掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

葉 盛

（長沙市市政工程有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410007）

在橋梁工程建設(shè)階段，為了提高施工的質(zhì)量、縮短施工周期，很多項(xiàng)目都采用了掛籃懸臂澆筑施工工藝，它不僅施工簡便、移動靈活，還能適應(yīng)多種橋梁施工環(huán)節(jié)，并可以重復(fù)回收利用。因此，研究分析掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、掛籃懸臂澆筑施工概述

一些大跨徑的懸臂橋梁工程，為了提高橋梁施工的質(zhì)量，通常采用吊籃的方式，分段進(jìn)行懸臂作業(yè)施工[1]。具體而言，就是在橋梁施工過程中，將其主體橋梁劃分為2米到5米的不等分段，然后在施工現(xiàn)場設(shè)置掛籃施工平臺，進(jìn)行對稱性的懸臂澆筑施工。將掛籃平臺固定在已經(jīng)澆筑施工完成的橋段，然后對下一段需要施工的區(qū)域開展部件固定、混凝土澆筑等施工工序。待施工階段后，將掛籃平臺移動到該橋段，以此進(jìn)行下一段橋梁的施工，直到工程施工完成。由此可見，掛籃懸臂澆筑施工具有操作簡便、移動靈活、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

二、工程概述

某橋梁工程項(xiàng)目采用48+80+45m變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，單箱底寬8.5m，兩側(cè)懸臂長4.25m，全寬17m，中支點(diǎn)處箱梁中心梁高4.8m，跨中箱梁中心梁高2.3m，梁高及底板厚均以二次拋物線變化。橫隔板均設(shè)置了人孔以便施工。

本三跨連續(xù)梁整個(gè)體系由兩個(gè)托架澆筑的墩頂0號梁段、在兩個(gè)主墩上按“T”構(gòu)用掛籃分段對稱懸臂澆筑的梁段、吊架上澆筑的跨中合龍梁段及落地支架上澆筑的邊跨現(xiàn)澆梁段組成。本工程的主橋連續(xù)箱梁懸臂段采用三角掛籃懸臂澆筑法施工，為了避免澆筑過程中混凝土出現(xiàn)裂紋等問題，懸灌梁段均采用一次澆筑成型，并在底板混凝土凝固以前全部澆筑完畢[2]。

三、掛籃懸臂澆筑施工實(shí)際應(yīng)用

（一）掛籃構(gòu)造

本工程采用的掛籃為三角桁架式掛籃，主要以工字鋼為主，輔以特制桿件組裝而成。施工過程中，主要采用兩步到位的方式進(jìn)行掛籃移動。掛籃的具體構(gòu)造如下所示。

（1）主桁系統(tǒng)。本工程的主桁系統(tǒng)采用40#工字鋼制作而成，采用型鋼連接的方式使得兩道工字鋼形成一個(gè)整體，其橫向連接則采用鋼板進(jìn)行連接，鋼板的厚度魚尾20mm。在主桁系統(tǒng)的腹板區(qū)域共設(shè)計(jì)有2道縱梁，長度約為12m，兩者之間的中心間距約為5.3m。

（2）吊掛系統(tǒng)。本工程的吊掛系統(tǒng)包括了型鋼橫梁、吊桿以及拉鏈葫蘆等部件。其中利用型鋼橫梁以及吊桿，將50%左右的荷載以及掛籃系統(tǒng)、混凝土系統(tǒng)的重量傳遞給了主桁架系統(tǒng)，再由其傳遞給梁段腹板。而剩余50%的荷載，則直接傳遞給梁段底板。

（3）底平臺系統(tǒng)。當(dāng)箱梁底腹板進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，底平臺系統(tǒng)作為施工操作平臺，承擔(dān)了混凝土的重量以及相關(guān)作業(yè)設(shè)備的重量。它的長度約為5.0m，寬度約為6.0m，主要由下橫梁和下縱梁組成，前者采用懸吊的方式與上前橫梁相連。當(dāng)進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，還需要利用后短吊桿，將下后橫梁錨固在已經(jīng)完成澆筑施工的箱梁底板上。

（4）后錨固系統(tǒng)。在掛籃施工過程中，為了避免掛籃出現(xiàn)前傾問題，通過型鋼橫梁的設(shè)置，可以有效利用后錨桿，完成荷載力向已澆梁段的傳遞。該結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置在主桁間橫擔(dān)處，壓在主桁梁的尾部。本工程的后錨桿采用精軋螺紋鋼制作而成，錨桿下接箱梁預(yù)應(yīng)力束，設(shè)置在箱梁腹板上方縱梁處，共計(jì)2根，間距約為50cm。

（5）行走系統(tǒng)。本工程在掛籃行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，未采用傳統(tǒng)的滑道施工工藝，而直接用平滾置于主桁前支點(diǎn)下，后支點(diǎn)下設(shè)置16#方鋼加工的托架，下用Φ32圓鋼作滾筒，滾筒跑道采用鋼板鋪設(shè)而成，厚度約為5mm。在執(zhí)行掛籃行走時(shí)，應(yīng)在梁段頂部設(shè)置一個(gè)Φ16拉環(huán)，然后通過卷揚(yáng)機(jī)牽引轉(zhuǎn)向葫蘆的方式，實(shí)現(xiàn)掛籃的行走。當(dāng)其行走到需要進(jìn)行混凝土澆筑的梁段時(shí)，采用鋼板對其前支點(diǎn)進(jìn)行固定，作為混凝土澆筑時(shí)的受力支點(diǎn)。該種行走工藝下，每20分鐘可完成4m長塊件的行走。

（二）掛籃安裝施工

本工程在0號梁段施工完成后，從其中心向兩側(cè)進(jìn)行掛籃安裝，主要安裝步驟如下所示。

（1）先進(jìn)行2道三角桁架縱梁的拼接、門架的拼接以及底平臺系統(tǒng)的組拼工作。其中，三角桁架按兩段的總長度（13.6m）進(jìn)行拼裝，底平臺的拼裝在1#塊下方空地進(jìn)行。

（2）對0號梁段梁面兩腹板區(qū)域進(jìn)行清理，確保無雜物后，進(jìn)行測量畫線，按照測量進(jìn)行桁架前后支座以及其他相關(guān)組件的安裝。

（3）掛籃安裝后，用經(jīng)緯儀對中，拔正掛籃中線位置，用水平抄平，用吊桿調(diào)整標(biāo)高，經(jīng)中線水平檢查無誤后，便可進(jìn)行1號梁段鋼筋施工。

（三）預(yù)應(yīng)力管道施工

本工程所采用的預(yù)應(yīng)力孔道，均是由金屬波紋管制作而成，該材料具有質(zhì)量輕、剛度強(qiáng)、施工簡便等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際施工階段，可以根據(jù)不同的預(yù)應(yīng)力筋束及錨具型號，來選擇相對應(yīng)的金屬波紋管。金屬波紋管的內(nèi)徑為100～120mm，管壁厚0.25～0.3mm。施工關(guān)鍵要點(diǎn)如下。

（1）管道安裝。對于在掛籃懸臂澆筑施工過程中存在的較高高度差的波浪型曲線束，應(yīng)該在孔道的峰頂處設(shè)置泌水孔，而對于較高起伏的曲線孔道，則應(yīng)當(dāng)將排水孔設(shè)置在曲線的最低處，排氣孔一般每間隔12米左右設(shè)置一個(gè)，主要是設(shè)置在直線孔道區(qū)域以及存在豎向彎曲的孔道處。

（2）孔道接長。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力孔道接長施工時(shí)，應(yīng)采用大5mm的波紋管作為接頭管，且接管的長度不宜低于200mm。施工結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)采取膠帶紙包裹等方式避免漿液漏水。

（3）防堵孔措施。在混凝土澆筑施工之前，還應(yīng)當(dāng)在預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)穿入硬塑料管，并在混凝土終凝后取出，避免預(yù)應(yīng)力孔道在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)堵塞。

（四）混凝土澆筑施工

本工程在進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，先對兩腹板的混凝土完成對稱性澆筑，然后再進(jìn)行底板的澆筑施工。在對底板、腹板下部澆筑施工時(shí)，應(yīng)采用串筒導(dǎo)流入模的方式實(shí)現(xiàn)混凝土的澆筑。最后待底板混凝土澆筑施工結(jié)束后，采用分層的方式完成腹板的混凝土澆筑施工，每層混凝土的澆筑厚度約為30cm。

（1）振搗施工。本工程采用的振搗方式為插入式振搗器和平板式振搗器兩種，對于腹板區(qū)域的混凝土，則主要以插入式振搗器為主，底板和頂板則是采用兩者相結(jié)合的方式加強(qiáng)混凝土的振搗效果。在實(shí)際振搗施工過程中，插入式振搗的混凝土厚度約為30cm左右，其深度至少應(yīng)插入下一層混凝土當(dāng)中10cm處。直到混凝土不再出現(xiàn)下沉、氣泡冒出時(shí)，待施工結(jié)束，緩慢抽出振搗棒后，對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（2）混凝土養(yǎng)護(hù)。待混凝土澆筑施工結(jié)束后，應(yīng)對其灑水并覆蓋塑料布養(yǎng)護(hù)。等到混凝土的強(qiáng)度達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求的90%時(shí)，撤去塑料布，并對混凝土繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)至少14天以上。在整個(gè)養(yǎng)護(hù)過程中，不應(yīng)忽視混凝土地面、側(cè)臉的有效養(yǎng)護(hù)。

（五）預(yù)應(yīng)力張拉施工

根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求，采用由下而上的方式進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。在施工過程中，時(shí)刻關(guān)注預(yù)應(yīng)力筋的伸長參數(shù)，避免其誤差超過6%。一旦誤差超過限制，應(yīng)立刻停止施工，并安排專人找出具體原因，并采取有效的措施進(jìn)行解決。在張拉施工結(jié)束后，應(yīng)對孔道進(jìn)行壓漿處理，本工程采用純水泥漿（水灰比0.4～0.45）進(jìn)行孔道壓漿施工，壓漿的壓力以保證壓入孔內(nèi)的水泥漿密實(shí)為準(zhǔn)，開始較小，逐步增加到0.5～0.7Mpa，并穩(wěn)壓至少3分鐘。壓漿施工結(jié)束后，對錨槽進(jìn)行全面的清理，確保無異物后，方可進(jìn)行封錨施工。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁工程項(xiàng)目日漸增多。為了提高橋梁工程的施工質(zhì)量，越來越多的新技術(shù)和新材料被應(yīng)用到工程當(dāng)中。尤其是掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)，本身具有操作簡便、施工靈活、可重復(fù)利用等優(yōu)勢，極大地提高了橋梁的建設(shè)質(zhì)量。因此，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)重視掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)的研究[3]，加強(qiáng)施工過程的監(jiān)控，減少施工誤差，確保施工質(zhì)量，推動橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展。