懸臂施工技術(shù)在大跨度橋梁工程中的應(yīng)用分析

文/朱學偉

1 前言

對于大跨度橋梁工程而言，在具體施工階段對于橋梁的剛度與安全性有著較高的要求。因此，在技術(shù)選擇環(huán)節(jié)施工單位需要根據(jù)項目的實際情況，在綜合考慮大跨度橋梁工程要求的基礎(chǔ)上，對技術(shù)的應(yīng)用方式、應(yīng)用范圍進行綜合分析，提高技術(shù)的應(yīng)用效果。懸臂施工技術(shù)是當前橋梁領(lǐng)域建設(shè)中常用的一項技術(shù)策略，該技術(shù)具備施工效率高、技術(shù)成熟等特點，因此被廣泛應(yīng)用。本文對該技術(shù)在大跨度橋梁工程中的應(yīng)用過程進行探討，總結(jié)出更為科學有效的技術(shù)方案是提升大跨度橋梁工程項目建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)。

2 工程概況

某大跨度橋梁全長約1.4km，該大型橋梁直接跨越河流的兩側(cè)斜坡位置上，地形險峻，交通不便，地質(zhì)條件也非常復(fù)雜。經(jīng)過勘查分析，該橋梁所處位置的海拔高度為688.1～987m 之間，橋軸線的地表高程在688.5～952.5m 之間[1]。該施工范圍內(nèi)除了分布著一定的巖堆體的結(jié)構(gòu)，還有大跨度橋梁的表面覆蓋層的厚度相對較小，基礎(chǔ)巖石處于裸露在外部空間的情況，所以橋梁的整個結(jié)構(gòu)都是在溶蝕性山溝谷的地貌條件中。整個橋梁在開展整幅作業(yè)的過程中，主橋的結(jié)構(gòu)設(shè)置在直線段上，其橋梁跨度的位置上設(shè)計為2層40m，主要是預(yù)應(yīng)力箱梁的結(jié)構(gòu)形式，并且布置有五道混凝土伸縮縫結(jié)構(gòu)，支座結(jié)構(gòu)都是在水平方向上設(shè)置，另外縱箱的結(jié)構(gòu)上設(shè)置有三角墊的結(jié)構(gòu)，主橋的單橋面坡度數(shù)據(jù)為2%[2]。

3 掛籃的選定

根據(jù)施工工藝技術(shù)標準，應(yīng)用掛籃作為懸臂施工的主要受力結(jié)構(gòu)，主要采用的是三角形、菱形、平行桁架等結(jié)構(gòu)形式。掛籃的結(jié)構(gòu)性能需要達到要求，其中有主桁架、懸吊、模板、錨固、走形等部分，對于橋梁工程的施工有著直接影響。結(jié)合該橋梁項目的實際情況，設(shè)計人員最終選擇使用雙組桁三角結(jié)構(gòu)形式，在每一側(cè)的腹板結(jié)構(gòu)上布置三角桁架2 榀，每個掛籃的結(jié)構(gòu)總計設(shè)置有4 榀桁架，相鄰的桁架通過應(yīng)用型鋼連接形成整體的結(jié)構(gòu)。按照連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)性能要求，項目設(shè)計的最大懸臂澆筑部分長度為4m，掛籃結(jié)構(gòu)的設(shè)計總長度是10.35m，總高度是4.927m。掛籃前端懸臂部位需要設(shè)置為雙40 工字鋼的前橫梁結(jié)構(gòu)，同時要做好后錨固段結(jié)構(gòu)部分的固定處理，制作錨桿結(jié)構(gòu)連接，使用走行輪移動掛籃結(jié)構(gòu)。底模與側(cè)模、內(nèi)模都要做好加工處理，然后形成組合模架，另外還需要設(shè)置到底模縱橫梁、側(cè)模、內(nèi)模等位置上，然后移動到橫梁的部位上，前橫梁為8 根，后橫梁為3 根，全部采用精軋螺紋鋼筋作為手工材料制作底模吊桿的結(jié)構(gòu)。走行的軌道根據(jù)運行的要求進行設(shè)定，以滿足正常運行的標準。該掛籃組成結(jié)構(gòu)相對簡單，受力條件比較好，各個桿件之間應(yīng)用銷軸連接，工作系數(shù)設(shè)定在0.3～0.6 之間，制作與安裝較為方便，承載性能好，完全達到安全性標準[3]。

4 掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)

4.1 墩頂臨時固結(jié)

連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的施工環(huán)節(jié)，兩側(cè)如果設(shè)計為不平衡力矩的情況，則要保證懸臂達到穩(wěn)定性標準，同時主梁與橋墩的結(jié)構(gòu)應(yīng)該做好臨時固結(jié)處理。結(jié)合現(xiàn)場的施工條件，該橋梁項目的施工中通過電阻絲+硫磺砂漿固結(jié)的方法開展錨固施工，以墩頂預(yù)埋鋼筋和硫磺砂漿的方式制作墊塊結(jié)構(gòu)，梁底與墩頂之間要布置鋼筋混凝土支座的結(jié)構(gòu)形式，其中間部位使用厚度為5cm 的硫磺砂漿材料。這種形式的組成結(jié)構(gòu)簡單、施工速度快、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好[4]。

4.2 墩頂0#塊施工

墩頂0#塊是主要的連續(xù)性基準塊，鋼筋結(jié)構(gòu)復(fù)雜性高，分布著較多的孔道，單個結(jié)構(gòu)的混凝土使用量巨大，對于質(zhì)量方面的要求較高。由于墩身高度相對較大，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該采用墩旁三角架的方式開展作業(yè)施工。托架結(jié)構(gòu)應(yīng)用型鋼組合形成整體結(jié)構(gòu)，焊接連接形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，墩身表面預(yù)埋精軋鋼筋，錨固連接形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，如有必要，可以應(yīng)用小型千斤頂進行固定處理，達到張拉處理，保證墩身結(jié)構(gòu)緊固度符合要求，防止后期加載而產(chǎn)生沉降嚴重的問題。托架設(shè)置結(jié)束后，按照1.2 倍設(shè)計荷載加壓試驗，確保結(jié)構(gòu)達到穩(wěn)定性標準，防止發(fā)生彈性變形，讓梁體結(jié)構(gòu)的施工達到質(zhì)量標準要求。預(yù)壓工作結(jié)束后，按照預(yù)壓后的效果和變形量數(shù)據(jù)，做好結(jié)構(gòu)調(diào)整工作，達到要求就可以進行鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道敷設(shè)施工。鋼筋綁扎階段，施工人員要做好孔道部位間隔距離的控制，預(yù)應(yīng)力達到精度的要求，不能隨意改變鋼筋部位。鋼筋綁扎結(jié)束后，檢查合格開始進行澆筑施工[5]。

4.3 掛籃拼裝

掛籃拼裝作業(yè)一般是通過塔吊或者汽車吊的方法進行，合理選擇起重設(shè)備吊裝作業(yè)，嚴格執(zhí)行施工標準完成拼接作業(yè)。

4.4 合攏段施工

4.4.1 剛性支撐設(shè)置

為了避免合攏結(jié)構(gòu)因為溫差而出現(xiàn)開裂的問題，施工人員應(yīng)該布置剛性支撐和永久預(yù)應(yīng)力筋的鎖定處理。剛性支撐的作用就是避免溫度升高而導致膨脹出現(xiàn)的損壞問題；臨時預(yù)應(yīng)力鋼束的設(shè)置就是要預(yù)防因為溫度下降而導致收縮結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉應(yīng)力問題，不會發(fā)生開裂的情況。嚴格控制各個結(jié)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)，確保結(jié)構(gòu)性能符合標準要求。

4.4.2 環(huán)境溫度

合攏段部分澆筑作業(yè)前，需要進行整個橋梁的高程、軸線、長度等方面的檢測，同時檢測一周時間的溫度變化，了解規(guī)律，總結(jié)出每日的最低溫度時間段、升溫時間段以及溫度恒定不變的時間段，以便于根據(jù)施工的情況做好澆筑時間的確定，達到施工的標準和要求。

4.4.3 配重

要想使得合攏段結(jié)構(gòu)部分的澆筑施工完全處于平衡狀態(tài)，確保該結(jié)構(gòu)內(nèi)的高差達到規(guī)定標準，就要在兩側(cè)設(shè)置必要的配重結(jié)構(gòu)，每側(cè)配重為合攏段結(jié)構(gòu)的荷載一半，一般是選擇水箱、混凝土預(yù)制塊等形式，在澆筑前要做好減載處理。

4.4.4 混凝土

合攏段在施工前做好混凝土的配合比控制，一般需要超出其他階段一個強度等級。澆筑結(jié)束后，開始進行預(yù)應(yīng)力鋼束張拉作業(yè)，將臨時支撐結(jié)構(gòu)拆掉，然后可以完成整個合攏結(jié)構(gòu)。一般需要減小水灰比參數(shù)，適當縮小變形，確保強度性能合格。需要注意的是，在混凝土施工的階段中，為了能夠提高合攏段混凝土的質(zhì)量，在混凝土澆筑階段施工人員需要做好壓力以及混凝土澆筑量的控制和振搗控制，保證各方面的參數(shù)要求能夠滿足實際需要，從而提高整體橋梁結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性。

4.5 線形控制

4.5.1 線形控制點設(shè)置

0#塊施工時，頂部中心、腹板中心、翼緣板的各個部位都要設(shè)置測量點為基準點，梁端應(yīng)在每個節(jié)段相應(yīng)0#段的部位設(shè)置測量點位，并根據(jù)實際情況做出調(diào)節(jié)。

4.5.2 墩身變形觀測

主墩結(jié)構(gòu)的施工中，要設(shè)置必要的沉降觀測點，定期檢查主墩變形的狀況，了解最不利變化的因素，避免兩側(cè)懸臂段由于荷載差異而產(chǎn)生的事故問題。

5 質(zhì)量控制措施

連續(xù)梁支座安裝工作開始前，應(yīng)該全面檢查各個結(jié)構(gòu)的變化、安裝方向、孔深等，需要符合設(shè)計標準要求，保證預(yù)留孔達到潔凈度的要求。墊石頂部鑿毛處理，全面沖洗掉雜物，支座灌漿達到技術(shù)標準，不會有下部脫空的問題。墩頂0#塊模板在安裝結(jié)束后，及時進行預(yù)壓處理，以設(shè)計荷載的120%進行預(yù)壓，分級進行預(yù)壓作業(yè)，并且做好高程檢測，一旦發(fā)現(xiàn)過大的變形，立即停止加載，分析原因，且采取措施處理。墩頂0#塊鋼筋以及孔道的數(shù)量較多，施工開始前要做好全面地檢測工作，合理做好規(guī)劃管理，預(yù)留孔道位置，不會切割鋼筋。墩頂0#塊高度是較高的，在模板澆筑時應(yīng)該重視各個結(jié)構(gòu)的設(shè)置，達到規(guī)定高度才能封閉該結(jié)構(gòu)。如果澆筑的高度較高，則應(yīng)該設(shè)置串筒的結(jié)構(gòu)，避免混凝土的下落高度超出標準要求而產(chǎn)生離析問題。灌注混凝土階段，施工人員應(yīng)保證各個方向均勻灌注施工，然后是振搗作業(yè)，均勻振搗處理，尤其是鋼筋、管道分布密集的位置，不會有密實度不足、孔洞等問題，一般可以使用小型振搗棒進行振搗施工，達到建筑工程的合格標準。

6 結(jié)語

大跨度橋梁是我國重要基礎(chǔ)設(shè)施，對于改善山區(qū)地帶的交通狀態(tài)有著積極的作用，因此施工單位需要加強質(zhì)量控制，選擇懸臂施工技術(shù)開展大跨度橋梁項目施工，做好各個環(huán)節(jié)的控制工作，消除任何不利因素的影響，提高橋梁質(zhì)量水平，滿足當?shù)亟煌ㄟ\行需要。