鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃施工質(zhì)量控制研究

申 虹

（中鐵十八局集團(tuán) 第一工程有限公司，河北 涿州 072750）

目前，掛籃結(jié)構(gòu)在鐵路橋梁建設(shè)工程中起到了比較重要的作用，該技術(shù)被廣泛使用在很多的大跨度橋梁建設(shè)中，目前很多的大跨徑混凝土預(yù)制橋梁都是利用連續(xù)掛籃施工技術(shù)，在建設(shè)過程中利用機(jī)械懸臂對建筑材料進(jìn)行短距離的運輸，不僅能夠大大降低來回的運輸成本，同時對提高材料的單位運輸效率具有很大的幫助。因此該技術(shù)適合使用在一些大型機(jī)械設(shè)備無法觸及的工作區(qū)域，和其他的施工技術(shù)相比具有更加簡單、方便的特點。

1 連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)特點分析

從部分施工案例實踐效果來看，連續(xù)梁掛籃工藝技術(shù)的運用可以總結(jié)為以下幾個方面的特點：首先該技術(shù)在應(yīng)用的同時還需要配合斜拉帶以及斜拉梁的設(shè)計工作，以上兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用主要是為了能夠保證橋梁的整體受力平衡，避免后期因為過大的荷載力出現(xiàn)坍塌的情況。其次如果沒有在建設(shè)梁體上面布置行走的系統(tǒng)則需要通過設(shè)置液壓驅(qū)動系統(tǒng)保證掛籃結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定運行，這樣掛籃才能夠達(dá)到指定區(qū)域后迅速精準(zhǔn)地展開工作。該技術(shù)在運用的同時，施工人員對于周圍受力結(jié)構(gòu)應(yīng)該做好加固工作，按照承載力方式以及大小的不同利用多種方式降低荷載。最后，混凝土材料的澆筑強(qiáng)度以及使用質(zhì)量，對于橋梁建設(shè)的意義重大，在施工過程中技術(shù)人員必須要有效利用掛籃技術(shù)計算整體的承載能力以及荷載參數(shù)，從而確定混凝土內(nèi)部材料的各種分配比例，為了能夠有效解決混凝土施工中存在的水平裂縫問題，需要及時清理掉表面的泥漿以及雜質(zhì)，做好養(yǎng)護(hù)工作，確保不會出現(xiàn)極端的分層情況。

2 我國連續(xù)梁施工情況

以我國目前正在開展的種種建設(shè)項目為例，鐵路工程在建設(shè)過程中總是不可避免地會跨越正在使用的國道，此時往往需要在國道上面建設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)的箱梁工作，連續(xù)箱梁以單箱單邊室作為橫截面結(jié)構(gòu)。以某工程為例，此工程需要跨越的國道長度總計長度為106m，因此該段的連續(xù)梁建設(shè)長度為103m。支座距離兩端的距離需要控制在1m左右，三個連續(xù)梁的支座高度以數(shù)學(xué)二次函數(shù)的計算方式呈現(xiàn)。掛籃施工是橋梁混凝土連續(xù)懸臂施工的重要組成部分，因為該結(jié)構(gòu)施工方便并且應(yīng)用價值高，所以被廣泛普及利用。

在橋梁建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的類型為菱形掛籃并且借助懸臂施工法輔助工作。隨著掛籃技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，很多混凝土施工工序被逐漸規(guī)則化和規(guī)范化，又因為掛籃技術(shù)本身施工周期較短并且經(jīng)濟(jì)方便，所以各大鐵路在建設(shè)過程中都是配合利用發(fā)展成為一種連續(xù)掛籃橋梁施工體系。有關(guān)施工團(tuán)隊只有徹底掌握掛籃施工的基本工藝以及控制要點，才能夠切實提高施工質(zhì)量。

3 掛籃施工主要的技術(shù)問題

3.1 掛籃設(shè)計及安裝不合理

掛籃是連續(xù)梁懸臂段施工過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，掛籃在設(shè)計的時候需要根據(jù)橋梁的尺寸以及重量進(jìn)行設(shè)計，主要采用的是鋼結(jié)構(gòu)以及桁架支撐，其對穩(wěn)定性和抗傾覆性有著很高的要求，但是在施工時往往存在掛籃設(shè)計不合理，掛籃的尺寸不滿足工程精度的要求、掛籃最大承載力不能滿足重量的要求、掛籃的抗傾覆力矩不能承受傾覆要求等等問題，導(dǎo)致在施工時產(chǎn)生各種不安全的因素，影響了橋梁施工的精度和質(zhì)量，也對施工安全造成了很大的影響。另外，掛籃在安裝前也沒有進(jìn)行詳細(xì)的檢查和檢測工作，同樣給后期的施工造成了很大的難度。

3.2 現(xiàn)澆質(zhì)量不夠

在橋梁段施工過程中，主要工程就是進(jìn)行懸臂段鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作。但在實際施工中，存在著鋼筋布置不合理、鋼筋直徑不滿足要求、鋼筋綁扎方式不滿足規(guī)范要求、搭接長度不夠等問題。由于懸臂段的混凝土澆筑在施工時難度很大，很多施工現(xiàn)場澆筑質(zhì)量不到位，振搗密實不滿足要求等，給橋面梁的施工質(zhì)量帶來很多的不利因素。還有在現(xiàn)澆時由于施工的技術(shù)問題，兩邊的橋面高程及平整度不滿足設(shè)計要求，給后期的施工增加了難度。

3.3 合攏不到位

合攏是使橋梁連成整體的一個非常重要的步驟，在橋梁合攏時要求非常高的施工技術(shù)。合攏工作對橋梁的高程精度、混凝土的強(qiáng)度和澆筑振搗效果、內(nèi)部的鋼筋綁扎及連接有很高的技術(shù)要求，但是很多施工企業(yè)對合攏部分的工作質(zhì)量要求不到位，技術(shù)也比較落后，造成難以合攏或者合攏結(jié)果使兩側(cè)橋面板難以連接在一起，給橋梁質(zhì)量及安全造成隱患。

4 連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)要點

4.1 掛籃選型與設(shè)計作業(yè)

橋梁項目施工期間使用連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)，必須選擇合適型號的掛籃，這是該項技術(shù)的要點之一，可以通過掛籃、橋梁梁體合理分配承重重量。施工過程中比較常見的掛籃類型有菱形、斜拉式、三角式，這三種掛籃類型不需要大量節(jié)點，變形率低、實用性高。如果選擇三角平衡式掛籃，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性方面，多運用在大跨徑橋梁、懸臂式橋梁項目中。選擇掛籃型號時，還需要制定科學(xué)合理的掛籃設(shè)計方案，確定掛籃系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，精準(zhǔn)計算橋梁承重結(jié)構(gòu)的各項參數(shù)，要求參數(shù)和橋梁定位工程最大稱重保持一致，再采用縱橫交錯技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計掛籃承載力，得到的承載力數(shù)據(jù)可以作為掛籃后錨系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)，將掛籃錨點、預(yù)留孔緊密連接。掛籃設(shè)計方案中還包括吊籃系統(tǒng)、底籃承載力這兩項內(nèi)容，建議選擇工字型焊接法，提高吊籃系統(tǒng)、底籃、橫梁質(zhì)量。

4.2 承載力與彈性形變作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中，掛籃的承載力和彈性形變決定最后的施工效果，在連續(xù)梁掛籃施工中也有一定的難度，施工人員要注意三個問題：第一，如果墩頂兩側(cè)部位的施工進(jìn)度相同，建議及時采用底膜加掛水箱推載的施工方式；第二，確定施工現(xiàn)場受力試驗點時，荷載分配要考慮鋼絲滑輪設(shè)備，當(dāng)荷載數(shù)據(jù)在120%以內(nèi)可以進(jìn)行掛籃試驗；第三，組織彈性形變試驗，應(yīng)該選擇逐級加載的方法，最大階段重點以50%為最佳，逐級增加至100%，當(dāng)達(dá)到120%時可以結(jié)束。荷載加載期間要對掛籃變形進(jìn)行觀察，詳細(xì)記錄觀察所得的數(shù)據(jù)。

4.3 掛籃組裝作業(yè)

掛籃組裝施工的要求比較嚴(yán)格，需要具備規(guī)范性、統(tǒng)一性，橋梁工程施工前期，掛籃組裝技術(shù)應(yīng)用會對后期施工埋下隱患，這就需要施工人員明確組裝掛籃環(huán)節(jié)的技術(shù)要點：第一，橋梁工程中主梁的移動，不能出現(xiàn)橋梁坍落、傾覆等現(xiàn)象；第二，綜合分析掛籃移動架整體安全性，尤其是后端部位，軌距與橋梁施工規(guī)范相符；第三，準(zhǔn)確設(shè)置梁中心線，作為掛籃安裝標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 鋼梁安裝作業(yè)

橋梁工程中應(yīng)用連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)，綁扎是最為核心的施工方法，以此來提高鋼梁安裝穩(wěn)定性，期間還需要定位完成鋼梁焊接，焊接時要有預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)應(yīng)力體系。通常制定預(yù)應(yīng)力體系的過程中，要在三向連續(xù)梁的基礎(chǔ)上進(jìn)行，有效規(guī)避預(yù)應(yīng)力管道、普通鋼筋布設(shè)之間的矛盾。若這兩個環(huán)節(jié)的施工作業(yè)存在沖突，施工人員可以及時局部調(diào)整，使骨架鋼筋、橫豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋處于合理的位置，并且合理布設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力管道。

4.5 混凝土澆筑作業(yè)

橋梁施工荷載是現(xiàn)場管理控制的要點，最好在橋梁兩端荷載聚恒條件下澆筑混凝土，可以消除連續(xù)梁兩端混凝土澆筑存在的質(zhì)量偏差，采用兩端交叉的施工方式完成混凝土泵送作業(yè)。泵送環(huán)節(jié)混凝土的兩端供應(yīng)要對稱，規(guī)避混凝土質(zhì)量偏差的產(chǎn)生?；炷翝箔h(huán)節(jié)要嚴(yán)格按照底板、腹板、頂板的順序進(jìn)行，澆筑人員還要注意波紋管表面質(zhì)量，是否出現(xiàn)變形、破損等質(zhì)量問題，振搗棒、波紋管之間不能直接接觸。

4.6 掛籃走行作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中，掛籃走行也具有一定的難度，主要體現(xiàn)在預(yù)先檢查環(huán)節(jié)，施工人員對掛籃走行結(jié)構(gòu)、懸掛與走行系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先檢查，確保所有系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，隨后再開始掛籃走行作業(yè)。為了提高這一環(huán)節(jié)施工的安全性，通常會選擇頂推法、張拉線法，其中張拉線法施工難度較高，需要使用相應(yīng)的錨具固定鋼絞線，鋼絞線的另外一端需要穿過掛籃，固定在掛籃前支座的中央，這一操作流程務(wù)必要確保準(zhǔn)確性，以免掛籃走行偏差導(dǎo)致橋梁工程質(zhì)量問題，以及因為鋼絞線的反復(fù)張拉在現(xiàn)場埋下安全隱患。

5 橋梁工程連續(xù)梁掛籃施工優(yōu)化建議

5.1 掛籃預(yù)壓環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁工程現(xiàn)場吊籃結(jié)構(gòu)的施工要全程保證安全，需要從工廠組裝環(huán)節(jié)做好控制，特別是預(yù)壓主機(jī)架。工作人員嚴(yán)格檢查吊籃性能，確定吊籃主框架是否存在無彈性變形的可能性，再實施數(shù)據(jù)測量。吊籃處于不同載荷條件下，彈性變形使得懸梁截面底部模型標(biāo)高的優(yōu)化更加科學(xué)合理。安裝吊籃時可以提前將吊籃后部固定孔預(yù)留。掛籃走行準(zhǔn)備工作結(jié)束后需要馬上桁架錨固，針對預(yù)軋鋼施加預(yù)應(yīng)力，這時施工人員要將底部模具抬起，期間底部模具的前、后下部橫梁位置和降低環(huán)節(jié)要保持一致。施工現(xiàn)場除反向鏈兩個懸掛點外的水平方向動臂數(shù)量大于4個，其余位置的動臂要一步提升到位。

5.2 掛籃行走環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

正式開始掛籃行走作業(yè)前，工作人員需要對后錨固與所有部位的受力進(jìn)行檢查，排除可能存在的所有安全隱患。掛籃行走操作要由工作經(jīng)驗比較豐富的人員負(fù)責(zé)，左右兩側(cè)主桁架、T構(gòu)兩懸臂行走不能存在偏差。開啟千斤頂油泵，加油速度不能過快，當(dāng)掛籃出現(xiàn)走動，或者掛籃走動的同時后錨限位手拉葫蘆緩慢放下即可停止加油，要安排專門人員負(fù)責(zé)掛籃移動情況的檢查，如果發(fā)現(xiàn)移動異常必須立刻停止行走作業(yè)，問題解決后方可繼續(xù)后續(xù)施工。軌道、梁體錨固移動施工同樣要由專門負(fù)責(zé)，現(xiàn)場錨固點數(shù)量要大于4個，2片主構(gòu)架之間的差值小于3cm，行走速度不能超過0.1m/min，以此確保主構(gòu)架走行作業(yè)期間軸線不會出現(xiàn)橫向偏位的現(xiàn)象。當(dāng)掛籃移動已經(jīng)到達(dá)指定位置后，工作人員要檢查現(xiàn)場零號塊臨時錨固、前后錨點、吊帶等，隨后在施工現(xiàn)場安裝后錨固、水平限位設(shè)備，待安裝工作結(jié)束后可以開始斜拉帶懸掛底模平臺的施工，期間必須嚴(yán)格控制掛籃傾覆與坍落等質(zhì)量問題的產(chǎn)生?；炷翝仓h(huán)節(jié)，施工人員要嚴(yán)格檢查藍(lán)底標(biāo)數(shù)值，如果誤差大于5mm要及時調(diào)整。

5.3 線形控制環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁工程連續(xù)梁結(jié)構(gòu)施工過程比較繁瑣，包含大量施工細(xì)節(jié)與階段，且所有階段對橋梁工程施工的影響并不相同，如果選擇不同的混凝土澆筑工藝，便會導(dǎo)致各個施工階段的位移與設(shè)計值之間的偏差。掛籃施工現(xiàn)場沒有進(jìn)行施工控制的條件下發(fā)現(xiàn)位移現(xiàn)行，會發(fā)生梁形狀變形、橋梁狀態(tài)與設(shè)規(guī)定脫節(jié)，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞等問題。組織掛籃線形控制時，為了確保閉合前懸臂端豎向撓度數(shù)據(jù)的合理性，主梁軸線側(cè)向位移必須在允許數(shù)值范圍內(nèi)，閉合之后的橋接線形狀要與規(guī)定保持一致。在偏轉(zhuǎn)控制環(huán)節(jié)，中線控制、主梁截面尺寸數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確，掛籃施工時可以進(jìn)行精準(zhǔn)的管控，加強(qiáng)橋梁工程中主梁施工的安全性。為了獲得理想的線形控制效果，施工單位要在現(xiàn)場組建線路控制隊伍，與資質(zhì)高、專業(yè)性強(qiáng)的線路類型第三方監(jiān)測機(jī)構(gòu)合作，科學(xué)、合理的統(tǒng)計所有觀測數(shù)據(jù)，將其與得到的理論計算對比，作為數(shù)據(jù)管控依據(jù)。在軸線偏差控制的過程中，施工現(xiàn)場的全站儀設(shè)備要與齊墩中心點、墩軸線對齊，采集精準(zhǔn)的模板垂直度、所有點坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)。

5.4 橋梁梁端施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁施工的后期階段，橋梁梁端底板、頂板孔洞需要保留，橋梁工程現(xiàn)場的所有細(xì)節(jié)要精準(zhǔn)控制與優(yōu)化。針對孔洞的位置進(jìn)行計算，以免橋梁連接處的結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題。掛籃施工時鋼管要固定于橋梁鋼筋處，根據(jù)橋架施工情況，調(diào)整千斤頂和橋梁上方位置，使預(yù)留孔不能移位。

5.5 預(yù)應(yīng)力管道安裝環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁工程現(xiàn)場的連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)中的預(yù)應(yīng)力十分重要，為了能夠保證最后施工效果，現(xiàn)場的技術(shù)人員要重視預(yù)應(yīng)力管道安裝環(huán)節(jié)。其一，合理控制施工進(jìn)度，確定尺寸從參數(shù)之后再進(jìn)行相應(yīng)環(huán)節(jié)的施工，規(guī)避預(yù)應(yīng)力管道數(shù)值偏差，保證后續(xù)施工的有序進(jìn)行；其二，根據(jù)預(yù)應(yīng)力管道在現(xiàn)場的布設(shè)情況進(jìn)行加固處理，加固結(jié)構(gòu)后及時復(fù)核，保證管道位置的準(zhǔn)確性。

6 結(jié)語

綜上所述，在橋梁項目施工現(xiàn)場連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)十分常見，有利于提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性與平穩(wěn)性，同時還可以均衡結(jié)構(gòu)受力，從掛籃選型、掛籃組裝、鋼梁安裝等細(xì)節(jié)部分入手，解決掛籃施工中存在的質(zhì)量問題，提高施工效率，為今后橋梁工程施工與連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用提供參考。