懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)應(yīng)用分析

魏江平、劉莉華

（北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100022）

0 引言

就目前的橋梁工程建設(shè)來看，懸臂掛籃施工技術(shù)已經(jīng)成為一種主要技術(shù)形式。在應(yīng)用懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)時(shí)，施工單位要明確其技術(shù)原理和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合實(shí)際的工程概況與建設(shè)要求，充分發(fā)揮懸臂掛籃施工技術(shù)在橋梁工程中的優(yōu)勢(shì)，滿足橋梁工程的實(shí)際建設(shè)及其應(yīng)用需求，促進(jìn)橋梁工程、交通運(yùn)輸與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展。

1 工程概況

以某公路標(biāo)段內(nèi)的一段橋梁為例，該橋梁的總長(zhǎng)度是1340m，橋面兩側(cè)寬度是15.60m，中央設(shè)置了10m 寬的分隔帶。其上部是預(yù)應(yīng)力混凝土形式的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，采用懸臂掛籃施工技術(shù)；其下部為圓端橋墩以及矩形承臺(tái)。澆筑施工分兩次進(jìn)行。在該橋梁工程施工中，懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用是重點(diǎn)內(nèi)容。應(yīng)用懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)，為橋梁工程的整體施工質(zhì)量及安全性提供良好保障。對(duì)此項(xiàng)技術(shù)在施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。

2 懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)原理及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 技術(shù)原理

懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)是由懸臂澆筑技術(shù)衍生而來的一種橋梁施工技術(shù)，同時(shí)也是混凝土澆筑的一種技術(shù)形式。在具體應(yīng)用中，通常需要將橋梁劃分成若干個(gè)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段的長(zhǎng)度控制在3～5m 之間。然后，將掛籃作為機(jī)具，通過懸臂對(duì)稱的方式進(jìn)行混凝土澆筑施工。在此過程中，掛籃是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立且能夠自由行走的移動(dòng)式承重結(jié)構(gòu)，將其懸掛在完成張拉的前端梁段上，并在掛籃上對(duì)下一個(gè)橋梁節(jié)段進(jìn)行模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力等施工[1]。在完成了一個(gè)節(jié)段施工之后，便可將掛籃約束解除，使其對(duì)稱移動(dòng)到下一個(gè)節(jié)段中繼續(xù)施工，直到橋梁工程的所有節(jié)段施工完成為止。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在橋梁工程的施工中，懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分顯著。就目前來看，此項(xiàng)施工技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)包括以下幾個(gè)方面：第一，在對(duì)跨徑較大的懸臂橋梁進(jìn)行澆筑施工時(shí)，應(yīng)用此技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)原地分段施工效果，并不需要架設(shè)支架或使用大型吊機(jī)便可順利完成混凝土澆筑施工。第二，掛籃不僅自身性能優(yōu)越，且在施工中也具有非常好的性能，可在承擔(dān)自重的同時(shí)承擔(dān)梁段施工帶來的荷載，盡最大限度避免橋梁在各種受力作用下產(chǎn)生形變，以此來確保橋梁工程的施工質(zhì)量及安全性。第三，掛籃具有簡(jiǎn)單輕巧的結(jié)構(gòu)，在混凝土澆筑中可以快速向前移動(dòng)，顯著提升整體的施工效率。第四，掛籃不僅適用于多種工程環(huán)境，且能夠重復(fù)使用，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，

3 懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 掛籃系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)而言，掛籃系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在該工程的掛籃系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件、實(shí)際工程施工要求和各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，通過比較各種掛籃系統(tǒng)，最終決定采用三角輕型掛籃，主要的組成部分包括后錨固、內(nèi)模板、外模板、走行、承重以及底模等。在施工中，走行方式應(yīng)用的是無平衡重走行，穩(wěn)定系數(shù)控制在2.0 及以上，掛籃下方的通車凈高度應(yīng)超過4.5m。通過這樣的設(shè)計(jì)方式，才可以讓掛籃系統(tǒng)充分滿足工程的實(shí)際施工需求，從而為后續(xù)的懸臂掛籃施工奠定良好基礎(chǔ)。

3.2 掛籃安裝施工

掛籃安裝是橋梁工程懸臂掛籃施工的首要環(huán)節(jié)。在施工中，主要通過以下幾項(xiàng)技術(shù)措施來安裝掛籃：第一，將調(diào)坡模板、鋼枕以及滑道放置到已經(jīng)確定好的安裝位置上，并做好固定處理，以免掛籃安裝中的傾覆問題。第二，通過吊車進(jìn)行主梁的吊裝，吊裝材料主要包括鋼拉帶、平聯(lián)和立柱等。第三，將橫梁安裝到主梁端頭上，將平聯(lián)與主梁連接到一起。在以上安裝操作完工后，再將托架和底板拆除。第四，根據(jù)前下橫梁→后下橫梁→底板腹板→下縱梁的順序，用吊車進(jìn)行吊裝，并將吊桿安裝牢固。第五，進(jìn)行滑梁、側(cè)模以及支架的安裝，并對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查。在保障質(zhì)量合格之后，才可以開展下一道工序的施工[2]。

為進(jìn)一步確保掛籃安裝質(zhì)量，施工單位一定要做好中線檢查。在施工中，主要通過全站儀將軸線打在模板上，并對(duì)軸線與底板中心、橋軸線的位置進(jìn)行了對(duì)比分析，在確定中線完全吻合的基礎(chǔ)上，合理確定掛籃的具體安裝位置。同時(shí)，在掛籃安裝中，施工單位也需要合理控制其標(biāo)高，按照0#塊的實(shí)際標(biāo)高來確定后視點(diǎn)位置標(biāo)高。在確定前吊標(biāo)高的過程中，應(yīng)該按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的標(biāo)高，對(duì)掛籃所受的自重及其彈性形變量等多種因素加以綜合考慮，以此來實(shí)現(xiàn)前吊標(biāo)高的合理確定。

3.3 掛籃預(yù)壓施工

掛籃預(yù)壓施工是避免掛籃在后續(xù)施工中發(fā)生變形的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。因此，在應(yīng)用懸臂掛籃橋梁施工過程中，施工單位要重視掛籃預(yù)壓施工，并通過合理的技術(shù)措施進(jìn)行掛籃預(yù)壓施工。在該工程中，預(yù)壓加載的主要方法是砂袋堆砌模擬法，采用該方法確定5 個(gè)預(yù)壓加載等級(jí)的加載條件[3]。5 個(gè)預(yù)壓加載等級(jí)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 5 個(gè)預(yù)壓加載等級(jí)設(shè)計(jì)參數(shù)表

在施加每一級(jí)預(yù)壓加載的過程中，施工單位需要對(duì)掛籃產(chǎn)生的塑性形變進(jìn)行測(cè)量。首先，將壓測(cè)點(diǎn)主要布設(shè)在后橫梁、上下橫梁、前后支座等位置，每?jī)纱螠y(cè)量時(shí)間間隔控制為6h。若連續(xù)兩次測(cè)得的沉降量相差不超過2mm，便需要卸載壓力。其次，對(duì)其進(jìn)行一次測(cè)量，同時(shí)應(yīng)科學(xué)計(jì)算掛籃處在不同預(yù)壓荷載條件下的具體變形值。最后，再將具體的測(cè)量及計(jì)算數(shù)據(jù)輸入相應(yīng)的工程軟件，通過工程軟件自動(dòng)完成立模標(biāo)高的計(jì)算。

3.4 鋼筋與波紋管施工

在施工中，需要依照具體的工程設(shè)計(jì)制作鋼筋，并將成型的鋼筋整齊疊放到施工現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)準(zhǔn)備吊裝施工。在吊裝中，應(yīng)使鋼筋達(dá)到吊籃位置，綁扎好腹板以及底板鋼筋，之后再安裝預(yù)應(yīng)力筋。完成預(yù)應(yīng)力筋安裝后，應(yīng)使內(nèi)模前移，綁扎好頂板底部鋼筋，再對(duì)上層鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行安裝施工。在該工程中，預(yù)應(yīng)力管道選擇的是波紋管。若其安裝路徑和鋼筋交叉，需要移動(dòng)鋼筋，讓波紋管安裝位置與工程設(shè)計(jì)完全相符。以實(shí)際施工情況作為依據(jù)，適當(dāng)增加鋼筋的直徑，做好定位筋網(wǎng)片的加密處理，并對(duì)箱梁位置的構(gòu)造筋做好加固處理，有效避免預(yù)應(yīng)力管道在混凝土澆筑施工中發(fā)生移位?；炷翝仓?，施工單位還需要做好預(yù)應(yīng)力管道的檢查，看其有無破損，連接是否牢固。經(jīng)檢查確認(rèn)符合施工要求之后，采用橡膠棒填充預(yù)應(yīng)力管道。在澆筑混凝土?xí)r，不可以對(duì)預(yù)應(yīng)力管道處實(shí)施振搗，有效防止管道擾動(dòng)所導(dǎo)致的位移或破損等問題。

3.5 混凝土澆筑施工

該工程應(yīng)用的是C50 混凝土，確保橋梁施工質(zhì)量，滿足其實(shí)際應(yīng)用需求。在施工中，需要將混凝土坍落度控制在12～16cm 之間，使其在兩端鋼筋以及預(yù)應(yīng)力管道周圍均勻分布。在混凝土澆筑施工中，主要的技術(shù)措施包括以下幾方面：第一，通過掛籃進(jìn)行混凝土澆筑的過程中，各個(gè)箱梁之間的澆筑質(zhì)量差應(yīng)控制在15t 以內(nèi)[4]。第二，在澆筑中，一定要嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)做好澆筑高程以及澆筑軸線的控制。為達(dá)到這一目標(biāo)，特安排了專業(yè)的技術(shù)人員通過全站儀和水準(zhǔn)儀對(duì)澆筑高程以及澆筑軸線進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。當(dāng)澆筑高程出現(xiàn)偏差時(shí)，需立即通過橫梁上設(shè)置的拉桿來進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)澆筑軸線出現(xiàn)偏差時(shí)，需立即通過導(dǎo)梁前端安裝的葫蘆進(jìn)行調(diào)整。第三，在對(duì)同一段導(dǎo)梁進(jìn)行澆筑施工的過程中，左右澆筑一定要保持對(duì)稱，有效防止導(dǎo)梁側(cè)向變化向前口平面移動(dòng)，讓箱梁軸線與設(shè)計(jì)要求相符。第四，在對(duì)底層和頂層進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，需要在頂板模板上開設(shè)兩個(gè)方孔，兩個(gè)方孔的直徑均為50×50mm，然后通過這兩個(gè)方孔進(jìn)行混凝土澆筑。在完成了底板混凝土澆筑施工后，應(yīng)立即將方孔封閉。第五，在施工中，嚴(yán)格控制混凝土的澆筑時(shí)間，使?jié)仓┕ぴ诨炷脸跄巴瓿?，以免混凝土凝固所?dǎo)致的硬化效果不佳情況，確?；炷恋臐仓|(zhì)量。第六，在完成了混凝土現(xiàn)澆筑后，施工單位還需要采取合理的措施進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。因混凝土中的主要組成材料包括水泥、砂石骨料和水等，屬于一種多孔、均勻的建筑材料，所以在硬化過程中，內(nèi)外表面之間很容易產(chǎn)生較大的溫差，進(jìn)而增強(qiáng)表面張拉力，引發(fā)裂縫問題。為避免此類問題的產(chǎn)生，在具體養(yǎng)護(hù)中，施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，讓混凝土結(jié)構(gòu)表面保持濕潤(rùn)，以此來降低內(nèi)外表面之間的溫差，防止裂縫問題產(chǎn)生。

3.6 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工主要包括穿束、張拉和壓漿三個(gè)步驟。在預(yù)應(yīng)力穿束時(shí)，最主要的施工技術(shù)有以下幾項(xiàng)：第一，穿束前，先通過通孔器進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道疏通，使總方向上的預(yù)應(yīng)力筋維持在順直狀態(tài)。穿束時(shí)，導(dǎo)線應(yīng)穿過孔道，連接好預(yù)應(yīng)力筋束，再用卷揚(yáng)機(jī)實(shí)施穿束施工。第二，鋼絞線穿束結(jié)束后，應(yīng)檢查好預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際外露狀態(tài)，在確保其外露長(zhǎng)度相同時(shí)才可以進(jìn)入下一道工序。第三，按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行加工，并在混凝土澆筑之前完成波紋管道內(nèi)的豎向預(yù)應(yīng)力筋安裝。

在預(yù)應(yīng)力張拉施工中，主要的技術(shù)措施包括以下幾個(gè)方面：第一，在對(duì)縱向鋼絞線進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉之前，需要對(duì)梁段混凝土做好強(qiáng)度檢查，在其強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%的情況下才可以進(jìn)行張拉施工，保障鋼絞線張拉質(zhì)量。第二，在橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉前，需要將掛籃向前移動(dòng)到指定位置，然后進(jìn)行張拉施工。第三，對(duì)于豎向鋼絞線，一定要在橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉完成后進(jìn)行。第四，在鋼絞線張拉施工中，施工單位一定要對(duì)張拉力和延伸量加以嚴(yán)格控制。為達(dá)到這一效果，千斤頂和錨具、錨具和錨墊板、管道和錨墊板一定要保持同心。第五，在張拉施工中，兩側(cè)梁端的鋼絞線張拉應(yīng)保持同步。張拉后，需要對(duì)鋼絞線做好等距標(biāo)記，并在24h 之后，重新進(jìn)行鋼絞線測(cè)量，實(shí)現(xiàn)鋼絞線回縮量的科學(xué)計(jì)算。在確保其回縮量不超過設(shè)計(jì)范圍的情況下，才可以進(jìn)行下一道工序的施工。

在壓漿施工中，主要的技術(shù)措施包括以下幾個(gè)方面：第一，對(duì)于壓漿施工應(yīng)用的水泥漿，一定要控制好水灰比和抗壓強(qiáng)度。第二，壓漿施工前，需要切除外露的鋼絞線，并做好封錨處理。第三，將錨墊板清洗干凈，在保護(hù)罩底面和橡膠密封圈表面上，均勻涂刷玻璃膠。做好橡膠圈的密封處理，將保護(hù)套安裝到錨墊板安裝孔上，并做好連接位置的螺栓緊固。第四，做好壓漿孔的清理工作，以此來確保壓漿施工的順利進(jìn)行。第五，該工程主要通過真空泵進(jìn)行壓漿施工。壓漿前，需檢查孔道的密封效果。如果密封效果不佳，則需要及時(shí)做好密封處理。第六，對(duì)于壓漿應(yīng)用的水泥漿，在現(xiàn)場(chǎng)通過攪拌機(jī)制備。攪拌之前，需要先使攪拌機(jī)帶水運(yùn)行幾分鐘，將水分控干之后，再按照設(shè)計(jì)好的配合比進(jìn)行水泥漿攪拌，并做好攪拌時(shí)間的控制。第七，將適量的外加劑加入水泥漿，在繼續(xù)一段時(shí)間的攪拌之后，便可完成水泥漿制備。在盛漿筒中，裝入制備好的水泥漿，完成壓漿前的準(zhǔn)備工作。第八，在壓漿施工中，施工人員一定要控制好真空泵的實(shí)際負(fù)壓。當(dāng)水泥漿灌注到三通接頭時(shí)，便可將真空泵關(guān)閉。在此過程中，需要觀察出漿情況，在流出漿液的黏稠度基本保持一致的情況下，便可將壓漿泵關(guān)閉。在壓漿施工中，應(yīng)做好高壓管的長(zhǎng)度控制。壓漿結(jié)束后，做好高壓管的清洗工作，以便下次壓漿使用。第九，對(duì)于張拉端，使用混凝土做好封錨處理。在封錨過程中，需要先將混凝土上層的灰塵清除，之后才可以實(shí)施混凝土澆筑，確保上下層混凝土之間的黏結(jié)效果。壓漿施工參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 壓漿施工參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)

3.7 掛籃移動(dòng)施工

當(dāng)壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值之后，需要將每一組掛籃分離成獨(dú)立體，然后再將掛籃移動(dòng)到下一個(gè)節(jié)段。在掛籃移動(dòng)施工中，主要的技術(shù)措施包括以下幾個(gè)方面：第一，松開主梁后方的錨桿以及承重吊桿，通過千斤頂頂起主梁，將滑道牽引到指定位置，卸下千斤頂，將主梁拖動(dòng)，使側(cè)模隨之移動(dòng)，一直到指定位置為止。第二，在移動(dòng)主梁的過程中，需采用3 根壓緊器做好主梁固定。在主梁就位后，再采用4 根錨桿將其錨固好。第三，主梁一定要與側(cè)模之間保持一致性的移動(dòng)，鋼吊桿下穿至預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)部，讓鋼吊桿和滑梁連接，然后將側(cè)模托起。第四，將底模錨固到梁段上，通過Ⅳ級(jí)鋼筋與上橫梁連接，按具體設(shè)計(jì)要求調(diào)整標(biāo)高和中線。第五，使底模和底板、側(cè)模和腹板保持密合，再一次對(duì)標(biāo)高和中線進(jìn)行調(diào)整，讓內(nèi)模移動(dòng)至指定位置。通過這樣的方式，實(shí)現(xiàn)掛籃的有效移動(dòng)。

4 結(jié)語

綜上所述，在橋梁工程中，合理應(yīng)用懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)至關(guān)重要。基于此，施工單位需要以實(shí)際的工程概況與設(shè)計(jì)要求作為依據(jù)，對(duì)懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)加以合理應(yīng)用，包括掛籃系統(tǒng)設(shè)計(jì)、掛籃安裝施工、掛籃預(yù)壓施工、鋼筋和波紋管施工、混凝土澆筑施工、預(yù)應(yīng)力施工、掛籃移動(dòng)施工等?？刂聘黜?xiàng)工藝流程與技術(shù)參數(shù)，充分發(fā)揮懸臂掛籃橋梁施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，滿足橋梁工程的實(shí)際施工要求。