公路橋梁懸臂掛籃技術(shù)實踐

周劍

（江西省路橋工程集團(tuán)有限公司，江西南昌 330038）

0 引言

公路橋梁是重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，關(guān)系到社會的發(fā)展及民眾的出行，所以加強(qiáng)公路橋梁建設(shè)，提高施工技術(shù)水平，是滿足當(dāng)前社會發(fā)展的關(guān)鍵。目前，在公路橋梁項目施工中，懸臂掛籃技術(shù)的應(yīng)用非常普遍，該技術(shù)可以簡化現(xiàn)場施工工序，優(yōu)化施工流程，使各個環(huán)節(jié)施工能夠順利進(jìn)行，具備較高的靈活性，且不需要搭設(shè)臨時支架，受現(xiàn)場施工環(huán)境影響較小。因為這些優(yōu)勢，懸臂掛籃技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到公路橋梁項目建設(shè)中。基于此，有必要對該項技術(shù)在工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 公路橋梁懸臂掛籃技術(shù)概述

懸臂掛籃技術(shù)是當(dāng)前公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域發(fā)展過程中逐步形成的一種先進(jìn)技術(shù)，以懸臂澆筑方法為基礎(chǔ)。應(yīng)用該技術(shù)時，施工人員結(jié)合當(dāng)前橋梁工程的施工情況，采取分段懸臂澆筑的方式，通過移動掛籃對每一段結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑施工，完成整個橋梁工程建設(shè)。較之傳統(tǒng)的施工技術(shù)，該技術(shù)有明顯的優(yōu)勢，如靈活方便、受限小等。

在以往的公路橋梁建設(shè)中，需要使用大型的吊裝設(shè)備，不僅所需機(jī)械設(shè)備數(shù)量多，且對機(jī)械設(shè)備的性能有較高的要求。并且，大型機(jī)械設(shè)備操作對施工人員的專業(yè)技術(shù)水平要求也比較高，還需要定期組織專業(yè)人員進(jìn)行機(jī)械設(shè)備維護(hù)和管理。而懸臂掛籃技術(shù)對現(xiàn)場施工的環(huán)境要求較低，且不易受到氣候條件、水文狀況等方面的影響，所需施工機(jī)械設(shè)備小巧靈活，當(dāng)前已有很多工程企業(yè)將懸臂掛籃技術(shù)應(yīng)用到實際建設(shè)中。

2 公路橋梁懸臂掛籃技術(shù)原理

懸臂澆筑法（懸臂掛籃技術(shù)）主要指的是在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工過程中，在橋墩兩側(cè)設(shè)置工作臺，平衡地逐段向跨中懸臂澆筑或拼裝梁段，直至橋跨結(jié)構(gòu)合龍[1]。掛籃是在懸臂澆筑過程中制作的一種施工工具，為現(xiàn)場施工連續(xù)進(jìn)行提供基礎(chǔ)，其主要包括承重系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、支架系統(tǒng)等。

在懸臂掛籃澆筑過程中，通常需要將梁體結(jié)構(gòu)分為多個節(jié)段，每段長度為2～5m，以掛籃施工平臺為基礎(chǔ)，進(jìn)行懸臂對稱澆筑施工。掛籃是一種可以沿梁體滑動或者滾動的活動模支撐結(jié)構(gòu)，和前部結(jié)構(gòu)錨固連接，并在掛籃上進(jìn)行鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道等的安裝，在掛籃上開展混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等工作。一個部分施工完成后，可以將其移動到另外一個部分進(jìn)行施工循環(huán)，完成整個公路橋梁施工作業(yè)。該技術(shù)現(xiàn)場施工占用的空間比較小，可以實現(xiàn)多個作業(yè)面同時施工作業(yè)，提高施工速度，有效控制橋梁線形，進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)督管控。

3 公路橋梁懸臂掛籃施工技術(shù)要點

3.1 施工流程

首先，進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣，搭設(shè)施工支架，并安裝臨時支座及模板。

其次，進(jìn)行綁扎底部模板施工，并安裝波紋管，對各個結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行檢查。

最后，進(jìn)行混凝土澆筑、養(yǎng)生。

3.2 掛籃施工技術(shù)要點

3.2.1 掛籃設(shè)計

掛籃結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案對公路橋梁現(xiàn)場施工效果有直接影響，關(guān)系到工程的進(jìn)度和質(zhì)量。通常來說，掛籃會采用質(zhì)量比較輕且剛度性能較好的材料，以減小掛籃的自重，并滿足現(xiàn)場施工安全性的要求。掛籃結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡化，方便安裝和拆除，避免因現(xiàn)場操作不當(dāng)而影響施工效果[2]。在橋梁工程掛籃施工作業(yè)環(huán)節(jié)，由于掛籃操作方式不同，掛籃所承受的荷載也會有明顯的差異，所以在該環(huán)節(jié)應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)計算，進(jìn)而選擇合適的材質(zhì)，以滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，提高掛籃結(jié)構(gòu)的性能。

3.2.2 掛籃靜載試驗

因掛籃結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，承受的荷載較大，受力條件比較特殊，所以正式施工開始之前應(yīng)計算各項參數(shù)，并進(jìn)行靜載試驗分析，經(jīng)檢測合格才能投入使用。

（1）掛籃加載方式

按照最不利荷載進(jìn)行現(xiàn)場模擬分析，檢驗掛籃結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，測量變形量。通常來說，預(yù)壓試驗采取堆碼砂袋的方式。

（2）數(shù)據(jù)分析整理

經(jīng)預(yù)壓之后，測量掛籃結(jié)構(gòu)的變形量參數(shù)，將彈性變形和掛籃設(shè)計參數(shù)進(jìn)行對比，檢查是否滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)測量結(jié)果，繪制荷載和掛籃變形的關(guān)系曲線，為線性控制提供基礎(chǔ)。

3.2.3 掛籃制作安裝

第一，掛籃設(shè)計圖紙是掛籃生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)，所以應(yīng)嚴(yán)格審查設(shè)計圖紙，確保設(shè)計方案符合現(xiàn)場施工要求。

第二，掛籃結(jié)構(gòu)施工之前，要對各個結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行全面檢查，確保結(jié)構(gòu)部件的性能和質(zhì)量符合工程的使用要求。同時，在施工環(huán)節(jié)，如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場施工情況和設(shè)計方案存在沖突，應(yīng)積極和相關(guān)部門溝通，經(jīng)過嚴(yán)格審查之后，及時進(jìn)行設(shè)計方案調(diào)整，以滿足現(xiàn)場施工要求。

第三，在現(xiàn)場拼接過程中，應(yīng)重視細(xì)節(jié)方面的處理，保證梁頂面的平整度，確保后續(xù)的鋼枕鋪設(shè)施工達(dá)到要求。上述工作結(jié)束后進(jìn)行軌道安裝，確保掛籃質(zhì)量合格，走行順暢。在掛籃拼裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝方案的要求，加強(qiáng)拼裝工序控制。拼裝完成后，對每個結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行全面檢查，確保其性能和質(zhì)量合格才能投入工程應(yīng)用。

3.2.4 掛籃走行

在澆筑完成的梁段張拉壓漿工作結(jié)束后，掛籃可以自由移動，具體操作步驟如下。

第一，使用千斤頂放松斜拉帶，通過倒鏈滑車將前托梁和外側(cè)模板固定到澆筑完成的梁體結(jié)構(gòu)上，拆除斜拉帶。

第二，將內(nèi)外滑梁的后吊桿拆除，放松主梁結(jié)構(gòu)約束。

第三，使用倒鏈滑車將主梁結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)連同滑梁移動到澆筑梁段的設(shè)計部位，并對梁體結(jié)構(gòu)進(jìn)行錨固施工，安裝后橫梁結(jié)構(gòu)。

第四，放松底籃和側(cè)模在梁體上的約束，將底籃和側(cè)模安裝到外滑梁上，解除約束，利用倒鏈滑車將其移動到指定部位。

第五，安裝斜拉帶以及下錨固帶，調(diào)整模板的位置進(jìn)行限位錨固，并綁扎鋼筋。

3.3 澆筑施工技術(shù)

3.3.1 澆筑

在掛籃結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)，應(yīng)該進(jìn)行0#段、1#段澆筑及張拉施工作業(yè)。為了防止在橋梁施工現(xiàn)場有大規(guī)模施工作業(yè)的情況，要對起吊運(yùn)輸工序進(jìn)行綜合分析。與此同時，在現(xiàn)場進(jìn)行軌道鋪設(shè)的過程中，需將掛籃結(jié)構(gòu)重新組裝作業(yè)。掛籃結(jié)構(gòu)拼裝和固定完成之后，對前后端以及外模兩側(cè)操作平臺的可靠性進(jìn)行檢查，確保在不同荷載受力條件之下掛籃的變形量都在合理范圍之內(nèi)，防止影響施工效果[3]。

安裝工作結(jié)束后，進(jìn)行底模支撐結(jié)構(gòu)安裝。起吊掛籃底部的橫梁及縱梁，由于所有結(jié)構(gòu)部分都要不斷進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，所以應(yīng)將內(nèi)模和框架組合形成整體，并考慮箱梁截面的實際情況，對最后澆筑的結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行固定。在現(xiàn)場澆筑環(huán)節(jié)，應(yīng)該做好頂板中間位置的孔隙預(yù)留處理，確?；炷翝仓较淞航Y(jié)構(gòu)之內(nèi)后，能在底模內(nèi)部均勻分布。在箱梁結(jié)構(gòu)較高的情況下，混凝土材料傳輸使用減速漏斗。在二次澆筑過程中，需要加強(qiáng)底模板、側(cè)模板及鋼筋安裝情況分析，確?，F(xiàn)場施工達(dá)到要求。

當(dāng)明確導(dǎo)聯(lián)錯接類型后，就可以利用Einthoven三角定律糾正因肢體導(dǎo)聯(lián)夾錯接造成的異常肢導(dǎo)聯(lián)心電圖。依據(jù)前文推導(dǎo)，N導(dǎo)聯(lián)夾錯接上肢會打破Einthoven三角平衡，新形成的心電圖無法通過導(dǎo)聯(lián)夾互換或鏡像改變而還原成正常導(dǎo)聯(lián)連接狀態(tài)的心電圖。一旦發(fā)現(xiàn)這種心電圖，必須重新作圖。假設(shè)錯接后的肢體導(dǎo)聯(lián)為Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′、aVR′、aVL′、aVF′，則得出其余幾種肢體導(dǎo)聯(lián)錯接的心電圖快速調(diào)整方式如表3所示。

3.3.2 張拉

混凝土結(jié)構(gòu)部件強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求的80% 以上時，可將端模和外側(cè)模板拆除。在現(xiàn)場張拉過程中，需要按照規(guī)定的程序進(jìn)行：0— 初應(yīng)力10%δ —103%δ—持荷5min—100%δ—錨固。張拉環(huán)節(jié)采取雙控原則進(jìn)行控制，確保應(yīng)力和伸長量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。張拉之后，對管道進(jìn)行全面清理，加強(qiáng)灰漿指標(biāo)控制，在壓漿壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且保持5min 穩(wěn)定的情況下，使用木塞進(jìn)行封閉處理。

3.4 掛籃拆除

掛籃拆除也非常重要，必須在懸臂澆筑工作結(jié)束之后才能進(jìn)行。在掛籃拆除過程中，先將底籃和側(cè)模利用倒鏈滑車連接在外滑梁上，解開其他約束；利用外滑梁和梁體，將掛籃走行系統(tǒng)移動到安裝梁段，再進(jìn)行拆除。

3.5 合攏段施工

合攏段施工是公路橋梁施工的重要組成部分，在該施工環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證該結(jié)構(gòu)的連接效果合格，避免因為連接質(zhì)量不合格而影響整個橋梁的通行效果?，F(xiàn)場施工應(yīng)保持在低溫的條件下進(jìn)行，避免因混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大而影響施工效果[4]。澆筑工作結(jié)束后，及時進(jìn)行振搗處理，性能達(dá)到要求后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，防止混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫問題，確保梁體各個結(jié)構(gòu)合攏段的施工連接性合格，以全面提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在連續(xù)梁體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換過程中，應(yīng)對兩側(cè)懸臂端進(jìn)行平衡配重，并焊接骨架，連接形成整體?；炷琉B(yǎng)護(hù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求之后，即可進(jìn)行縱橫、豎向預(yù)應(yīng)力筋的張拉作業(yè)，并根據(jù)工藝方案要求進(jìn)行壓漿施工。在合攏段施工環(huán)節(jié)，應(yīng)做好如下工作。

第一，嚴(yán)格控制合龍施工順序，通常是按照邊跨、中跨的順序進(jìn)行。

第二，合龍操作開始之前，檢測箱梁頂標(biāo)高和軸線，對溫度進(jìn)行檢測，并觀測合攏段的溫度是否對下部結(jié)構(gòu)長度、豎向造成影響。

第三，合龍工作開始之前，需要在懸臂兩側(cè)合攏段配置澆筑質(zhì)量相等的配重。以中軸線為參考進(jìn)行對稱加載配重，并在澆筑混凝土的過程中逐級卸載，達(dá)到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。

第四，在合攏段澆筑環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行溫度控制措施[5]。如果設(shè)計方案中沒有明確的規(guī)定，一般選擇在當(dāng)日環(huán)境溫度較低，溫度變化幅度較小的時間段進(jìn)行施工，一般在凌晨之后、日出之前。

4 公路橋梁懸臂掛籃澆筑施工注意事項

4.1 掛籃防傾覆措施

第一，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算掛籃結(jié)構(gòu)部件材質(zhì)，必須滿足設(shè)計要求，整體抗傾覆系數(shù)在2 以上。

第二，在掛籃懸臂施工階段，加強(qiáng)掛籃移動前、混凝土澆筑前的檢查工作，做好各項記錄，并在移動的過程中做好防護(hù)處理[6]。

第三，在掛籃前移過程中，全程進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，保證結(jié)構(gòu)部分的性能合格，避免發(fā)生變形或損壞問題。

第四，在混凝土澆筑過程中，加強(qiáng)混凝土澆筑偏載控制，確保掛籃受力平衡，避免發(fā)生偏心受拉等情況。

4.2 對結(jié)構(gòu)撓度的控制

通常來說，在公路橋梁跨徑尺寸比較大的情況下，應(yīng)用懸臂掛籃技術(shù)非常重要。為了提高懸臂掛籃的施工效率，加強(qiáng)掛籃撓度控制極為重要。需要對現(xiàn)場進(jìn)行全面管控，采取線性調(diào)整方法進(jìn)行優(yōu)化處理，確保預(yù)應(yīng)力撓度參數(shù)合格。

4.3 控制預(yù)應(yīng)力拉張

在現(xiàn)場澆筑過程中，壓漿施工作業(yè)非常重要。為保證施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力張拉，主要是加強(qiáng)壓漿壓力控制，避免預(yù)應(yīng)力鋼筋損壞。與此同時，在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，需要避免鋼筋材料發(fā)生銹蝕、變形、損壞等情況，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體性能的提升。

4.3.1 張拉過程控制

在懸臂掛籃技術(shù)中，預(yù)應(yīng)力張拉是關(guān)鍵步驟，應(yīng)確保預(yù)應(yīng)力鋼束正確張拉和錨固，以達(dá)到預(yù)定的預(yù)應(yīng)力力值和應(yīng)力分布。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制張拉過程，避免預(yù)應(yīng)力力值過大或不足，同時確保各個部位的預(yù)應(yīng)力力值一致。

4.3.2 預(yù)應(yīng)力監(jiān)測

在懸臂掛籃技術(shù)施工中，應(yīng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力監(jiān)測，以確保預(yù)應(yīng)力力值的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性?？梢圆捎脩?yīng)力傳感器、位移傳感器等裝置，對預(yù)應(yīng)力張拉和保持力進(jìn)行實時監(jiān)測，以及時發(fā)現(xiàn)異常情況。

4.3.3 預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)設(shè)計和選擇

預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)是懸臂掛籃技術(shù)中的重要組成部分，應(yīng)根據(jù)工程的具體要求和設(shè)計規(guī)范，選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，并確保其質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定。

4.3.4 質(zhì)量控制和施工規(guī)范

懸臂掛籃技術(shù)的預(yù)應(yīng)力控制需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的施工規(guī)范和質(zhì)量控制要求。在施工過程中，應(yīng)對預(yù)應(yīng)力材料和設(shè)備進(jìn)行驗收，并按照規(guī)范要求進(jìn)行施工操作，保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量和安全性。

5 結(jié)語

在公路橋梁建設(shè)過程中，懸臂掛籃施工技術(shù)因操作方便、成本較低、現(xiàn)場施工便捷，所以應(yīng)用范圍非常廣泛。為更好地發(fā)揮該技術(shù)的作用，在施工階段，施工單位應(yīng)加強(qiáng)掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計和安裝控制，結(jié)合工程項目實際情況，做好對現(xiàn)場各個施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督管控，提高懸臂掛籃施工技術(shù)水平，以滿足公路橋梁建設(shè)施工需要。