弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》是湖北省路橋集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是潘誠文、夏君華、王軍、張澤宇、王能定。適用於各種大跨徑的預應力混凝土連續T構、連續剛構橋樑。

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》主要的工法特點是整體布局合理，安裝操作方便，施工速度快，安全係數高。

2011年9月，《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法
• 工法編號：GJEJGF264-2010
• 完成單位：湖北省路橋集團有限公司
• 主要完成人：潘誠文、夏君華、王軍、張澤宇、王能定
• 套用實例：湖北滬蓉西高速公路龍潭河特大橋
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

隨著大跨徑連續剛構橋樑建設技術的不斷發展，箱梁節段重量也在不斷增加。在保證掛籃結構變形滿足相關規範要求的前提下，減小掛籃重量就顯得尤為重要。一方面可以節約掛籃加工的材料，另一方面可以減小橋樑施工階段的施工荷載和施工階段的撓度，有利於箱梁線形控制。

湖北省路橋有限責任公司從保證掛籃結構變形滿足要求和減輕掛籃重量兩個方面出發，設計製作了8套弓弦式掛籃，並對該掛籃的施工工藝形成了一套施工工法，成功套用於湖北省滬蓉西高速公路龍漂河特大橋的上構箱梁施工。

工法特點

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》採用了弓弦式主受力結構，整體布局合理，安裝操作方便，施工速度快，安全係數高。與傳統的桁架式掛籃、三角掛籃、菱形掛籃相比，在施工質量、安全、進度、成本等方面均具有明顯的優勢。

1.結構合理，安全係數高、設計荷載300噸。掛籃主桁架採用弓弦式主受力結構，其結構簡單、受力明確、重量輕、剛度大、變形小。

2.施工安全。模板和內外作業平台一次安裝形成封閉整體，施工作業防護設施齊全，安全可靠。弓弦式掛籃施工懸灌箱梁，施工作業空間寬敞，並在掛籃主桁上方設定遮陽棚，改善工人作業環境。

3.操作方便，施工周期短。弓弦式掛籃採用2根長軌道與掛籃的兩組主桁架分離設計，掛籃行走無平衡重，採用液壓油缸控制，降低工人勞動強度。

操作原理

適用範圍

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》適用於各種大跨徑的預應力混凝土連續T構、連續剛構橋樑。

工藝原理

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》的主要工藝原理是利用弓弦結構作為掛籃的主受力構件，使結構整體在相同承載力的情況下變形更小、重量比更小。其行走原理是導軌與掛籃主桁架互為支點，相互提供反力前移。

施工工藝

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

操作要點

1.掛籃安裝

掛籃拼裝

1）掛籃應進行使用前的調試組拼，調試組拼後，仔細地檢查各部件連線情況，各接頭焊縫是否開裂，桿件是否變形等現象，各連線配件是否齊全，尺寸是否符合設計要求，發現問題及時整改。

2）掛籃現場拼裝在箱梁0號節段上進行，在施工現場拼裝時，先將部分桿件進行組裝，組裝多少根據起吊設備的起吊能力確定，以減少在梁頂高空拼裝的作業時間。

3）檢查0號節段底板和頂板預留孔的孔徑、位置、垂直度誤差是否滿足掛籃安裝要求；檢查掛籃錨固用精軋螺紋鋼筋位置、伸出梁頂長度誤差是否符合掛籃安裝要求；清點掛籃桁架桿件、銷軸、螺栓等連線材料是否齊全，清點掛籃安裝用的小型機具、材料是否滿足安裝需要。確認塔吊起重能力是否滿足安裝工藝需要。

4）安裝軌枕和軌道。兩側軌道中心距誤差不大於5毫米，兩側軌道的中心線與箱梁中心線偏差不大於2毫米。

5）利用銷軸將掛籃桁架各桿件連線拼成單片桁架。高強度螺栓施工嚴格按《鋼結構高強度螺栓連線的設計、施工及驗收規程》JGJ 82-91執行。

6）掛籃拼裝要注意各桿件的拼裝順序。先拼裝走行系統、主桁結構及主桁後錨部分，然後拼裝吊帶及底籃平台部分，再拼裝掛籃模板及工作平台，最後安裝液壓及電氣系統。具體拼裝流程如圖2~圖9所示。

圖2 軌枕、軌道、壓軌梁、限位座、止推座安裝

圖3 主縱梁安裝

2.掛籃預壓

為了確保箱梁懸澆施工中掛籃變形在安全範圍內，在澆築1號節段前需按設計要求對掛籃系統進行超載預壓。預壓載入過程採用分級載入的方式進行，測量人員跟蹤觀測。對載入觀測記錄數據進行整理分析，按照彈性變形值確定掛籃施工過程中彈性變形預留值。

3.掛籃行走

1）松外模吊桿，使外側模支撐於掛籃底模平台的縱樑上，調整外側抗傾覆梁；調整內模吊桿長度，使內模頂板脫離混凝土，並使內模導梁的行走滑輪受力。

2）解除後下橫樑內側4根吊帶的受力狀態，由外側兩根行走吊帶受力。利用千斤頂調節前、後6根吊帶的長度，使底模平台下降。

3）在已澆節段上按要求墊好軌枕後，少量松掛籃後壓錨，用千斤頂將掛籃頂起，隨著千斤頂的頂起量可繼續少量松掛籃後壓錨，直到掛籃軌道被掛籃的前後滑爪提起後為止。利用行走千斤頂將導軌前移至合適位置，逐漸放鬆千斤頂，將導軌在掛籃後支座處附近錨固，全部放鬆千斤頂。此時掛籃的後錨力全部轉移到導軌及導軌壓錨上，全部解除掛籃後下錨。利用行走千斤頂將掛籃緩慢前移，注意掛籃行走時兩片桁架的同步。

4）掛籃行走就位後按照先內後外的順序安裝掛籃的後壓錨；再按照先內後外的順序安裝掛籃後下橫樑的4根錨桿，注意外側錨桿處掛座的6顆螺栓應緊固，確保後錨吊帶受力後掛座不會發生移動。

5）根據測量調節前下橫樑的標高，調整模板四角坐標後頂緊後下橫樑的4根壓錨吊帶，依次將外模安裝就位。

4.勞動力組織

掛籃拼裝及懸澆施工作業要求組織好現場施工作業人員，根據總體進度需要安排兩班或三班輪流作業。拼裝及懸澆施工工程組成見表1。

參考資料：

材料設備

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》的弓弦式掛籃由兩組弓弦式主桁架、底模平台、模板系統、懸吊系統、錨固系統及走行系統6大部分組成。具體詳見圖10所示。

圖10 弓弦式掛籃結構圖

1.主桁架

主桁架是掛籃的主要受力結構。由兩根弓弦式主桁架、豎向聯結系和水平聯結系組成。掛籃的橫向連線桿件與掛籃的後上橫樑連成整體。

2.底模平台

底模平台直接承受節段混凝土重量，並為立模、鋼筋綁紮、混凝土澆築等工序提供操作空間。其由前下橫樑、後下橫樑、縱梁、底模模板等組成。底模模板採用d=10毫米的鋼板。

3.模板系統

內、外模板均採用鋼模板，均採用模板、桁架整體式設計。內模可整體收縮，並利用手拉葫蘆沿掛籃主縱梁整體滑移就位。

4.懸掛系統

懸掛系統用於懸掛底模平台、外模和內模。並將底模平台、外模、內模的自重、節段混凝土重量及其他施工荷載傳遞到掛籃主桁架及已澆節段上。懸掛系統包括底模平台前後吊帶、內外模走行梁前後吊桿、墊梁、扁擔梁及螺旋千斤頂。

5.錨固系統

錨固系統設在兩片主桁架的後節點，採用兩根15米長及兩根1.7米長的壓錨梁，每片桁架兩側各安裝3根錨桿，後壓錨合計12根錨桿。錨桿分別穿過箱梁頂板及翼緣板利用分配梁錨固，其作用是平衡澆築混凝土時產生的傾覆力矩，確保掛籃施工安全。後錨桿採用ф32精軋螺紋鋼筋。15米長的扁擔梁兩端安裝下掛操作平台，用來安裝和拆除翼緣板下的錨固分配梁，操作平台與掛籃同步行走。

6.掛籃走行系統

走行系統包括墊枕、軌道、前支座、後支座和牽引設備。掛籃行走時前支座在軌道頂面滑行，聯結於主桁架後節點的後支座反扣在軌道翼緣下並沿翼緣行走。掛籃走行由4台液壓油缸頂推前後支座並帶動掛籃主桁架、底模平台及外側模一同前移就位。掛籃行走通過滑爪與軌道實現自錨，無需配重。

質量控制

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》的質量控制要求如下：

1.符合現行《公路橋涵施工技術規範》JTJ 041-2000、《公路工程質量檢驗評定標準》JTGF 80/1-2004要求。

2.每節段混凝土灌注完後及時養護，保證混凝土養護時間不少於7天。

3.模板要均勻塗刷脫模劑，不得有塗漏現象。

4.混凝土不得離析，嚴格控制混凝土的坍落度。

5.必須搗固密實，表面不得有蜂窩麻面，不得有跑模現象，外觀美觀。

6.掛籃在現場安裝完畢後再進行預壓；掛籃在載入預壓前，吊帶系統和後錨均應進行試驗檢驗，在施工過程中進行常規檢查，確保掛籃安全；掛籃吊帶採用16Mn鋼製作，便於調節。

7.掛籃懸臂澆築施工開始前，對橋墩和0號節段的高程、平面位置情況以及混凝土強度進行詳細覆核和檢查。

8.箱梁逐段懸澆過程中，梁段混凝土的澆築、鋼束的張拉、掛籃和機具的移動等，均要遵循對稱、均衡、同步進行的原則，平常梁面上儘量少堆放材料和施工機具，必須堆放時應注意懸臂兩端對稱堆放。施工中的不平衡荷載不超過設計規定的範圍。

9.懸臂節段澆築時採用正確的混凝土澆築順序，腹板和頂板混凝土必須從前端向尾端方向澆築，並適當調整混凝土初凝時間，以避免因掛籃前端撓度引起下層澆混凝土在接縫面處出現豎向裂縫。

安全措施

採用《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

為確保掛籃施工的安全，配備掛籃施工班。人員要挑選有掛籃施工經驗，安全意識強，責任心強的人員進行掛籃施工。

一、掛籃拼裝安全

1.掛籃組裝過程中，施工人員必需佩戴安全帽、安全帶，上下層同時作業要做好防護設施，禁止在直線上下作業，防止上面落物傷人。

2.在吊裝過程中，有專人指揮，禁止無關人員進入吊裝作業區範圍內。

3.掛籃拼裝時，各部件的吊裝，要服從指揮人員的統一指揮，禁止盲目蠻幹，防止意外事故發生。

4.為了保證掛籃拼裝過程的安全操作應對千斤頂、導鏈葫蘆、鋼絲繩等機具設備進行檢查，確保其滿足現場施工要求。

二、掛籃施工安全

1.必須掌握平衡施工的原則，掛籃兩端對稱施工，儘量減小兩端施工荷載差，保證兩端基本平衡。

2.軌道行走就位後，覆核其軸線距離及其安裝位置，並安裝壓軌梁。

3.掛籃行走時應及時調整、糾正掛籃軸線偏差，保持掛籃自身平穩。

4.掛籃行走就位後，及時安裝後壓錨。

5.施工過程中，隨時檢查各個吊帶、錨桿的情況，確保掛籃施工安全。

三、施工安全措施

1.橋樑施工中高處作業必須設定防護措施，腳手架搭設必須符合《建築施工高處作業安全技術規範》JBJ 80-91的要求。按照《高處作業分級標準》GB 3608-83實行三級管理，由項目經理負責。

2.各工種進行上下立體交叉作業時，不得在同一垂直方向操作。

3.塔吊嚴禁載人，起吊重物時迴轉走行範圍內不得行人。起重設備用專職人員操作指揮，對講機設為專用頻道，不得與其他頻道混用。

4.移動式梯子梯腳底部堅實，上端有固定措施。爬梯工作角度75。左右為宜，不得有缺擋和墊高使用。

5.雨天和冬天進行作業時，必須採取可靠的防滑、防寒和防凍措施。強風、濃霧等惡劣氣候不得從事高處作業。強風暴雨後，對高處作業設施逐一進行檢查，發現有鬆動、變形、損壞等現象，立即修理完善。

6.夜間施工保證具有足夠的照明強度，危險區懸掛警告標誌，施工人員上橋前集合經安全員教育和檢查，任何人員未經批准，不得擅自進入作業現場。

7.嚴格執行專職安全員日常巡檢制，加強進場安全教育，真實及時記錄安全日報表，每月進行一次安全生產大檢查。發現問題及時通知整改。

環保措施

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》的環保措施如下：

1.建築垃圾在場內設定臨時堆放，集中堆放，定期運到指定地點。

2.修建廢水處理設施，設定污水處理系統，並配備臨時的生活污水匯集設施，防止污水直接排入河流和排灌系統。

3.拌合站、預製場等排出的廢水、生活污水要經沉澱等處理後達標排放，不得排放流入農田、引水渠或引水溝中。

4.保證工地排水和廢水處理設施在整個施工過程中有效，做到現場無積水排水不外溢、不堵塞，水質達標。

5.對易產生粉塵、揚塵的作業面制定操作規程和灑水降塵制度，保持濕度、控制揚塵。

6.拌合站和混凝土攪拌機為新進設備，設有防塵設施。

7.嚴禁在施工現場焚燒任何廢棄物和會產生有毒有害氣體、煙塵的物質。

8.對施工便道經常灑水保持濕潤，避免過往車輛揚塵影響農作物的生長。

效益分析

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》的效益分析是：

1.弓弦式掛籃設計合理，有效地降低了掛籃構件的重量，與傳統掛籃相比，每套掛籃減輕重量約20噸，節約社會資源及加工費約14萬元/套。

2.受橋樑高度影響，設計外吊架安裝掛籃後壓錨，節省了後錨預埋件的費用，每套掛籃節省後錨桿預埋件3.4噸，節省費用約2.4萬元/套。

3.因其操作便捷，人力勞動強度低，能有效加快施工進度，每個節段施工節約工期約3天，合計加快工期約2個月，節約工期成本約40萬元。

4.採用該工法施工，能有效節約社會資源和經濟成本，加快了施工進度，降低了施工成本，取得了良好的社會效應和經濟效益。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》的套用實例如下：

湖北滬蓉西高速公路龍潭河特大橋是滬蓉西高速公路關鍵性控制工程之一。龍潭河特大橋上構為106米+3x200米+106米五跨預應力混凝土連續剛構箱梁，左右線分離，箱梁頂板橫向寬1250厘米，箱底寬650厘米，翼緣懸臂長300厘米。該橋單T懸澆節段長90米，共分為22個懸澆節段（7x350厘米+4x400厘米+11x450厘米），節段設計混凝土方量最大（1號節段）約為91立方米。湖北省路橋集團有限公司於2007年7月採用弓弦式掛籃進行懸臂澆築施工。

採用該工法施工，加快了工程施工進度，保證了工程質量。箱梁標高、線型均滿足設計要求。箱梁合攏段施工前，合攏口標高最大誤差4毫米，軸線偏差1毫米。施工過程實現了安全零事故、零傷亡。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《弓弦式掛籃懸臂澆注施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。