大跨度橋梁懸臂施工技術(shù)

王文廣

摘 要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代交通事業(yè)發(fā)展，我國(guó)在橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)方面，建造技術(shù)和施工質(zhì)量達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，成為了世界橋梁人建設(shè)大國(guó)，橋梁建設(shè)強(qiáng)國(guó)。在路橋施工中，大橋的懸臂施工需要經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的施工過(guò)程，經(jīng)歷結(jié)構(gòu)體系逐步形成的轉(zhuǎn)換過(guò)程，施工過(guò)程中每一小的施工階段，伴隨著結(jié)構(gòu)體系、約束條件和荷載作用的不斷地變化，各部分結(jié)構(gòu)的受力情況都將有與之相當(dāng)?shù)淖兓Ｎ闹凶髡弑疚姆治隽舜罂缍然炷翗蛄旱奶攸c(diǎn)，比較了施工控制方法，并在施工過(guò)程中采用了最適合的方法。

關(guān)健詞：大跨度；橋梁；懸臂；施工技術(shù)

1 橋梁懸臂施工概述

橋梁工程施工涉及到建筑、水利、交通等許多專(zhuān)業(yè)的一種綜合性的工程施工，需要的建造技術(shù)和設(shè)備相對(duì)多而雜，在施工過(guò)程中要關(guān)系土木、機(jī)械、氣象、管理、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域各方面因素，同時(shí)也要考慮到環(huán)境生態(tài)保護(hù)和周邊生活活動(dòng)影響等因素，不同地區(qū)不同環(huán)境的施工要求不同，橋梁施工的方法也有所不同。由于高速路橋建設(shè)中新的要求，對(duì)現(xiàn)代橋梁的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、跨度等方面要求不斷的變得更高，對(duì)橋梁基本構(gòu)件結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，要求在設(shè)計(jì)和施工工藝上有很大的進(jìn)步，配套的施工設(shè)備先進(jìn)性和能力也要與之相符合。反過(guò)來(lái)說(shuō)，以上各方面在技術(shù)發(fā)展和工藝升級(jí)的同時(shí)，也促進(jìn)了橋梁施工方法的發(fā)展和創(chuàng)新。懸臂澆筑施工都是以橋墩為中心，兩邊同時(shí)向左右逐節(jié)接長(zhǎng)懸臂，最終施工到達(dá)兩岸的連接點(diǎn)，這就是我們通常說(shuō)的懸臂施工法。懸臂澆筑和懸臂拼裝是懸臂施工法的兩種施工工藝過(guò)程。在行業(yè)的建筑施工中，較多的采用懸臂澆筑方式，這種施工方法主要適合于一些比較特殊的橋梁的施工，如寬深度比較大河流和山谷，河床水位變化比較大的河流，需要預(yù)留大尺寸孔洞航道的河流等。

懸臂施工大多是在已建橋墩頂部施工，沿橋梁的跨徑方向，逐段對(duì)稱(chēng)的施工，所以這種方法也稱(chēng)為分段施工法。每延伸一段，要等到混凝土達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后，才能施加預(yù)應(yīng)力與已成部分連接形成整體。懸臂澆筑就是在橋墩兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地把混凝土等材料實(shí)填到模子里壓實(shí)制成預(yù)定形體，等待混凝土堅(jiān)固之后拉伸預(yù)應(yīng)力筋，這要用到掛藍(lán)，完成一段之后再按這個(gè)步驟進(jìn)行下一段施工。

2 懸臂施工技術(shù)分析

2.1 橋梁懸臂澆筑技術(shù)概述

懸臂澆筑法也叫做掛籃法，主要應(yīng)用于大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、T型剛構(gòu)橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等結(jié)構(gòu)的橋梁施工。而掛籃系統(tǒng)主要是由承重結(jié)構(gòu)、行走系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、模板、操控平臺(tái)等部分組成。其中承重結(jié)構(gòu)材料分別選用的是萬(wàn)能桿件、軍用梁、貝雷架、型鋼等型材。掛籃承重結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用的是桁架式、鋼板梁、牽引索等結(jié)構(gòu)類(lèi)型。一般的平行桁架式掛籃都是用萬(wàn)能桿件或貝雷梁當(dāng)作其縱梁， 這種方式設(shè)備組裝成型快、利用率高且運(yùn)行成本低， 但是這種掛籃容易變形且變形較厲害， 承重能力方面不是最好。弓弦式掛籃構(gòu)件型號(hào)應(yīng)用較多，但是計(jì)算相對(duì)復(fù)雜、重心低、穩(wěn)定性好。菱形掛籃優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、構(gòu)件較少， 受力計(jì)算也比較明確， 但是拼裝構(gòu)件要求加工精度高， 需要專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家和專(zhuān)用設(shè)備加工。斜拉式掛籃特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力明確、使用材料少， 但施工相對(duì)復(fù)雜。三角形掛籃相比菱形掛籃來(lái)說(shuō)，前橫梁高度更小，使掛籃重心位置大大降低，掛籃行走過(guò)程更加平衡，更加穩(wěn)定。設(shè)計(jì)的三角形掛籃主桁架和主要結(jié)構(gòu)體系采用鋼板和型鋼焊制的箱形結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 拆裝方便， 單件重量輕， 整體重量也較輕。主桁架桿件間采用法蘭連接方式，用高強(qiáng)螺栓緊固， 易于搬運(yùn)和拆裝。

掛籃錨固系統(tǒng)則是采用已成形的兩段豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋作為后錨點(diǎn)；掛籃行走系統(tǒng)采用液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式， 主要結(jié)構(gòu)由導(dǎo)梁、行走輪、反扣輪及行走液壓缸組成，具有掛籃就位準(zhǔn)確、行走速度快且安全可靠等特點(diǎn)。該掛籃通用性好， 稍做改裝即可用于其它幅寬和梁高的橋上。目前我國(guó)大多數(shù)的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁，都是采用橋梁懸臂澆筑工藝進(jìn)行施工的。懸臂施工法主要特點(diǎn)有以下幾種：一是懸臂施工時(shí)的受力與建成后的結(jié)構(gòu)受力較為接近。施工時(shí)的預(yù)應(yīng)力張拉筋既是施工時(shí)的臨時(shí)需要，又是成橋后的結(jié)構(gòu)受力筋；二是作為無(wú)支架施工比較方便，有利于通航河流建橋、有利于深山峽谷之間建橋、有利于城市立交建橋，施工時(shí)不妨礙橋下現(xiàn)行的通道，不影響橋下交通；三是有利于能有效控制施工費(fèi)用，降低工程造價(jià)。因?yàn)閽旎@結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，逐段澆筑混凝土則不需要長(zhǎng)時(shí)間占用大型吊裝設(shè)備；四是有利于施工作業(yè)，施工進(jìn)度較快。

2.2 懸臂施工

懸臂施工法第一次出現(xiàn)在1956年，是當(dāng)時(shí)的聯(lián)邦德國(guó)用來(lái)建設(shè)混凝土橋而專(zhuān)門(mén)研發(fā)的，主要用途是在已經(jīng)建設(shè)完成橋墩的基礎(chǔ)上制作延長(zhǎng)發(fā)生橋面上，沿著橋梁跨度的方向一節(jié)一節(jié)的懸出增長(zhǎng)，并用要求一定對(duì)稱(chēng)施工。所以運(yùn)用懸臂施工必須要具備相應(yīng)的條件：施工過(guò)程中橋墩和橋梁一定要堅(jiān)固結(jié)實(shí)，因?yàn)槭┕さ臅r(shí)候橋墩需要承受力矩的作用，橋墩整體受力面積與方向是不均勻的。懸臂施工的時(shí)候，橋梁每增加一段就是懸臂長(zhǎng)度的增加一段，所以要在每一施工段邊上運(yùn)用預(yù)應(yīng)力，這樣的才能保證完成的施工段成為一個(gè)整體，懸臂施工是對(duì)稱(chēng)施工的，而且不能跨段施工，否則建成的橋梁很難成為一個(gè)整體。

2.3 懸臂施工中的糾偏措施

在施工中經(jīng)常出現(xiàn)因撓度誤差，造成合攏段兩側(cè)的標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高之間存在一些差距。為了消除這種現(xiàn)象，保證橋梁整體的穩(wěn)定性，應(yīng)采用以下相應(yīng)的糾偏方法。

第一，根據(jù)施工場(chǎng)地具體條件和施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，將重量懸掛在封口部分兩側(cè)，保證兩端重量對(duì)稱(chēng)。如果你發(fā)現(xiàn)一邊比較重，你應(yīng)該在另一邊加水或沙子以保持同樣的重量。實(shí)際上，平衡過(guò)程也就是按照平衡原理進(jìn)行，這樣才能控制標(biāo)高線(xiàn)基本一致。第二，利用預(yù)應(yīng)力筋對(duì)橋梁兩側(cè)或水平面的撓度差進(jìn)行修正。如果在水平方向上校正懸臂撓度，則預(yù)應(yīng)力加固可以放置在箱梁兩側(cè)的頂板上。第三，如果懸臂梁兩端的梁在施工過(guò)程中出現(xiàn)了變形，則再很難糾正消除誤差，因此在施工中，必須注意杜絕箱梁變形的失效的問(wèn)題。

2.4 跨大跨度橋梁合攏段施工

橋梁合攏段施工是從一個(gè)系統(tǒng)到另一個(gè)系統(tǒng)，也就是說(shuō)，只有當(dāng)這個(gè)階段完成時(shí)，才能改變橋梁的特征。第一是邊跨合攏，第二是中跨合攏。邊跨合攏主要是通過(guò)澆注混凝土來(lái)支撐的。混凝土凝固達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，可以施工邊跨合攏；中跨主要由鋼筋骨架兩側(cè)的混凝土組成。混凝土堅(jiān)固后，不可能立即進(jìn)行中跨合攏。必須等在前一階段留下的所有工具全部拆除，才能進(jìn)行中跨合攏施工。中跨和邊跨合攏段的施工條件不同，溫度應(yīng)達(dá)到最低水平。合攏段施工也是標(biāo)準(zhǔn)的，施工不能太任意，否則會(huì)出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)改造時(shí)出現(xiàn)力的不平衡。

合攏是非常重要的施工工序，不能存在絲毫的粗心大意。合攏段施工按順序進(jìn)行，先在兩邊施工，然后在中間施工，當(dāng)兩邊合攏時(shí)，橋墩不應(yīng)拆除。為了保持懸臂撓度的精度，必須保持中心軸線(xiàn)兩邊的平衡，并在混凝土澆筑后第一層再拆除。合攏段施工要注意溫度，必須溫度差最小的時(shí)間進(jìn)行，通常來(lái)說(shuō)早晨是最好的施工時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的改進(jìn)發(fā)展，懸臂施工技術(shù)早已趨于成熟，并廣泛應(yīng)用于橋梁施工中。特別在高難度大跨度橋梁的施工中，各發(fā)達(dá)國(guó)家建設(shè)經(jīng)驗(yàn)都證明了這一技術(shù)非常有效。我們要針對(duì)施工中常見(jiàn)問(wèn)題和解決措施，制定更加科學(xué)的施工方案，不斷地進(jìn)行懸臂施工技術(shù)的改進(jìn)和完善，今后會(huì)有更大更好地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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