橋梁工程中的掛籃施工技術(shù)研究

王 方

(浙江正方交通建設(shè)有限公司)

1 引 言

橋梁工程是交通系統(tǒng)的重要組成部分，會(huì)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生直接影響?，F(xiàn)有的大跨度橋梁工程中，主要采用懸臂澆筑施工方法，而掛籃是懸臂澆筑施工方法必不可少的施工工具，使用掛籃可以明顯減少施工誤差，降低工程成本，提高工程質(zhì)量，因此，掛籃施工具有非常重要的作用。

2 橋梁工程中的掛籃結(jié)構(gòu)

2.1 主桁架

主桁架采用橫向高強(qiáng)螺栓連接方式，把兩片主桁架連接起來(lái)，構(gòu)成主體受力結(jié)構(gòu)，其中，需要分析結(jié)構(gòu)的受力情況，來(lái)確定桁架槽鋼的橫截面積，再通過(guò)強(qiáng)度較大的螺栓連接不同的構(gòu)件。根據(jù)掛籃的自身的重量、需要承受的荷載等因素，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，掛籃不僅要滿足穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度等方面的需求，還要滿足可靠性的需求，通常情況下，掛籃自身的重量和梁段混凝土的重量的比值為0.45即可。

2.2 行走系統(tǒng)

行走系統(tǒng)可以分為三個(gè)部分，即鋼枕、滑道和滑板，其中，采用一根鋼梁作為鋼枕，采用兩根槽鋼作為滑道，采用一塊厚鋼板作為滑板，施工過(guò)程中，抗傾覆安全系數(shù)為2.5。行走系統(tǒng)空載行走時(shí)，存在相應(yīng)的傾覆力矩，為了確保行走系統(tǒng)的平衡性，需要使用豎向鋼筋對(duì)滑道進(jìn)行固定。

2.3 內(nèi)外模板系統(tǒng)

內(nèi)模板系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，即頂模和內(nèi)側(cè)模，這兩部分多為組合鋼模板。掛籃施工時(shí)，在鋼滑梁的作用下，在內(nèi)吊梁上固定內(nèi)側(cè)模，脫模時(shí)，將內(nèi)吊梁松開(kāi)，這樣可以保證內(nèi)側(cè)?？梢哉；?。頂模以鋼模板為主，內(nèi)模板需要根據(jù)梁高進(jìn)行調(diào)整，內(nèi)模板可以適當(dāng)采用木模板。外模板系統(tǒng)也可分為兩個(gè)部分，即底模和外側(cè)模，外側(cè)模主要組成結(jié)構(gòu)是組合型鋼模板，底模組成結(jié)構(gòu)是縱梁和橫梁。

2.4 錨固和懸吊系統(tǒng)

錨固和懸吊系統(tǒng)包括吊桿、小橫梁和螺旋千斤頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)，主要作用是懸吊和錨固，能夠?qū)δ０宓臉?biāo)高進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并具有相應(yīng)的張拉力。錨固和懸吊系統(tǒng)的安全系數(shù)為2.35，最大變形不能超過(guò)18 mm。

3 橋梁工程掛籃設(shè)計(jì)原則和施工特點(diǎn)

3.1 橋梁工程掛籃設(shè)計(jì)原則

橋梁工程中，梁段澆筑作業(yè)一次成型，故選擇掛籃施工方式。在施工過(guò)程中，應(yīng)該盡量控制掛籃施工的周期，充分考慮掛籃施工工藝、自身重量以及需要承擔(dān)的荷載等因素，保證掛籃的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性能夠滿足工程的實(shí)際需要，實(shí)際工程中，掛籃的重量受到施工技術(shù)水平的限制，應(yīng)該適當(dāng)降低，控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。此外，為了平衡掛籃施工的傾覆力矩，可以采用自錨平衡式，梁段澆筑施工時(shí)，不僅要保證混凝土的質(zhì)量，還要考慮高空作業(yè)的安全性因素，確保工程質(zhì)量和施工安全。

3.2 橋梁工程掛籃施工特點(diǎn)

為了提高掛籃施工的效率，改善掛籃拼裝和行走的效果，在掛籃構(gòu)件的選取方面，主要采用高質(zhì)量的鋼材，對(duì)于主桁架來(lái)說(shuō)，以型鋼為主，對(duì)于單體構(gòu)件來(lái)說(shuō)，以輕質(zhì)鋼材為主。由于掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣，實(shí)際工程中，梁高會(huì)發(fā)生明顯變化，為了解決這種問(wèn)題，將底模架改為可升降的結(jié)構(gòu)，以滿足不同工程的梁高需求。梁段澆筑時(shí)，在斜拉梁和斜拉帶的作用下，整體結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定，安全系數(shù)比較高，同時(shí)，由于箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋的存在，可以適當(dāng)減輕掛籃重量，提高抗傾覆能力，改善掛籃的穩(wěn)定性。此外，行走系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動(dòng)的方式，自動(dòng)化水平較高，穩(wěn)定性良好?？傊?，橋梁工程掛籃的承載力、剛度和強(qiáng)度都能滿足實(shí)際工程的需求，可以提高橋梁工程的施工質(zhì)量。

4 掛籃施工

4.1 制作過(guò)程與安裝過(guò)程

掛籃施工前，應(yīng)該對(duì)工程的實(shí)際情況和施工環(huán)境進(jìn)行全面的調(diào)查和分析，并根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)、工程特點(diǎn)和使用功能，制定合理的施工計(jì)劃，繪制相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)過(guò)程中，掛籃的任何結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都要參照初步設(shè)計(jì)圖紙，以保證制作精度、結(jié)構(gòu)尺寸和使用材料符合相關(guān)規(guī)定，不能私自更改數(shù)據(jù)，如果存在設(shè)計(jì)問(wèn)題，需要上報(bào)相關(guān)部分，組織專家進(jìn)行方案論證，確定更改方案可行之后，才能夠進(jìn)行修改，掛籃制作完成后，應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝和試驗(yàn)。

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)拼裝來(lái)說(shuō)，一定要做好充足的準(zhǔn)備，避免施工準(zhǔn)備不足而導(dǎo)致返工。對(duì)鋼枕進(jìn)行找平處理，墩頂0#塊梁段完成后，找平材料以水泥砂漿為主;鋼梁鋪設(shè)，在前支座區(qū)域，設(shè)置3 根鋼梁，適當(dāng)調(diào)整鋼梁的間距，保證間距不能超過(guò)50 cm;安裝軌道，選擇兩根長(zhǎng)度為2.5 m 的鋼軌，按照從中間到兩邊的順序進(jìn)行安裝，將豎向預(yù)應(yīng)力筋穿入軌道中，并對(duì)軌道的頂面進(jìn)行找平處理;確定軌道的中心距離，并使用高強(qiáng)螺栓固定軌道;安裝制作，按照后支座、前支座的順序進(jìn)行安裝，需要注意的是，前支座安裝之前，應(yīng)該預(yù)鋪不銹鋼板。

4.2 澆筑順序及要求

0#塊梁段拼裝結(jié)束，需要進(jìn)行相關(guān)的重載試驗(yàn)，合格之后，開(kāi)始澆筑作業(yè)，按照從兩側(cè)向中間的順序?qū)ΨQ分段澆筑，一直到合龍段前，然后，在支架上進(jìn)行邊跨主梁合龍段的澆筑作業(yè)，最后，進(jìn)行中跨合龍段的澆筑作業(yè)，構(gòu)成統(tǒng)一的連續(xù)梁體系?；炷翝仓鳂I(yè)之前，應(yīng)該檢查各項(xiàng)工程參數(shù)，比如混凝土接縫的處理情況、混凝土材料的質(zhì)量、混凝土的配合比、鋼筋的強(qiáng)度、預(yù)埋件的質(zhì)量、模板的高度以及掛籃中線的高度等，并將檢查結(jié)果上報(bào)，監(jiān)理單位簽字確認(rèn)之后，才能夠進(jìn)行混凝土澆筑施工。澆筑過(guò)程中，需要保證預(yù)留管道的安全，通常情況下，可以將硬塑棒插入到管道中，連接箱梁鋼筋和定位鋼筋，讓兩者保持井宇形。

4.3 澆筑施工要點(diǎn)

橋梁工程中，混凝土一般采用泵送的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)移，在環(huán)境溫度、澆筑速度等因素的影響下，混凝土的塌落度也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，大多數(shù)情況下，塌落度控制在14 ～18 cm之間。此外，混凝土澆筑一定要按照相應(yīng)的順序進(jìn)行施工，由懸臂的前端開(kāi)始，對(duì)稱澆筑，確保平衡偏差在規(guī)定范圍內(nèi)，梁段澆筑的自重誤差保持在3%以內(nèi)，最大限度的降低掛籃的形變，避免新舊混凝土之間出現(xiàn)明顯的裂縫?；炷翝仓鳂I(yè)結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，等到混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)，即可開(kāi)展穿束、張拉、壓漿和封錨等工作。

4.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉和梁體合龍

澆筑過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力筋按照上下、左右對(duì)稱的順序進(jìn)行張拉，若橋梁工程有特殊要求時(shí)，則按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行張拉。梁體合龍按照邊跨、次跨、中跨的順序進(jìn)行施工，實(shí)際工程中，合龍段的長(zhǎng)度在2 m 左右，合龍過(guò)程中，充分考慮掛籃結(jié)構(gòu)和環(huán)境溫度，并分析受力情況，進(jìn)而制定合理的合龍方案。合龍口的臨時(shí)連接施工中，盡量提高施工效率，同時(shí)，保證合龍施工的對(duì)稱性，將梁端預(yù)埋件和外支撐的一端連接起來(lái)，之后，外支撐的另一端和梁連接起來(lái)。當(dāng)氣溫較低時(shí)，進(jìn)行合龍的混凝土澆筑作業(yè)，這個(gè)過(guò)程中，合龍口的位置選擇十分重要，直接影響合龍的施工質(zhì)量，同梁體的混凝土質(zhì)量要求相比，合龍口位置的混凝土質(zhì)量要求更高，因此，選擇混凝土?xí)r，首選微膨脹混凝土，合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比，提高混凝土的強(qiáng)度，澆筑時(shí)，及時(shí)進(jìn)行振搗，澆筑后，立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。為了提高合龍口的穩(wěn)定性，可以在兩端懸臂進(jìn)行預(yù)加重，確保增加的重量等于混凝土的重量，等到混凝土的強(qiáng)度滿足要求時(shí)，即可張拉預(yù)應(yīng)力筋，并進(jìn)行孔道壓漿作業(yè)。

4.5 拆除掛籃

合龍段施工結(jié)束后，就可以拆除掛籃，掛籃拆除過(guò)程中，也要按照規(guī)定的順序進(jìn)行施工。在梁頂位置安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的作用，將外側(cè)模和底模架吊起，緩慢的放到橋面上。在合龍段施工之前，行走梁和內(nèi)側(cè)模就已經(jīng)被拆除，其他的構(gòu)件可以通過(guò)梁端的出口進(jìn)行拆除。之后，便可以拆除上橫梁，再轉(zhuǎn)移主桁架，讓主桁架處于塔吊的工作范圍內(nèi)，分片拆除。最后，拆除軌道鋼枕。

5 結(jié) 語(yǔ)

橋梁工程的掛籃施工技術(shù)具有良好的應(yīng)用價(jià)值，由于施工靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自身重量輕、操作方便、設(shè)備投入少和工程成本低等優(yōu)勢(shì)，掛籃施工技術(shù)大量的應(yīng)用于實(shí)際工程中。為了進(jìn)一步的提高橋梁工程的施工質(zhì)量，就需要深入的研究掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)，總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，提高技術(shù)水平，以促進(jìn)我國(guó)橋梁工程的發(fā)展。

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