掛籃施工技術(shù)在連續(xù)梁橋施工應(yīng)用

鄧益才

梁橋建設(shè)項(xiàng)目對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)的變化有著不同的反應(yīng)，影響著人們的出行需求。以掛籃施工技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合一座連續(xù)梁橋?qū)嵗?，從施工工藝、掛籃設(shè)計(jì)與試壓、懸臂段施工、合攏段施工等方面分析了掛籃施工技術(shù)的具體應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，提出了施工要點(diǎn)。通過分析，可以簡(jiǎn)單總結(jié)掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用方法，有利于該技術(shù)的進(jìn)一步研究和改進(jìn)，旨在為橋梁工程建設(shè)提供有力的技術(shù)支持。

伴隨我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各類橋梁的施工工藝也在不斷改進(jìn)。高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)是橋梁工程中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。但因各橋梁承載能力不同，對(duì)結(jié)構(gòu)形式的要求也不一樣。橋梁的施工方法有現(xiàn)澆支架法、懸臂法、頂推法等多種施工方法。采用懸臂式澆注的，即掛籃法，應(yīng)用頻率最高。事實(shí)上，掛籃施工就是把橋梁結(jié)構(gòu)分成若干段，然后由墩臺(tái)向兩邊依次澆筑的施工。懸籃懸臂澆注是橋梁工程施工中常用的一種施工工藝。伴隨著橋梁建設(shè)數(shù)量的不斷增加，對(duì)吊籃施工技術(shù)提出了更高的要求。為確保施工順利進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，明確掛籃施工難點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制，只有這樣才能保證懸臂式掛籃澆筑施工達(dá)到要求。

一、概述

1.工程概況

廣明高速富灣特大橋橋址位于廣東省佛山市，該項(xiàng)目橫跨西江下游干流河段，連接高明區(qū)富灣鎮(zhèn)和西江兩岸的三水區(qū)白坭鎮(zhèn)。富灣大橋主橋?yàn)?112+2×200m+112)m 預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)梁體系。上結(jié)構(gòu)為三維預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁截面為單箱單室結(jié)構(gòu)，箱形梁高由跨中3.86m 分別變到根部11.56m，箱梁頂板全寬16.38m，底板寬7.68m。主橋主墩每墩18 根、過渡墩每墩12 根，共78 條樁基，主橋全部為水中墩，均需進(jìn)行水上施工。其中樁徑有2 種形式：主孔54#～56#墩為18′Ф250cm；53#、57#過渡墩為12′Ф180cm；樁長(zhǎng)從35.5m 至93.5m 不等。根據(jù)地質(zhì)資料分析，橋位處覆蓋層主要由細(xì)沙、細(xì)沙、泥質(zhì)細(xì)沙、砂礫、含卵石的礫石和卵石等組成，其厚度在數(shù)米至十幾米之間，基巖為砂巖、泥質(zhì)細(xì)沙、泥粉細(xì)沙、灰?guī)r等，且分布不連續(xù)。橋址江中靠高明岸的位置河床基底為灰?guī)r分布地帶，溶洞發(fā)育，其分布范圍和規(guī)模大小，以溶洞為主，土洞為輔，形態(tài)各異，大小不一，洞高0.4～15.3 m，洞高0.4～15.3 m，空洞或半充填，或完全充填，充填物一般為軟塑狀的亞粘土，局部含碎石，縱向上，溶洞主要分布在江中至高明岸的岸邊，空洞發(fā)育的基本規(guī)律是右岸多，左岸少；橫向上，靠高明岸的溶洞發(fā)育，規(guī)模大，其他位置的溶洞發(fā)育，溶洞規(guī)模最小，最復(fù)雜，溶洞層數(shù)最多，達(dá)11 層之多；單孔高度較大，約19.7 m；溶洞間多相互交織，施工影響較大。

2.掛籃施工的控制關(guān)鍵

（1）靜載預(yù)壓與觀測(cè)數(shù)據(jù)分析。檢測(cè)預(yù)壓靜狀態(tài)分析所得的資料，旨在確保吊籃及支架能正常工作，在建筑物內(nèi)，根據(jù)施工要求進(jìn)行預(yù)壓靜狀態(tài)分析及評(píng)價(jià)。對(duì)此，應(yīng)特別注意保證安全系數(shù)，在預(yù)壓過程中模擬梁的重量分布。（2）檢查懸吊系統(tǒng)。當(dāng)掛籃移動(dòng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查起重系統(tǒng)，以確保掛籃穩(wěn)定。確保軌道的自然運(yùn)動(dòng)和縱梁的正?；瑒?dòng)。（3）斜拉梁和斜拉帶。斜拉梁和斜拉帶是放置掛籃的主要方式，在保證橋身力平衡的前提下，要求合理布置其位置，起著約束作用。（4）定期檢查。在施工過程中，定期檢查錨固件的斷裂程度，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行加固，完善進(jìn)動(dòng)系統(tǒng)。

二、掛籃的施工技術(shù)和優(yōu)勢(shì)

1.連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)的概述

連梁是由若干支承梁構(gòu)成的橋梁。采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，不僅減少了橋下空間占用面積，還減少了所用材料，保證了橋梁的剛度和穩(wěn)定性。根據(jù)這些特點(diǎn)，連續(xù)梁已成為一種重要的橋梁結(jié)構(gòu)形式。但掛籃施工技術(shù)是指在橋梁施工過程中，為解決橋梁復(fù)雜地形環(huán)境所帶來的施工難題，采用連續(xù)梁掛籃的施工方法。吊籃既可裝載施工人員，又可吊起一些小型施工機(jī)械，在施工過程中運(yùn)用杠桿原理移動(dòng)，保證施工的靈活性。

2.掛籃施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）掛籃可以幫助維持建筑物的穩(wěn)定。工程中，實(shí)際重量與自身重量之間的距離很近，即在此力的作用下，杠桿的施工活動(dòng)能得到最大的幫助。在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，預(yù)應(yīng)力的抗拉強(qiáng)度可以被提高。（2）施工可以保證沒有施工框架。沒有獨(dú)特的施工框架:適合山區(qū)、河流、地方的橋梁、立交橋和施工地點(diǎn)。目前的吊裝技術(shù)，可以在沒有橋下資源的前提下施工，保證橋下最大流量。（3）加快施工進(jìn)度。施工前，首先要進(jìn)行環(huán)境調(diào)查，確定施工階段可采用連續(xù)施工技術(shù)，這樣施工過程中才不會(huì)出現(xiàn)施工技術(shù)的臨時(shí)改變而導(dǎo)致施工中斷。采用該技術(shù)還可使各墩臺(tái)之間并行施工，避免各施工隊(duì)之間的施工沖突，極大地提高了施工效率和進(jìn)度。

三、掛籃施工技術(shù)在該工程中的具體應(yīng)用

1.掛籃設(shè)計(jì)和試壓

（1）掛籃設(shè)計(jì)。這是一座預(yù)應(yīng)力三向連續(xù)梁橋。在施工過程中，采用“先T 構(gòu)后連續(xù)”的方案，即先澆注T 構(gòu)，通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，再合攏段施工，最終形成連續(xù)梁橋。根據(jù)這個(gè)計(jì)劃，所需的掛籃數(shù)是4 個(gè)，型式為菱形。包括桁架、底模、走錨、懸掛裝置、橫梁等。本工程中的桁架為多桁片組合結(jié)構(gòu)，在橫梁上設(shè)置形成一個(gè)桁架，為保證其安全強(qiáng)度，采用四層強(qiáng)化桁架結(jié)構(gòu)。連桿采用貝雷架結(jié)構(gòu)，相鄰的連桿由鋼絲連接。前、后部的桁架上必須有一橫梁，用于下籃式懸掛。底模具由鋼板和螺紋板組成，底模具的固定采用下縱梁扣焊法。（2）掛籃試壓。①桁架加工完成后，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其承載能力；②掛籃裝配完成后，為了最大限度地減小塑性變形，必須對(duì)吊籃在加載狀態(tài)下的變形進(jìn)行檢測(cè)，并預(yù)先加載以消除變形。本工程采用的預(yù)壓方法為：采用砂袋加鋼筋堆放法，5 級(jí)荷載分別為0.25、0.50、0.75、1.0、1.2。裝車后立即對(duì)吊籃變形進(jìn)行檢測(cè)，以確保安全使用。此外，由于前撓度的變化將導(dǎo)致桁架的變形，因此，在測(cè)試時(shí)，有必要確定力與位移的關(guān)系，以作為高度調(diào)整的重要依據(jù)。壓力點(diǎn)分別設(shè)置在前后支撐和上下、后橫梁的上方，加載完成后，按6 h/次的頻率進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)實(shí)際沉降量小于48 h 時(shí)，要停止加載，并根據(jù)等級(jí)卸料要求測(cè)量變形值。

2.懸臂段施工

雙掛籃均為1#分段結(jié)構(gòu)，雙掛籃對(duì)稱安裝完畢后，可開始懸臂施工。通過抽水澆注混凝土，有效控制了坍落度，保證不超過14～18 cm，并根據(jù)施工實(shí)際情況進(jìn)行壓力、溫度、速度的調(diào)節(jié)。以下就是一些要引起重視的關(guān)鍵問題。箱形梁澆注前，必須嚴(yán)格檢查吊籃的中線和底模標(biāo)高，確認(rèn)無誤后，方可進(jìn)行澆注作業(yè)。后澆梁段應(yīng)根據(jù)前期測(cè)量結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，消除偏差，保證結(jié)構(gòu)的直線性和平滑度。澆筑要求一次成型，必須在底板混凝土完全凝固之前完成，否則會(huì)產(chǎn)生裂縫。澆筑有必要從吊籃的正面開始澆筑，以有效避免出現(xiàn)新的裂縫。澆鑄前對(duì)管件預(yù)加應(yīng)力，并在管件中加入硬塑管作襯里，可以提高管件的強(qiáng)度，防止外力壓平。為防止隨后振搗引起管道上移，若發(fā)生上移，接著將連結(jié)在箱形梁上的鋼筋網(wǎng)固定，相鄰定位鋼筋的間距不超過0.2～0.8 m。以免引起管路上移，若發(fā)生上移，向上的移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不均勻的力量。在使用過程中，混凝土結(jié)構(gòu)可能發(fā)生坍塌，造成重大安全事故。工程中應(yīng)確保吊籃錨位設(shè)置正確，各部位連接牢固。施工過程中的混凝土應(yīng)對(duì)稱澆筑，各環(huán)節(jié)緊密結(jié)合。在每一個(gè)施工階段完成之后，測(cè)量梁端高度的控制參數(shù)。如合格，可將吊籃移至下一階段施工。建造前應(yīng)選擇合適的材料，計(jì)算混凝土配合比，控制混凝土含水量。其次，在混凝土攪拌施工過程中，應(yīng)檢查混凝土是否分層，并根據(jù)施工位置合理分層分段澆注，以確保混凝土澆筑質(zhì)量。澆注混凝土?xí)r，建設(shè)者應(yīng)該檢查澆筑質(zhì)量。本工程采用一次成型法施工連續(xù)梁的底板、腹板和翼板。

鉆孔壓漿從下往上進(jìn)行，壓漿完成后清除殘?jiān)湍酀{，同時(shí)在鉆孔端面鑿毛，綁筋，最后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.合龍段施工

（1）中跨合龍。掛籃卸載、中跨跨內(nèi)連接件安裝、掛籃支架澆筑合攏段、預(yù)應(yīng)力筋張拉、臨時(shí)固定件拆除、掛籃支架卸載。（2）邊跨合龍。邊跨處安裝連接件，澆注合攏段，張拉預(yù)應(yīng)力筋，拆下臨時(shí)支撐和落梁，改造連續(xù)梁橋，拆下臨時(shí)錨索，清理橋面，鋪裝設(shè)施。（3）施工注意要點(diǎn)。①箱梁上安裝的預(yù)埋件，施工前用于后續(xù)施工；檢查混凝土的強(qiáng)度，主要檢查前支點(diǎn)、掛籃后錨、模板設(shè)計(jì)、前后吊桿及掛籃結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。為保證掛籃結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求基本一致，并保證前后桿件的正常使用。②澆筑混凝土?xí)r，要嚴(yán)格按照相應(yīng)工序施工，并實(shí)時(shí)控制好灌注速度。③拉起底籃，掛在底板和懸臂板上，在懸臂板上安裝一個(gè)水槽。④正確調(diào)整合龍段模板的安裝位置和高度，在安裝過程中要注意，在低溫環(huán)境中必須調(diào)整模板。⑤在箱梁之間安裝有可傳遞內(nèi)力的構(gòu)件。按承載能力嚴(yán)格確定結(jié)構(gòu)截面，邊跨式和中跨式典型勁性骨架，要求內(nèi)外剛性支撐。⑥安全問題：在連續(xù)梁掛籃作業(yè)時(shí)應(yīng)注意安全。一般而言，在每個(gè)吊籃的施工過程中，都要保證工程設(shè)計(jì)人員的安全，以減少安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于橋梁工程，如采用管道控制，應(yīng)合理控制吊籃施工，不受外力的影響。另外，還應(yīng)根據(jù)模板合理設(shè)置，減少外力的影響。為提高工程設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，在安裝、調(diào)試過程中進(jìn)行安全模板控制。⑦應(yīng)急措施：采用連續(xù)梁掛籃，全面分析橋梁施工進(jìn)度。橋梁施工過程中，遇有與車輛有關(guān)的問題，施工人員應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)工作安排，以減少事故的發(fā)生；其次，在施工過程中發(fā)生坍塌事故時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查施工人員傷亡情況，疏散人員，撥打應(yīng)急電話，合理控制事故現(xiàn)場(chǎng)。

四、結(jié)語

總之，在橋梁工程施工過程中，結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響橋梁的運(yùn)行能力和承載能力。為此，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，采用合理的施工工藝，完成連續(xù)梁掛籃施工。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)梁施工的連續(xù)性，嚴(yán)格控制各工序的施工質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生。該橋梁已完成施工任務(wù)，并在施工過程中嚴(yán)格監(jiān)控，尤其是線形控制和應(yīng)力控制。該掛籃技術(shù)在橋面合龍施工中的成功應(yīng)用，為同類工程提供了可靠的參考和指導(dǎo)。