛籃主桁桿件,拆除時兩端對稱地進行。

2.3.5箱梁測量控制

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的代數(shù)和。

2.3.5.3施工中測量控制要點

(1)澆筑混凝土前掛籃各控制點觀測;

(2)澆筑混凝土過程中的高程和軸線觀測;

(3)澆筑后高程觀測;

(4)預(yù)應(yīng)力張拉后高程和軸線觀測;

(5)合龍前,相接的兩個懸臂后2~4段在立模時必須進行聯(lián)測,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個合龍段,即4個邊跨合龍段、2個中跨合龍段。合龍段采用吊架承重及使用微膨脹混凝土進行澆筑施工。邊跨、中跨合龍段箱梁截面與現(xiàn)澆段相同,每個合龍段長2.0m,混凝土39.31m3,梁段重102.21t。合龍溫度符合設(shè)計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稱進行,先合龍邊跨,后合龍中跨。