橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工技術(shù)探析

周麗

摘 要：懸臂掛籃法是一種具有較高價(jià)值的施工方法，與現(xiàn)澆箱梁技術(shù)共同使用，能夠滿足大跨度、特殊地形的施工需求?；诖?，本文以懸臂掛籃法以及現(xiàn)澆箱梁概述作為切入點(diǎn)，分析橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工工藝、技術(shù)要點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)例對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行說明，最后進(jìn)行施工總結(jié)，以期通過分析完善理論，為后續(xù)實(shí)際工作的開展和優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；現(xiàn)澆箱梁；懸臂掛籃法；彈性下擾度

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）05-0091-02

1 懸臂掛籃法以及現(xiàn)澆箱梁概述

懸臂掛籃法一般應(yīng)用于混凝土連續(xù)梁、T形鋼構(gòu)和懸臂梁分段施工工程中，是一種能夠滿足大跨度橋梁施工的工藝，可以沿軌道整體前進(jìn)，確保現(xiàn)澆箱梁等特殊施工形式的成效。目前常用的掛籃施工方式包括三角式掛籃、桁架式掛籃、斜拉式掛籃、棱形掛籃等。

箱梁是橋梁工程中常見的一種梁，內(nèi)部通常為空心狀，上部?jī)蓚?cè)有翼緣，外形與普通箱子類似，因而被稱為箱梁。按結(jié)構(gòu)不同可以分為單箱箱梁、多箱箱梁等；按制作工藝的不同可以分為預(yù)制箱梁和現(xiàn)澆箱梁，現(xiàn)澆箱梁是指在施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑的箱梁，一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代路橋工程中現(xiàn)澆箱梁的使用十分廣泛，其在保有箱梁基本功能的情況下具備制作簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)。

2 橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工工藝與技術(shù)要點(diǎn)

2.1 橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工工藝

一般來說，懸臂掛籃法、現(xiàn)澆箱梁往往應(yīng)用于跨度較大的橋梁工程，其施工對(duì)總體方案和細(xì)節(jié)的要求均較高。施工開始階段，要求掛籃大跨度斜拉橋施工工藝掛脫空，后反力點(diǎn)作用力此時(shí)是向下的，掛籃掛梁的作用力則通常向上，應(yīng)確保負(fù)彎矩由掛籃主縱梁承受。箱梁的澆筑過程中，應(yīng)使掛籃呈單臂狀態(tài)前移、后移，負(fù)彎矩依然由掛籃主縱梁承受。整個(gè)施工過程中，還需要保證掛籃端部彈性下擾度不大于規(guī)定值?？傮w澆筑完成后，對(duì)梁段標(biāo)高進(jìn)行檢測(cè)，混凝土結(jié)構(gòu)自然風(fēng)干、達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后，張拉預(yù)應(yīng)力束，完成懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃的階段性施工。橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃施工基本模型如圖1所示。

2.2 橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工技術(shù)要點(diǎn)

大跨度橋梁對(duì)施工精度的要求很高，如果選取相向施工模式，施工開始階段的小偏差也會(huì)導(dǎo)致合攏階段的大問題，這對(duì)懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工技術(shù)提出了很高的要求。在施工開始階段，要求設(shè)計(jì)人員進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)繪，進(jìn)行掛籃的安裝標(biāo)高，并嚴(yán)格按照要求設(shè)計(jì)給定值、確保安裝到位。為避免拉桿、吊桿受到拉應(yīng)力影響，要嚴(yán)格保證預(yù)留孔位置達(dá)到設(shè)計(jì)要求，誤差不能大于1-3mm。掛籃所受的預(yù)拉力，應(yīng)在進(jìn)行安裝前予以模擬，確保其達(dá)到使用要求，所有錨固螺栓應(yīng)通過千斤頂?shù)裙ぞ哌M(jìn)行固定。錨墊板處的外側(cè)膜要預(yù)留一定空間，不能完全封閉。掛籃的水平移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，避免單一方向受力；豎直位移應(yīng)在移動(dòng)前和移動(dòng)完成后進(jìn)行標(biāo)注，并確保移動(dòng)幅度與設(shè)計(jì)要求相符合?；炷恋闹苽鋺?yīng)在掛籃安裝時(shí)同步進(jìn)行，以當(dāng)?shù)貤l件和施工要求為基準(zhǔn)，合理搭配水灰比，需注意保證混凝土的流動(dòng)性，澆筑時(shí)，從掛籃的前端分層均勻的向掛籃尾端進(jìn)行，選用的鋼筋材料大小、長短應(yīng)是均勻的，并進(jìn)行分散式排布，以保證混凝土箱梁干凝后的整體性，也可以避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的空洞。此外，當(dāng)施工存在較大跨度時(shí)，還應(yīng)注意行走系統(tǒng)的整體潤滑保護(hù)。

2.3 短平臺(tái)施工

短平臺(tái)施工作業(yè)中，懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工法的應(yīng)用相對(duì)而言并不多見，立交橋或者干涸河床的橋梁施工會(huì)進(jìn)行短平臺(tái)搭建，應(yīng)用復(fù)合型牽索掛籃施工，較一般的大跨度橋梁施工、斜拉橋施工有一定區(qū)別。短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃由掛籃平臺(tái)、懸吊系統(tǒng)、微調(diào)定位系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、水平支承系統(tǒng)、牽索系統(tǒng)、三角架共同構(gòu)成，在箱梁澆筑前，應(yīng)對(duì)水平、豎直位置進(jìn)行標(biāo)注，并在搭建復(fù)合型平臺(tái)時(shí)制備混凝土。主梁的施工階段，為保證前吊桿所受拉力符合設(shè)計(jì)要求，要使掛籃牽索和前吊桿共同作用，通過測(cè)力計(jì)了解受力水平，其施工流程與普通大跨度橋梁工程的懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工幾乎相同，但澆筑的節(jié)段長度受到限制，需要利用斜拉索的作用變懸臂負(fù)彎矩受力為簡(jiǎn)支正彎矩受力，確?，F(xiàn)澆箱梁的承重能力和澆筑成效。

3 實(shí)例分析

3.1 工程概況

某地為完善交通系統(tǒng)，規(guī)劃建設(shè)公路，需要進(jìn)行跨河施工。經(jīng)測(cè)量河道寬度66.7米，兩岸河道存在護(hù)坡，護(hù)坡傾斜度34.7°，考慮公路水平高度的影響，擬建設(shè)與河面高度落差8.6m的橋梁，最終確定橋梁建設(shè)長度為84.9m，預(yù)計(jì)工期22天，取甲供材料、BT合作模式，由于施工地點(diǎn)的特殊性，選取懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工法。

3.2 施工過程

施工的開始階段，先進(jìn)行綜合測(cè)繪，包括土質(zhì)、沉降率、傾斜角度、水平高度等，并建立坐標(biāo)系、選取附近兩處作為參照，確定三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，作為施工標(biāo)準(zhǔn)參考，給予記錄，完成參數(shù)計(jì)算。之后由技術(shù)人員利用BIM模擬軟件對(duì)施工工程進(jìn)行模擬，主要為了解沉降率，模擬結(jié)果如表1所示。

根據(jù)BIM模擬結(jié)果，獲知方案可行，并進(jìn)行施工。在懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工階段，鑒于橋梁跨度較大，為保證向量承重能力，選用多箱箱梁并應(yīng)用斜式掛籃法進(jìn)行施工。選用強(qiáng)度拉索與掛籃進(jìn)行連接，并在連接端應(yīng)用多條連接拉索環(huán)繞掛籃保證連接有效性和穩(wěn)定性，經(jīng)測(cè)力設(shè)備測(cè)定，掛籃主縱梁承受81%的拉應(yīng)力，連接拉索以及掛籃其他結(jié)構(gòu)承受19%的拉應(yīng)力，實(shí)測(cè)在移動(dòng)中作用力基本平衡。為求保證工程效率，現(xiàn)場(chǎng)澆筑取相向施工法，分別在河流兩岸搭配施工平臺(tái)，同時(shí)進(jìn)行澆筑作業(yè)，施工過程中，設(shè)計(jì)人員隨時(shí)通過水平儀了解誤差，以便調(diào)整施工方向。施工進(jìn)行的第2天，左岸人員發(fā)現(xiàn)兩處存在0.2°偏差，人員及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，之后的觀測(cè)再無異常情況。施工過程中，人員通過水平移動(dòng)進(jìn)行澆筑，取人工振搗的方式保證澆筑成效。澆筑完成二分之一后，進(jìn)行二次索力張拉?？傮w澆筑完成后，進(jìn)行梁段標(biāo)高進(jìn)行檢測(cè)，并周期對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，有效避免了裂縫出現(xiàn)，整體工程如期完工。人員在施工期間進(jìn)行了沉降觀測(cè)，結(jié)果表明沉降率符合安全要求，具體結(jié)果如表2所示。

3.3 施工總結(jié)

橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃施工技術(shù)雖然成熟，但設(shè)計(jì)要求高，施工情況復(fù)雜，需要注意的內(nèi)容也較多，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)需要注意的實(shí)際問題如下：

在斜拉橋模式下，要注意避免長懸臂不對(duì)稱問題，如果施工過程中出現(xiàn)長懸臂力失衡，則應(yīng)調(diào)整掛籃位置，并分析原因進(jìn)行優(yōu)化，確保力學(xué)穩(wěn)定性。在進(jìn)行索力張拉時(shí)，要測(cè)試斜拉索的力學(xué)性能，嚴(yán)格避免應(yīng)力松弛，為避免斜拉索耐久性不足導(dǎo)致的快速老化，可使用延展性適中、剛度較大的材料。此外，考慮到當(dāng)?shù)靥鞖庖蛩?，本次施工選擇在夏末進(jìn)行，避免春秋季節(jié)較大風(fēng)力、冬季低溫影響。在施工過程中，還應(yīng)注意非對(duì)稱力問題，包括機(jī)械設(shè)備自重的影響，振搗、澆筑作業(yè)對(duì)力平衡的影響等等，要求在施工作業(yè)開始前通過模擬了解非對(duì)稱力的情況，做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，本次施工的應(yīng)對(duì)措施為環(huán)繞式拉索連接，最大程度保證了掛籃受力能力，考慮到部分地區(qū)存在全年風(fēng)沙天氣，應(yīng)在施工時(shí)進(jìn)一步提升掛籃性能。在掛籃安裝過程中、安裝完成后，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人對(duì)錨固系統(tǒng)、支點(diǎn)、吊帶等進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，確保其受力符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

通過分析橋梁工程中的懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法，了解了相關(guān)基本內(nèi)容。在現(xiàn)代橋梁工程施工中，為求提升施工效率、縮短工期，現(xiàn)澆箱梁得到廣泛使用，懸臂掛籃法施工則有利于特殊環(huán)境下的工程作業(yè)，其施工是高度流程化的，應(yīng)在實(shí)際工作中注意各項(xiàng)技術(shù)細(xì)節(jié)，并通過模擬加以完善，從而確保工程的質(zhì)量。

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