【摘要】介紹菱形桁架式掛籃的主要構造及在南京長江二橋北汊主橋上部結構中的施工應用情況，并總結了該掛籃的優缺點。
【關鍵詞】菱形
掛籃 南京長江二橋 施工
一、工程簡介
南京長江第二大橋北汊大橋主橋上部結構為90+3*l65+90（m）的五跨預應力混凝土連續箱梁。其主跨165m為目前國內同類型橋梁中跨徑之首。根據設計要求，施工方法需采用懸臂灌筑施工工藝然后通過合龍及體系轉換成為連續梁。
每個墩設23個懸澆段——5*2.5m＋5*3.0m＋5*3.5m＋8*4.0m。梁段最長4.0m，最大重量156噸。
箱梁橫截面：頂板寬15.42m，腹板寬7.5m，梁高由0號塊的8.8m按二次拋物線漸變至23號塊的3.0m。
預應力設計為三向預應力：縱向采用27束及25束φj15.24鋼絞線；橫向采用四束φjl5.24鋼絞線；豎向采用φ32精軋螺紋鋼筋。張拉控制應為0.75Ryb。
E2標為北汊主橋的一半，由中鐵第十九工程局施工，根據該橋的特點并參照國內外已有各種型式掛籃，選擇了菱形桁架式掛籃作為懸臂灌筑的主要設備。該掛盤為中鐵建集團總公司附屬設計院設計，已多次應用于國內連續梁懸準施工中，但應用在如此大跨的橋梁施工中尚屬首次。
二、菱形桁架式掛籃的構造
菱形桁架式掛籃由主構架、行走及錨固裝置、底模架、內外側模板、前吊裝置、后吊裝置、前上橫梁等組成（圖1）。
1．主構架
主構架由兩片桁架連接系和門架組成。兩片桁架均使用2［40栓接成菱形，由連接系和門架將之聯成整體，組成該掛籃主要受力結構。
2．底摸架及底模板
底摸架由六根縱梁和前后橫梁組成，縱梁為桁架式結構，桁高12m，桁架長5.43m；前后橫梁由2[40組焊而成。
底模為竹膠板，下墊100mm*100mm的方木，竹膠模板和方木用
U形卡固定在縱梁上，以便脫模和固定。
3.前上橫梁
前上橫梁由2［40工字鋼組焊面成，連接于主構架前端的節點處，將兩片主構架流架連成整體。
4.鋼吊帶
前后吊帶均由150mm*32mm的16Mn鋼板用銷子連接而成，設置間距為100mm的調節孔，用LQ30千斤頂及扁擔和墊梁調節所需長度。
5.內外模板
箱梁外側模采用5mm鋼板和鋼框組焊而成。
兩外側模各支承在兩個走行梁上，走行梁通過吊桿懸吊在前上橫梁和已澆注好的箱梁翼板上。走行梁用2[30a組焊面成。
內模由內模桁架、豎帶、縱帶及組合鋼模板組成，內模桁架吊在兩根內模走行梁上．走行梁吊在前上橫梁和已澆梁段的頂板上，內模脫模后可沿走行梁前行。走行梁采用2[30a組焊面成。
6.掛籃走行及錨固系統
走行裝置由軌道、鋼（木）枕、前后支座、手動葫蘆等組成。軌道由［16a及δ10鋼板組焊成Ⅱ型斷面，底板每隔500mm開橢圓形長孔，以便與豎向預應力筋錨定。豎向預應力筋為QL32精軋螺紋筋，外露0.3m，軌道根據梁段長度的不同分3.0m，1.0m兩種。
掛籃設前后支座各兩個，前支座支承在軌道頂面，下墊聚四氯乙烯滑板，可沿軌道滑行。后支座以反扣輪的形式沿軌道下緣滑動，不需要加設平衡重。掛盤前移時，使用手動葫蘆牽引前支座，帶動整個掛籃向前移動。掛籃在灌注混凝土時，后端利用12根φ32精軋螺紋鋼錨固在已成梁段上，軌道錨固在已成梁段的豎向預應力筋上，在錨固時，利用千斤頂將后支座鉤板脫離軌道，然后錨固。
三、掛籃強度及變形檢算
計算荷載：按掛籃自重，梁段自重，施工機具、人員產生荷載，振搗混凝土時產生荷載組合來檢算，其中混凝土容重取2.6t／立方米，施工機具、人員荷載取1.0KPa，混凝土振搗荷載取4.OKPa。
進行了主桁架、底模桁架及各部主要受力桿件的在最不利荷載位置的檢算，并采用了同濟大學的《橋梁結構綜合計算程序》進行了相應復核。
檢算表明：單根上弦桿最大受力為72kN，小于單根上弦桿允許受力252kN；單很斜桿最大受力為39kN，小于單根桿允許受力129kN；單根豎桿最大受力為27kN，小于單根上弦桿允許受力為170kN。
還進行了掛籃的變形檢算，計算結果顯示，針對北汊大橋的梁段，其最大變形發生在16號節段，此時掛籃彈性變形值為21mm。
四、掛籃使用前的試驗
為了檢驗掛籃的計算變形值并消除首次安裝后的非彈性變形，在工廠進行了掛籃的地面加載試驗。同時在掛籃安裝之后，為了檢驗地面試驗結果，又選取了一對掛籃進行了現場壓重試驗。
在工廠對主桁架、銷座、銷子、前后吊帶、前上橫梁等構件進行了試驗。
主桁架：采用背對背方式，將后錨位置使用精軋螺紋鋼筋錨死，對前吊點使用YC60千斤頂按每10t一級加載，得出每對主析架的變形曲線。
銷座、銷子、前后吊帶、前上橫梁也采用了類似方法進行了地面模擬加載試驗，配以主桁架試驗得出的結果取得每套掛籃的變形曲線。
首對掛籃拼裝完成后，使用砂袋按梁段實際荷載情況進行了現場模擬壓重試驗，將其結果與計算變形值、工廠試驗值對比，得出每套掛籃的在施工備節段時的變形值指導各梁段的立模施工。
參照掛籃設計及試驗結果，掛籃變形使用公式：
Y=0.4X＋2（其中， X為各節段前吊帶處的受力值）。
五、拼裝工藝
1.拼裝準備
在工廠將主構架的菱形桁架拼裝成形，拼裝后運至現場吊裝，編寫拼裝工藝，準備好拼裝工具及各種連接螺栓，培訓拼裝工人。
2．鋪枕
用1：2水泥砂漿找平梁頂面鋪枕部位，鋪設鋼枕。
3．安裝軌道
從0號段中心向兩側安裝2.5m長軌各兩極，軌道穿入豎向預應力筋，抄平軌道頂面，量測軌道中心距無誤后，用螺母把軌道鎖定。
4．安裝前后支座
先從軌道前端穿入后支座，后支座就位后安放前支座，前支應安放前，在相應位置軌道頂面置放一塊四氟乙烯滑板（300mm*500mm），然后安放前支座。
5.吊裝主構架
主構架在工廠拼成菱形后運至現場分片吊裝，放至前后支座上，并旋緊連結螺栓，為防止傾倒，用腳手架臨時支撐。
6.安裝主構架之間的連結系、間架，旋緊連接螺栓。
7.用長螺桿（φL32精軋螺紋鋼）和扁擔架將主構架后端錨固在已成梁段上，前支應處用扁擔架將主構架下弦桿與軌道固定。
8.吊裝前上橫梁
將前上橫梁上的4個千斤頂、上、下墊梁及2根鋼吊帶，一起組裝好后，整體起吊安裝。
9.安裝后吊帶
在1號梁段底板預留孔內，安裝后吊帶，先安放墊塊，千斤頂和上墊梁，后吊帶從底板穿出，以便與底摸架連接。
10．吊裝底模架及底模板。
11.吊裝內模架走行梁，并安裝好后吊桿，前吊采用鋼絲繩和倒鏈。
12．安裝外側模板
掛籃所用外側模首先用于1號梁段施工，在上述拼裝程序之前，應將外模走行梁先放至外模豎框架上，后端插入后吊架上。兩走行梁前端用倒鏈和鋼絲繩吊在前上橫梁上。
用倒鏈將外側模拖至2號梁段位置，在1號段中部兩側安裝外側模走行梁后吊架，解除0號段上的后吊架。
六、懸臂灌注施工工藝
每個T構從2號段開始，對稱拼裝好掛籃后即可進行懸臂灌注施工。
1.分片吊裝底板及腹板構造鋼筋并安放預應力管道。
2.將1號梁段內的內模拖出。
3.根據2號梁段的高度調整下部模板。
4.在頂板和腹板安裝下料串筒位置留洞，在腹板的搗固位置，預留位置進行搗固。
5.安裝端模板，并與內外模板連結。
6.綁扎頂板鋼筋。
7.安放預應力管道、錨板等。
8.對稱灌注2號梁段混凝土。
9.混凝土養護。
10.預應力筋張拉。
11.壓漿。
12.掛籃行走
找平梁頂面并鋪設鋼（木）枕及軌道。
放松底摸架前后吊帶。
底模架后橫梁兩側的吊耳與外側模走行梁之間安裝10t倒鏈，即底摸架懸掛在走行梁上。
拆除后吊帶與底模架的連結。
解除掛籃后端錨固螺桿。
軌道頂面安裝兩個5t倒鏈（每套掛籃）并標計好前支座的位置（支座中心距梁端50cm）。
倒鏈牽引前支座使掛籃、底摸架、外側模一起向前移動。移動時掛籃后部應設10t保險倒鏈。
安裝后吊帶，將底摸架吊起。
在2號梁段上安裝外側模走行梁后吊梁，先解除一個1號段上的后吊架，移至2號段，再解除另一個后吊桿移至2號段。
拉出內模，掛籃走行完畢。
六、掛籃的拆除
待合龍段施工前，便可拆除掛籃，拆除順序如下：
1.在梁頂面安裝卷揚機，吊著外側模前后吊桿（底模架吊在走行梁上）徐徐下放，落至船
上。或先放底模架，后放外側模。
2.合龍段不用的內模、走行梁，在合龍段施工前拆除，余者可從兩端梁的出口拆除。
3.拆除前上橫梁。
4.主構架可移至塔吊可吊范圍內，分片拆卸。
5.拆除軌道及鋼（木）枕。
八、在南京長江二橋北汊大橋應用的菱形橋架式掛籃的主要技求參數
1.適用最大梁段重：160t
2.最大梁段長：40m
3.梁高：8.8～3.0m
4.適用梁寬：16m
5.走行方式：無平衡重走行
6.掛籃自重：49t
7.掛籃的傾覆穩定系數
空載時：28
灌注時：2.48
8.掛盤系數；3.0
九、應用菱形掛籃進行懸澆施工的主要體會
1.優點
菱形掛籃自重輕，在本橋施工中的利用系數達到了3.0，應是國內除滑動斜拉式掛籃外最輕的一種，由此而帶來在加工、運輸、拼裝、移動、拆除等方面的省力，進而達到節省資金的目的。總之，應用該掛籃施工可有較大的經濟回報。
菱形掛籃內模、外模均采用縱向滑梁吊在橋面或掛籃上，縱向走行非常方便，且加固亦采用該滑梁，一梁兩用。
菱形掛籃結構簡潔，受力明確，加載后的實際彈性變形與理論計算值相差不大，如曾使用過該掛籃，可省去試驗加載的程序。
掛籃由于設計成菱形，吊點均位于梁面以上空中，給施工人員提供的操作空間大，利于施工。
2．缺點及建議修改措施
外側模設計略顯單薄，加固時內外模間拉桿數量偏多，不利提高箱梁外觀質量。可在下一次設計時增加外側模桁架剛度，減少拉桿數量。
掛籃橫向糾偏無有力措施，如能在前吊帶處加設液壓式橫移設備則會更好。
參考文獻
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