預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程中懸臂施工技術(shù)分析

文/楊勇、李鵬麟

1 前言

在鋼構(gòu)橋梁與大跨度橋梁項(xiàng)目建設(shè)中，懸臂施工技術(shù)是常用的一種施工方式，該技術(shù)具備施工效率高、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。在應(yīng)用時(shí)可以將預(yù)應(yīng)力混凝土的承受負(fù)彎矩能力的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，可以將跨中正彎矩轉(zhuǎn)變?yōu)橹c(diǎn)負(fù)矩，在一定的范圍上提升管橋梁跨越能力。

2 懸臂掛籃施工技術(shù)的原理

因?yàn)閼冶蹝旎@施工作業(yè)方式相對(duì)簡(jiǎn)單，所以被大量的使用到橋梁建筑施工領(lǐng)域內(nèi)。其是懸臂澆筑方式中的一個(gè)種類，上部結(jié)構(gòu)的掛籃可以按照要求進(jìn)行移動(dòng)，所以就不會(huì)使用吊機(jī)等大型的設(shè)備就能夠完成施工作業(yè)，操作比較簡(jiǎn)單，施工成本也比較低，被廣泛應(yīng)用到工程領(lǐng)域內(nèi)。

懸臂掛籃施工技術(shù)在具體的實(shí)施環(huán)節(jié)中，工程技術(shù)人員應(yīng)該深入到現(xiàn)場(chǎng)了解實(shí)際情況，合理的確定分段懸臂施工作業(yè)任務(wù)，明確具體的施工環(huán)節(jié)和順序，從而保證橋梁各個(gè)節(jié)段部分都能夠按照要求順利進(jìn)行。懸臂掛籃施工技術(shù)的承載性能比較好，能夠滿足多種條件下的應(yīng)用要求，不僅可以有效提升施工的速度，同時(shí)還能保證工程的質(zhì)量合格，安全性達(dá)標(biāo)，不會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故問(wèn)題。雖然掛籃施工有著這些優(yōu)勢(shì)，但是也需要重視掛籃設(shè)計(jì)方面，技術(shù)人員需要選擇自重小、功能齊全、操作方便的掛籃結(jié)構(gòu)部件，有效降低操作難度、減少工作量，保證現(xiàn)場(chǎng)施工人員按照要求逐步開(kāi)展施工，最終可以提升總體的經(jīng)濟(jì)效益。

3 懸臂澆筑技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在工程施工中，懸臂施工技術(shù)使用期優(yōu)勢(shì)為：

3.1 減少橋梁施工吊裝等多項(xiàng)工序，簡(jiǎn)化了橋梁工程的施工流程。

3.2 懸臂施工工藝不受到地形影響，能在大跨進(jìn)等大型橋梁工程應(yīng)用。

3.3 機(jī)械施工程度高，具備循環(huán)施工作業(yè)特點(diǎn)，在中跨連接合攏施工時(shí)易操作，減少了施工步驟。

3.4 無(wú)需搭建滿堂支架結(jié)構(gòu)，按照橋梁體現(xiàn)的建筑要求，懸臂施工技術(shù)有兩種施工工藝，即懸臂澆筑施工方法和懸臂拼接方法。對(duì)于懸臂拼接方法而言，主要是通過(guò)移動(dòng)式或者固定式的懸吊設(shè)備將預(yù)制梁吊起，然后將環(huán)氧樹(shù)膠作為接縫主要材料，在施加預(yù)應(yīng)力后，讓梁段各個(gè)位置實(shí)現(xiàn)結(jié)合[1]。而懸臂澆筑技術(shù)主要是將作為移動(dòng)式掛藍(lán)為設(shè)備，將墩柱作為施工中心，采用掛藍(lán)逐漸向?qū)ΨQ的施工段進(jìn)行澆筑，當(dāng)混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范97%強(qiáng)度要求后，實(shí)施預(yù)應(yīng)力束張拉施工，移動(dòng)掛藍(lán)，之后進(jìn)入下步驟的梁段澆筑。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁懸臂澆筑施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 （0 號(hào)）梁段施工

施工環(huán)節(jié)，在安裝支座之前，需要在支座位置的墊石上確定中線，之后按照中心線與需要安裝支座型號(hào)外形尺寸以及規(guī)格進(jìn)行放樣，進(jìn)行安裝施工。當(dāng)活動(dòng)支架完成安裝后，需在0 號(hào)梁段位置上設(shè)置臨時(shí)鎖定，一般來(lái)說(shuō)臨時(shí)鎖定主要采用砂桶或者高標(biāo)號(hào)硫磺砂漿制作臨時(shí)支墩，同時(shí)采用精軋螺紋鋼后宅的鋼絞線在梁體墩身進(jìn)行連接，對(duì)臨時(shí)鎖定的裝置施加拉力。

4.2 掛籃施工

4.2.1 懸臂掛籃荷載設(shè)計(jì)的時(shí)候，按照懸臂澆筑的分段進(jìn)行確定。通常情況下，需要考慮梁體的寬度與梁箱的截面形式。當(dāng)橋梁斷面為一個(gè)箱時(shí)，可以采用掛籃方法施工；若橋梁截面存在多個(gè)箱，為了將掛籃施工靈活性提升，可以同時(shí)采用多個(gè)掛籃進(jìn)行施工。另外，在掛籃荷載設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照0.8～1.0kPa 的重量對(duì)模板進(jìn)行計(jì)算，將模板的實(shí)際承載力計(jì)算出來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，模板重量包含了內(nèi)膜、側(cè)膜、底膜還有端模等數(shù)據(jù)，當(dāng)模板尺寸得到確定之后，還需要將相應(yīng)的指標(biāo)計(jì)算出來(lái)，保證模板使用的千斤頂油泵還有混凝土承載力，各項(xiàng)數(shù)據(jù)得到確定。此外在進(jìn)行掛籃底模架設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)過(guò)程中，可以使用振動(dòng)器自動(dòng)設(shè)備作為掛籃底模架震動(dòng)的主要支撐力，同時(shí)在進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)展的時(shí)候，人工荷載計(jì)算需要根據(jù)2kPa進(jìn)行計(jì)算，從而保證懸臂掛籃的荷載設(shè)計(jì)滿足實(shí)際的要求[2]。

4.2.2 掛籃的制作與吊裝。在制作掛籃時(shí)，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)掛籃進(jìn)行制作加工以及拼裝。在懸澆施工過(guò)程中，主承重架以及模板是非常關(guān)鍵的受力結(jié)構(gòu)，因此在實(shí)踐的過(guò)程中需要引起重視。同時(shí)再進(jìn)行加工的時(shí)候，需要嚴(yán)格按照施工圖紙的要求、規(guī)范進(jìn)行制作，為了能及時(shí)將掛籃施工效率提高，在進(jìn)行掛籃制作時(shí)，需要對(duì)錨固精軋螺紋鋼吊桿進(jìn)行試驗(yàn)，保證它的承載性滿足實(shí)際的要求。同時(shí)在掛籃焊接的時(shí)候，需要保證掛籃的焊接點(diǎn)的質(zhì)量得到提高。當(dāng)掛籃制作完成之后，需要采用吊機(jī)設(shè)備將掛籃調(diào)到指定的位置，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，保證整體工程的項(xiàng)目能夠有序開(kāi)展。

4.2.3 掛籃的預(yù)壓試驗(yàn)。施工環(huán)節(jié)，若采用的是掛籃進(jìn)行橋梁的懸臂掛籃施工，在項(xiàng)目開(kāi)展前需要做好主桁架等構(gòu)件的預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓試驗(yàn)的主要目的是判斷結(jié)構(gòu)的非彈性變形能力，對(duì)保證工程開(kāi)展與施工人員的安全有積極作用。同時(shí)，在主桁架等構(gòu)件的預(yù)壓試驗(yàn)操作完成后，還需要對(duì)懸臂掛籃的其他荷載進(jìn)行試驗(yàn)，將懸臂掛籃的承載能力計(jì)算出來(lái)，一般來(lái)說(shuō)，在橋梁懸臂掛籃的荷載需要大于最大節(jié)段大1～1.5 倍。在試驗(yàn)時(shí)，需要做好掛籃加載數(shù)據(jù)記錄，從而給后續(xù)工程的立模標(biāo)高等工作開(kāi)展提供支持[3]。

4.3 懸臂澆筑施工

4.3.1 混凝土配合比的選定

一般來(lái)說(shuō)，施工時(shí)采用的材料都是高性能混凝土材料。因此，需要對(duì)混凝土配合比進(jìn)行合理的確定，混凝土配比在滿足彈性模量、設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及耐久性之后，還需要對(duì)混凝土的可泵性易于振搗密實(shí)等方面性能進(jìn)行研究。此外，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要全面做好混凝土含砂率、水灰比、和易性、早起強(qiáng)度等性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，將彈性模量方便、混凝土強(qiáng)度高的施工配合比設(shè)計(jì)出來(lái)。

4.3.2 混凝土的拌合

混凝土拌合時(shí)需要做好材料誤差的控制，把混凝土需要使用的泵送劑按照要求進(jìn)行分帶，按照每盤投放的原則進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力混凝土的投料為先投料砂料，然后投入水泥、碎石與泵送劑以及水。拌合時(shí)每盤拌合的時(shí)間需要＞3min；在拌合過(guò)程，需要對(duì)混凝土的坍落度檢測(cè)，查看是否與設(shè)計(jì)方案一致。

4.3.3 混凝土的運(yùn)輸

采用混凝土泵送車進(jìn)行混凝土的運(yùn)輸，在混凝土泵送之前，需要使用1∶1 的水泥砂漿對(duì)管道進(jìn)行潤(rùn)滑處理，從而保證混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后的泵送狀態(tài)。同時(shí)，需要控制好混凝土運(yùn)輸?shù)穆肪€與時(shí)間，以減少時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)的混凝土結(jié)塊、離析等問(wèn)題[4]。

4.3.4 混凝土的澆筑

箱梁混凝土施工步驟為：底板澆筑施工→腹板澆筑施工→頂板澆筑施工。在混凝土澆筑時(shí)，采用水平分層的方式進(jìn)行操作，同時(shí)控制好混凝土的厚度（30cm），澆筑需要具備連續(xù)性，不可中途停止以免引起混凝土離析問(wèn)題出現(xiàn)[5]。當(dāng)混凝土澆筑完畢后，需要采用振搗器進(jìn)行振搗施工，振搗施工之間每次需要控制在15～30s，不可漏振和過(guò)振。在施工時(shí)，按照快插慢拔的方式進(jìn)行，同時(shí)需要注意預(yù)應(yīng)力管、錨固等關(guān)鍵位置，不可碰觸。

4.3.5 梁體混凝土養(yǎng)護(hù)

當(dāng)梁體全部標(biāo)準(zhǔn)完畢后，需要安排專門的負(fù)責(zé)人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，養(yǎng)護(hù)時(shí)采用土工布覆蓋梁體，同時(shí)按照情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑⑺．?dāng)強(qiáng)度滿足實(shí)際要求后，方可進(jìn)行模板拆卸施工，然后采用噴淋的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行操作，養(yǎng)護(hù)周期大于14d。

4.4 合攏段施工

對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程來(lái)說(shuō)，合攏段的施工方式可以分成兩種，即：邊跨合攏、中跨合攏施工。

4.4.1 邊跨合攏施工

邊跨合攏施工時(shí)，為了能夠?qū)⒒炷两Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提高，需要在懸澆位置上配置相應(yīng)的穩(wěn)定裝置，同時(shí)對(duì)澆筑的過(guò)程進(jìn)行控制，減少混凝土裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。此外，當(dāng)混凝土澆筑完畢后其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范95%以上的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，即可實(shí)施張拉施工，張拉完畢后需要拆卸相關(guān)固定裝置。值得注意的是當(dāng)合攏段混凝土澆筑完畢后，在受到氣溫變化影響下，梁體會(huì)出現(xiàn)伸縮變形情況，并且不同的日照溫度對(duì)梁體的產(chǎn)生的溫度也會(huì)引起扭曲變形，因此，需要做好合攏段的臨時(shí)鎖定減少變形情況出現(xiàn)。臨時(shí)鎖定主要是采用雙36a 的支撐型鋼焊接而成，焊接完成后，在混凝土澆筑之處，在凌晨溫度最低點(diǎn)，將其焊接到梁內(nèi)預(yù)埋鋼板上。

4.4.2 中跨合攏施工

當(dāng)邊跨混凝土澆筑完畢后，橋梁懸臂系統(tǒng)就基本成型了，此時(shí)，就可進(jìn)入中跨合攏的施工，在中跨合攏施工時(shí)要對(duì)混凝土澆筑的收縮性進(jìn)行控制，減少收縮裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。當(dāng)合攏段混凝土澆筑完成后，等到混凝土強(qiáng)度滿足規(guī)范95%的強(qiáng)度要求時(shí)，則可以進(jìn)行后續(xù)鋼筋束張拉施工。

5 質(zhì)量控制措施

5.1 合理選擇材料

為了能夠確保懸臂掛籃施工可以達(dá)到相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在工程項(xiàng)目開(kāi)展進(jìn)行中，應(yīng)該全面的分析各個(gè)方面的因素，選擇合適的施工原材料，并且做好材料的質(zhì)量管理和控制，所有材料進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)前都要做好檢測(cè)，不僅外觀、型號(hào)等方面合格，還要保證性能符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，任何不達(dá)標(biāo)的材料都不能使用到工程實(shí)際中，從根本上消除質(zhì)量缺陷。此外，施工開(kāi)始前技術(shù)人員要對(duì)施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)交底，讓施工人員能夠充分了解設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，理解具體要求，掌握各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，確保各項(xiàng)施工都能夠遵守設(shè)計(jì)圖紙來(lái)進(jìn)行，從而可以有效消除人員的影響因素，全面的提升工程質(zhì)量水平[5]。

5.2 對(duì)結(jié)構(gòu)撓度進(jìn)行嚴(yán)格把控

懸臂掛籃線形控制對(duì)于橋梁工程來(lái)說(shuō)影響比較直接，所以需要確保線形達(dá)到工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合設(shè)計(jì)方案，施工人員要做好各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的撓度參數(shù)控制。在項(xiàng)目施工階段，要做好整體結(jié)構(gòu)性能的分析和研究，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并且要根據(jù)設(shè)計(jì)方案隨時(shí)進(jìn)行線形的檢測(cè)，只要是有任何質(zhì)量問(wèn)題或者缺陷，都要立即停止施工，結(jié)合各個(gè)方面人員進(jìn)行整改處理，可以達(dá)到橋梁工程的設(shè)計(jì)方案要求。這種操作之下，能夠使得橋梁工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，延長(zhǎng)使用壽命，能夠滿足人們交通運(yùn)行的需要。

5.3 對(duì)壓漿和預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程進(jìn)行合理管控

壓漿施工工序是橋梁施工的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)工程的質(zhì)量影響是最為直接的。為了能夠使得壓漿施工的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，施工人員要做好水泥砂漿材料的質(zhì)量管理，材料制作過(guò)程中，各個(gè)材料的配比比例要嚴(yán)格控制，以確保最終材料的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。懸臂掛籃施工各個(gè)階段質(zhì)量控制都是非常重要的，張拉施工結(jié)束后，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格就要立即開(kāi)始?jí)簼{作業(yè)，防止預(yù)應(yīng)力筋暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致銹蝕問(wèn)題嚴(yán)重，也能夠預(yù)防其他因素造成的預(yù)應(yīng)力筋損壞，最終可以提升工程的總體質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程建設(shè)中，懸臂施工技術(shù)是常用的一種技術(shù)。對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，尋找出有效的基礎(chǔ)策略對(duì)提高懸臂澆筑工藝的應(yīng)用效果有積極作用。在以上分析中，對(duì)懸臂橋梁施工工藝要點(diǎn)進(jìn)行了討論，目的在于提升預(yù)應(yīng)力橋梁工程的施工效果。