橋梁工程中的掛籃施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)探究

胡厚義

中交一公局第二工程有限公司 江蘇蘇州 215000

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)是橋梁工程中最常用的結(jié)構(gòu)形式。施工階段根據(jù)橋梁承載能力及結(jié)構(gòu)形式的不同，選取最合理的工藝進(jìn)行建設(shè)，橋梁的施工方法主要包括現(xiàn)澆支架法、懸臂法、頂推法、預(yù)制拼裝等多種施工方法。采用懸臂式現(xiàn)澆的，即掛籃法，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。

掛籃施工有效克服了地形等不利自然條件的制約，廣泛應(yīng)用于大跨徑，跨越深水、山谷、立體交通等處，是橋梁工程應(yīng)用頻率最高的工藝之一。伴隨著橋梁結(jié)構(gòu)形式的豐富，出現(xiàn)了超大寬幅斷面箱梁、不對(duì)稱漸變箱梁等非傳統(tǒng)掛籃工藝施工的橋梁結(jié)構(gòu)，也對(duì)掛籃施工技術(shù)提出了更高的要求。

圖1 拉薩納金大橋35m超大寬幅斷面箱梁掛籃施工

施工中需要明確掛籃施工難點(diǎn)，管控好掛籃施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制，才能保證懸臂式掛籃澆筑施工達(dá)到要求。

1 掛籃施工技術(shù)的施工原理

掛籃結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)是錨固在現(xiàn)澆梁頂端，提供下一澆筑節(jié)段作業(yè)平臺(tái)，承擔(dān)各工況施工荷載的可前移的鋼結(jié)構(gòu)模板體系。掛籃在完成一個(gè)節(jié)段施工滿足前移要求后，進(jìn)行前移并調(diào)整固定，進(jìn)入下節(jié)段現(xiàn)澆梁的施工，一直循環(huán)直至懸澆段完成。

掛籃目前常用的主要有三角掛籃、菱形掛籃、弓弦式掛籃等形式，其結(jié)構(gòu)主要包括架體承重體統(tǒng)、模板及平臺(tái)系統(tǒng)、懸掛及錨固系統(tǒng)、液壓及行走系統(tǒng)等四大系統(tǒng)組成，各獨(dú)立系統(tǒng)通過有效配合施工，又形成了高效施工的整體。在進(jìn)行掛籃設(shè)計(jì)的過程中，針對(duì)橋梁的分段情況、施工需求以及掛籃重量等多方面因素對(duì)掛籃進(jìn)行合理有效的設(shè)計(jì)，保證穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及剛度等多方面的需求能夠得到充分滿足，還可保障其錨固、行走等環(huán)節(jié)的可靠性、便利性，確保掛籃的重量能夠控制在合理的范圍內(nèi)，保障自身安全強(qiáng)度、移動(dòng)可靠性、穩(wěn)定性等多方面因素。在安全范圍內(nèi)進(jìn)行掛籃重量設(shè)計(jì)，提供堅(jiān)實(shí)保障，助力橋梁工程施工順利、安全開展。

2 掛籃施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

2.1 掛籃的制作與安裝要點(diǎn)

在制作掛籃的過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行制作，重點(diǎn)保證結(jié)構(gòu)焊縫要求，在制作完成后，應(yīng)仔細(xì)檢查掛籃的安裝構(gòu)架，確定掛籃的牢固性和可靠性后再進(jìn)行安裝施工工作。在安裝的過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵循安裝的施工順序，還應(yīng)對(duì)整個(gè)安裝過程進(jìn)行全面檢查，充分保障安裝質(zhì)量安全。

掛籃安裝需要利用通過現(xiàn)澆形成的0號(hào)塊，掛籃進(jìn)場前應(yīng)根據(jù)掛籃主桁架的寬度，結(jié)合施工圖中0號(hào)塊長度進(jìn)行核算，檢查0號(hào)塊長度是否滿足掛籃安裝的空間要求。一般情況下，0號(hào)塊長度如果大于2倍掛籃主桁架的長度加1m，基本能滿足掛籃安裝要求，同時(shí)能保證懸臂端掛籃的安全距離。

如果采用掛籃租賃形式，0號(hào)塊長度不滿足符合承載能力的掛籃安裝，可將掛籃架體沿橫向交錯(cuò)布置。另一種方法是采用支架現(xiàn)澆將1號(hào)塊澆筑完畢以保證掛籃安裝空間要求。前種方法需要額外增加豎向錨固架體的精軋鋼，但其施工工況與設(shè)計(jì)工況更為一致。后種方法工藝明確，但1號(hào)塊現(xiàn)澆工況與設(shè)計(jì)不一致，增加了懸澆線性控制難度。施工單位應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場綜合考慮選用的解決方案。如果是根據(jù)橋體新設(shè)計(jì)的掛籃，掛籃設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有圖紙，考慮掛籃安裝空間要求，進(jìn)行掛籃架體設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)初期也應(yīng)結(jié)合最重懸澆段重量需要的掛籃形式，估算掛籃安裝空間，調(diào)整優(yōu)化0號(hào)塊長度，從源頭上減少掛籃安裝困難的情況發(fā)生。

2.2 掛籃預(yù)壓試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)

掛籃預(yù)壓在掛籃安裝后即可進(jìn)行，預(yù)壓荷載一般按照懸澆段最重塊并考慮安全系數(shù)確定。預(yù)壓試驗(yàn)不僅可以保證掛籃結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，還能幫助施工人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)掛籃應(yīng)用過程中潛藏的問題并進(jìn)行有效的處理，更好地滿足橋梁工程施工對(duì)懸臂掛籃技術(shù)提出的要求，有效降低橋梁工程施工難度和出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性。

預(yù)壓有兩種方式進(jìn)行。一種是掛籃對(duì)拉預(yù)壓，也稱為水平預(yù)壓，此方法是掛籃安裝前進(jìn)行。將兩片掛籃主架體平放地面，底對(duì)底安裝，然后在懸吊點(diǎn)施加對(duì)應(yīng)荷載。另一方案是堆載預(yù)壓，在掛籃安裝后模擬澆筑箱梁進(jìn)行堆重預(yù)壓。兩種方式各有其特點(diǎn)，均能滿足掛籃預(yù)壓要求，施工單位根據(jù)現(xiàn)場情況及相關(guān)要求選取。

圖2 掛籃對(duì)拉預(yù)壓示意圖

在復(fù)雜梁體結(jié)構(gòu)懸澆施工中，還應(yīng)針對(duì)特殊結(jié)構(gòu)對(duì)掛籃施工以及結(jié)構(gòu)本身可能出現(xiàn)的問題開專項(xiàng)研究。例如江蘇省蘇州市東環(huán)快速路的南湖路高架橋，該橋跨越京杭大運(yùn)河，主橋長260m，分為78.5m+120m+61.5m三跨，預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，雙幅設(shè)置。受周邊線路影響，該橋的梁體在懸澆范圍設(shè)計(jì)為橫向漸變形式，第1跨、第2跨為單箱雙室截面，第3跨由單箱雙室截面漸變?yōu)閱蜗淙医孛妗Ｗ畲笞兓葹樽蠓?，頂寬?0.7m漸變到28.867m。這種形式國內(nèi)外懸臂施工中比較少見，首要解決橫向不對(duì)稱荷載引起的扭矩對(duì)橋梁施工以及安全造成的不利影響。施工單位需從掛籃澆筑時(shí)橫向不對(duì)稱荷載對(duì)橋梁穩(wěn)定性影響，特殊工況懸臂澆筑線性控制，節(jié)段裂縫控制構(gòu)造措施等方向進(jìn)行專題研究。根據(jù)研究試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，結(jié)合理論計(jì)算及工藝，制定合適的施工方案，以此強(qiáng)化懸臂掛籃技術(shù)在橋梁工程施工中應(yīng)用優(yōu)勢和價(jià)值。

2.3 掛籃施工安全技術(shù)要點(diǎn)

（1）掛籃安裝。掛籃安裝時(shí)必須先安裝好錨固和輔助限位裝置。在焊接桁架系統(tǒng)時(shí)，注意對(duì)未成形的桁架桿件進(jìn)行穩(wěn)固，防止倒下傷人。拼裝底模系統(tǒng)時(shí)，高空作業(yè)穿掛安全帶，臨水作業(yè)穿救生衣。作業(yè)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守各個(gè)工種安全操作規(guī)程，特別是起重工種。特別注意懸空作業(yè)時(shí)的安全防護(hù)。

涉及跨越航道的掛籃施工，為保證航道內(nèi)過往船舶的通行安全，掛籃底模需設(shè)置防護(hù)網(wǎng)包裹形成密閉結(jié)構(gòu)，掛籃走形時(shí)防護(hù)措施隨掛籃模板一并前移，確保每個(gè)施工階段都在掛籃防護(hù)網(wǎng)內(nèi)施工，有效防止在施工過程中的雜物墜落。在側(cè)模與底模之間設(shè)置網(wǎng)兜，防止?jié){液滲漏。為了防止施工時(shí)電焊和氧割時(shí)掛籃內(nèi)物件著火，在梁體頂面醒目順手的位置安放滅火器，保證施工機(jī)具及防護(hù)網(wǎng)的安全。

（2）掛籃行走。掛籃行走前應(yīng)各個(gè)部位進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理后，方可前移。桁架行走前要測定已完成節(jié)段梁端標(biāo)高，并定出箱梁中軸線。掛籃前移在拆除模板錨固、掛籃主桁后部錨固及手拉葫蘆前，必須事先確認(rèn)相關(guān)替代錨固裝置已發(fā)揮作用，嚴(yán)禁出現(xiàn)“先拆后錨”操作。

前移時(shí)沿箱梁中軸線對(duì)稱向兩端推進(jìn)，盡量同步移動(dòng)，防止掛籃轉(zhuǎn)角、偏位造成掛籃受扭。各片掛籃主桁行走距離差不得超過10cm，若發(fā)現(xiàn)超過的情況，及時(shí)停止整體行走，單獨(dú)調(diào)整不同步的主架體行走到與整體同步位置，然后繼續(xù)前移。在掛籃前移過程中，操作平臺(tái)上嚴(yán)禁站人，遇有大風(fēng)、大霧或雷雨天氣，掛籃嚴(yán)禁前移。

（3）掛籃拆除。掛籃拆除主要分為掛籃底盤拆除、掛籃外側(cè)模及外導(dǎo)梁拆除、掛籃主桁拆除三個(gè)步驟。

下放底模平臺(tái)時(shí)，速度要同步勻速，防止模板部件發(fā)生扭曲或彎折。底模平臺(tái)下放時(shí)卷揚(yáng)機(jī)一定要?jiǎng)蛩?，專人指揮卷揚(yáng)機(jī)操作人員。發(fā)現(xiàn)不均勻下降時(shí)應(yīng)立即停止，及時(shí)調(diào)整。

吊點(diǎn)要正確牢固，起吊時(shí)應(yīng)扣好溜繩，并聽從信號(hào)指揮，不得超載。機(jī)械起吊物件前，應(yīng)先檢查機(jī)械設(shè)備和繩索的安全性和可靠性，起吊后下面不得站人和通行，物件下放距地面1m時(shí)，作業(yè)人員方可靠近操作。

2.4 施工過程控制要點(diǎn)

在下一箱梁混凝土澆筑前，表面灑適量水進(jìn)行濕潤，防止新舊混凝土結(jié)合面銜接質(zhì)量不良。澆筑時(shí)應(yīng)注意對(duì)掛籃觀察，若發(fā)現(xiàn)異常情況立即對(duì)進(jìn)行處理，以保安全。

懸澆箱體內(nèi)倒角及齒塊鋼筋密集，容易出現(xiàn)空洞。鋼筋密集區(qū)域采用30型插入式振搗器。嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間，防止過振造成混凝土離析和泌水情況，齒塊處混凝土允許適當(dāng)延長振搗時(shí)間，避免齒塊混凝土空洞影響后續(xù)張拉。

由于工藝要求，橫向一半的鋼束及豎向精軋鋼張拉壓漿時(shí)間較晚。在灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)可能減少造成對(duì)該鋼束銹蝕的影響。

預(yù)應(yīng)力管道安裝時(shí)候在橋面處設(shè)置排氣孔，并用膠帶封閉，在根部設(shè)置壓漿管伸出箱梁腹板。豎向預(yù)應(yīng)力鋼束在底部設(shè)排氣管，伸入腹板外，以保證壓漿密實(shí)。

嚴(yán)格控制橋面材料的不平衡堆載，特別是后穿鋼絞線整盤吊運(yùn)至橋面時(shí)，一定要T構(gòu)兩端對(duì)稱放置，且盡量在腹板處放置。

當(dāng)壓漿的管道超過50m后，壓漿液的初始流動(dòng)度控制在12.5S-14S左右具有較好的工作性能，當(dāng)管道進(jìn)一步加長時(shí)，壓漿液的初始流動(dòng)度宜按照較大值進(jìn)行控制，防止壓漿液過快凝固對(duì)壓漿質(zhì)量造成不利影響。

3 結(jié)語

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。施工中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，采用合理的施工工藝，把控關(guān)鍵施工技術(shù)要點(diǎn)，完成連續(xù)梁掛籃施工，才能保證混凝土澆筑質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生。