懸臂施工關(guān)鍵技術(shù)在土木建筑施工中的應(yīng)用分析

陳旭明

摘 要：文章通過(guò)研究對(duì)懸臂施工連續(xù)橋梁應(yīng)力的監(jiān)控，來(lái)介紹懸臂施工關(guān)鍵技術(shù)在土木建筑工程中的使用方法。

關(guān)鍵詞：懸臂施工；連續(xù)橋梁；建筑施工

中圖分類號(hào)：U445.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）14-0036-02

1 問(wèn)題的提出

在施工控制中需要注意的一項(xiàng)重要內(nèi)容是對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力（包含鋼筋應(yīng)力、混凝土應(yīng)力等）的監(jiān)測(cè)，結(jié)構(gòu)應(yīng)力是否安全會(huì)直接影響到整個(gè)施工過(guò)程是否安全。由于連續(xù)梁橋在結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造不同，就會(huì)使其在某一個(gè)部位上承受的應(yīng)力，隨著懸臂施工的進(jìn)行而發(fā)生變化。為了使橋梁施工在整個(gè)過(guò)程中都能夠獲得精確、可信的數(shù)據(jù)，確保工程的質(zhì)量以及施工過(guò)程的安全，就應(yīng)該對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)所受的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)對(duì)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控為施工方提供精確的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)與自適應(yīng)控制的智能跟蹤系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果可以推算出誤差的大小和變量，這樣就可以對(duì)今后的每個(gè)階段進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)正在進(jìn)行的施工階段預(yù)計(jì)竣工后工程會(huì)出現(xiàn)的狀態(tài)；還可以有效的指出在下一階段可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，提醒工作人員做好相關(guān)的預(yù)防工作，以確保工程的質(zhì)量。

另外，工作人員在施工進(jìn)行的過(guò)程中通過(guò)測(cè)試獲得的應(yīng)力值數(shù)據(jù)，可以作為連續(xù)梁空間應(yīng)力分析的比對(duì)參考數(shù)值。經(jīng)過(guò)計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的比對(duì)，可以獲得有效的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整計(jì)算參數(shù)，對(duì)計(jì)算模型設(shè)計(jì)水平的提高提供支持。

2 懸臂澆筑法施工過(guò)程及受力機(jī)理

要想使用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)行施工，有很多辦法可供選擇，比如頂推法、支架現(xiàn)澆法、大型浮吊施工和旋轉(zhuǎn)施工法、懸臂澆注和懸臂拼裝法、移動(dòng)模架法等，在這些方法中懸臂澆筑和懸臂拼裝施工法使用的最廣泛。20世紀(jì)50年代懸臂澆筑法經(jīng)過(guò)試驗(yàn)獲得了成功，這種方法的推出使預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的建設(shè)事業(yè)快速的發(fā)展起來(lái)，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)已建成的一些較大的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋很多都是使用的這種方法。

懸臂澆筑法也被叫做掛籃法、吊籃法以及無(wú)支架平衡伸臂法。這種方法以已經(jīng)完成的墩頂部作為支撐的基礎(chǔ)，利用懸吊的掛籃從立模、構(gòu)筑的混凝土、張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋，慢慢的同進(jìn)度向兩邊結(jié)合處靠攏，進(jìn)而形成整座橋體。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工的方法，根據(jù)情況的不同分為三種：①逐跨連續(xù)懸臂施工；②T形結(jié)構(gòu)——單懸臂——連續(xù)施工；③T形結(jié)構(gòu)——雙懸臂——連續(xù)施工。其中T型結(jié)構(gòu)構(gòu)——單懸臂——連續(xù)施工，被廣泛的應(yīng)用于奇數(shù)跨的連續(xù)梁里，這種方法的步驟為：

①以B墩為起點(diǎn)進(jìn)行懸臂施工；

②把B墩兩邊部分連接起來(lái)，解除B墩的臨時(shí)固結(jié)，形成單懸臂梁；

③對(duì)C墩進(jìn)行懸臂施工；

④把C墩兩邊部分連接起來(lái)，解除C墩的臨時(shí)固結(jié)，形成單懸臂梁；

⑤BC跨的中間部分合并在一起，就形成了3跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

我們對(duì)B墩和C墩開(kāi)工的時(shí)間并沒(méi)有什么要求。這兩個(gè)部分可以同時(shí)進(jìn)行施工，也可以有適當(dāng)?shù)臅r(shí)間差。使用這樣的施工步驟可以使該建筑物具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，均勻的承受載荷，也有助于調(diào)整其結(jié)構(gòu)應(yīng)力。但是當(dāng)邊側(cè)部分連接的時(shí)候，B墩固結(jié)會(huì)出現(xiàn)一方鉸接，另一方固接地超靜定結(jié)構(gòu)，這個(gè)時(shí)候要是張拉邊跨的預(yù)應(yīng)力筋受力過(guò)大，就會(huì)使預(yù)加力發(fā)生二次彎矩。

根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)建成的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的諸多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的很多都是運(yùn)用懸臂澆筑法，經(jīng)過(guò)很多的建筑實(shí)踐，施工水平有了很大的提升，工程質(zhì)量有了明顯的改善。使用懸臂澆筑的方法進(jìn)行施工可以有效的縮短工作時(shí)間，提高工程效率?；炷临|(zhì)量的提高，以及施工機(jī)具、掛籃設(shè)備、現(xiàn)澆等方面的技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)一步促進(jìn)了這種方法的推廣。

3 懸臂施工法施工的重要技術(shù)與控制

3.1 梁段混凝土的澆筑

我們一般情況下用泵送的方法供給懸臂澆筑所需的混凝土，把坍落指數(shù)掌握在14～18 cm之間，根據(jù)澆筑時(shí)的速度和溫度變化對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行該項(xiàng)作業(yè)的時(shí)候要注意：

①最好一次性完成相關(guān)的灌注。

②要從掛籃的前部開(kāi)始灌注，以減少掛籃的形狀變化，預(yù)防新舊混凝土中間產(chǎn)生裂縫。

③再開(kāi)始灌注工作前要檢查相應(yīng)的箱梁，檢測(cè)掛籃底模的標(biāo)準(zhǔn)高度以及中線位置，仔細(xì)觀察預(yù)應(yīng)力束管道鋼筋、錨頭以及其他預(yù)埋件是否在要求的位置，經(jīng)確認(rèn)各項(xiàng)工作都就緒后方可進(jìn)行灌注施工。

④灌注完箱梁中的混凝土以后，應(yīng)該馬上派人去看看管道孔的情況，要保證其暢通。

3.2 合攏要注意的事項(xiàng)

①應(yīng)該選擇氣溫適宜，溫差小的情況下進(jìn)行合攏工作，要注意在鎖定合攏口的時(shí)候要保持其整體對(duì)稱，行動(dòng)要快速。

②在進(jìn)行合攏的時(shí)候，應(yīng)該及時(shí)的參考各方面的信息，通過(guò)對(duì)這些信息的分析找到其中的規(guī)律，為選擇一個(gè)合適的合攏方法提供理論依據(jù)。

③在合攏工作中所使用的混凝土要比梁體所使用的質(zhì)量要好，盡可能的使用微膨脹水泥。澆筑工作完成以后，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行良好的保護(hù)。

3.3 支架現(xiàn)澆梁段施工

對(duì)于邊跨支架上的現(xiàn)場(chǎng)澆注的梁段，應(yīng)該在墩的一邊搭設(shè)暫時(shí)的支撐平臺(tái)，比如，萬(wàn)能桿或是貝雷架，施工的程序是：打好暫時(shí)的樁基、澆筑好支撐平臺(tái)、把預(yù)埋件安裝好、安好支架、搭建型鋼材料的平臺(tái)、試驗(yàn)壓力、安放底模以及側(cè)模、量出到底板的高度、把相應(yīng)的鋼筋綁扎好、鋪裝底板縱向預(yù)應(yīng)力管道、裝上兩端的模板及腹板模、檢測(cè)施工是否達(dá)標(biāo)、將底板及腹板的混凝土澆筑好、保養(yǎng)、把頂板底鋼筋安好、鋪設(shè)縱向和橫向預(yù)應(yīng)力管道、將頂板頂層鋼筋固定好、檢測(cè)施工是否達(dá)標(biāo)、將頂板混凝土澆筑好、張拉垂直方向的預(yù)應(yīng)力筋及頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋、將外側(cè)模拖開(kāi)、拆開(kāi)外膜。

4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與處理方法

如何選用合適的應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器。應(yīng)力監(jiān)測(cè)是不間斷的、很長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)過(guò)程，通常情況下可以用電阻應(yīng)變片傳感器、鋼弦傳感器和光線應(yīng)變傳感器來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。要想取得經(jīng)驗(yàn)、規(guī)律，就應(yīng)該對(duì)理論計(jì)算數(shù)據(jù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。由于橋梁建筑的對(duì)稱性，選取一側(cè)來(lái)進(jìn)行研究即可。為使橋梁在整個(gè)施工過(guò)程中的整體顯而易見(jiàn)，可以使用平均值法，來(lái)代表相關(guān)的正應(yīng)力，0號(hào)板的截面頂板、底板和在不同情況下的平均正應(yīng)力的MIDAS及實(shí)測(cè)值見(jiàn)表1。

3號(hào)梁段施工完成后會(huì)出現(xiàn)中跨L/4，相關(guān)的正應(yīng)力數(shù)值見(jiàn)表2。

中跨則最后出現(xiàn)，它的底板、頂板的相關(guān)實(shí)測(cè)值和正應(yīng)力值參照見(jiàn)表3。

通過(guò)對(duì)圖表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，我們可以發(fā)現(xiàn)0號(hào)塊和1/4 L的截面應(yīng)力隨著工程情況的變化而發(fā)生不同.箱梁頂板和底板部分的壓力與懸臂施T的長(zhǎng)度有關(guān)，實(shí)際的測(cè)量值和理論計(jì)算具有一樣的規(guī)律：0號(hào)塊的頂板和底板平時(shí)都承受了很大的壓力。而頂板受力的計(jì)算值比實(shí)際值小點(diǎn)。底板的兩部分?jǐn)?shù)據(jù)差不多，幾乎沒(méi)有區(qū)別；在第三號(hào)表的數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn)，中跨的底板應(yīng)力要比頂板的大。這是由預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉引起的，符合實(shí)際觀測(cè)的數(shù)據(jù)。

總而言之，在判定施工過(guò)程中存在的應(yīng)力問(wèn)題的時(shí)候在，要全面的分析實(shí)測(cè)應(yīng)力結(jié)果和理論計(jì)算時(shí)的不同。如果這兩個(gè)數(shù)據(jù)差別比較大，要注意研究，找出引起這個(gè)結(jié)果的原因。

5 結(jié) 語(yǔ)

改革開(kāi)放以來(lái)，新科學(xué)新技術(shù)迅速發(fā)展，懸臂梁施工技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。在不久的將來(lái)懸臂施工必將會(huì)產(chǎn)生出更高水平的施工方法，為我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展注入活力。

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