鐵路橋梁工程中懸臂掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用分析

曾 健

中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，四川 成都 611130

1 施工準(zhǔn)備階段

1.1 掛籃拼裝

掛籃拼裝施工應(yīng)提前做好桿件預(yù)處理、構(gòu)件質(zhì)量檢查等準(zhǔn)備工作，鋪設(shè)枕木起到控制箱梁腹板頂面高差的作用，確保掛籃穩(wěn)定保持為水平狀態(tài)。依次安裝主梁、立柱底座、立柱、斜拉帶與主桁前橫梁等構(gòu)件，在掛籃拼裝期間穿插開展主梁后錨固與消除主桁非彈性變形量等作業(yè)，待底籃安裝完畢后，即可安裝行走小車與內(nèi)外滑梁、模板，進入掛籃加載試驗工序。掛籃拼裝具體工藝流程如圖1所示。

圖1 掛籃拼裝工藝流程圖

1.2 掛籃加載試驗

在懸臂掛籃施工體系中，通過掛籃加載試驗工序能準(zhǔn)確掌握不同工況條件下的掛籃變形量與內(nèi)力狀態(tài)，核對量測值和預(yù)先設(shè)定的期望值，根據(jù)對比結(jié)果選擇性采取消除非彈性變形量等技術(shù)措施。在此項工序中，技術(shù)操作要點在于合理選擇試驗方法、進行加載程序控制和試驗觀測。

以錢江五橋工程的掛籃加載試驗為例，首先，在試驗方法選擇方面，擬定選取堆載試驗法，根據(jù)荷載計算結(jié)果編為1～12號塊段，不同塊段的等代荷載值不同。1號塊段等代荷載值設(shè)定為93.6t，8號塊段等代荷載值為136.2t，12號塊段等代荷載值設(shè)定為121.7t。待全部模板支設(shè)完畢后，增加沙袋數(shù)量實現(xiàn)逐級遞增荷載值，分4次逐級增加荷載值，將1～4級的加載值分別設(shè)定為85t、108t、137t、170t。然后，在加載程序控制方面，要求在現(xiàn)場溫度相對較為穩(wěn)定的時間段開展掛籃加載試驗，根據(jù)結(jié)構(gòu)變位情況設(shè)定各級加載與荷載持續(xù)時間，提前對掛籃開展20min的2級加載操作，使其快速進入工作狀態(tài)，在預(yù)加載結(jié)束2h后開展加載試驗，組合采取沙袋人工堆碼和機械吊裝方式逐級加載，并在各級加載完畢后觀測掛籃變形量與應(yīng)力狀態(tài)。最后，在試驗觀測方面，提前在主梁前腿、前端銷結(jié)點等部位設(shè)置一定數(shù)量的變形觀測點與應(yīng)力監(jiān)測點，配置水準(zhǔn)儀、電阻應(yīng)變片等儀器設(shè)備，在試加載與正式加載期間持續(xù)觀測采集和記錄試驗數(shù)據(jù)。根據(jù)試驗結(jié)果判斷所拼裝掛籃的承載性能、變形量和剛度值是否均滿足施工要求，再進入后續(xù)掛籃安裝工序。

2 施工階段

2.1 掛籃安裝

在掛籃安裝環(huán)節(jié)，提前做好滑軌安裝、精軋螺紋預(yù)埋、所處梁段預(yù)應(yīng)力施工等前期準(zhǔn)備工作，確定具備全部的掛籃安裝條件。首先，安裝掛籃底模板，使用螺紋鋼筋在掛籃軌道上將底模板保持固定狀態(tài)，并在軌道上吊裝就位和錨固主桁架，依次安裝前橫梁和前吊帶等部件，控制塔吊設(shè)備將掛籃底模板保持為懸吊狀態(tài)。然后，拆除所處與鄰近梁段的外模板，操縱吊車將外模板運輸就位后，在走行縱梁部件上支設(shè)外模板，要求模板上端與主桁架保持固定連接狀態(tài)，待外模板支設(shè)完畢后，即可安裝內(nèi)外吊梁、吊桿等構(gòu)件，以及支設(shè)內(nèi)模板和配套部件。最后，參照施工圖紙安裝懸臂掛籃，重點檢查錨固鋼筋間距、螺栓緊固性和吊耳間距等技術(shù)參數(shù)，對質(zhì)量缺陷部位與安全檢查未通過部位進行返工處理，將懸臂吊籃安裝誤差控制在允許范圍內(nèi)。

2.2 箱梁懸臂施工

（1）掛籃懸臂方法選擇。鐵路橋梁工程中常用的箱梁懸臂掛籃方法為分離式掛籃和連體掛籃兩種，需要根據(jù)橋梁箱梁懸澆節(jié)段長度加以合理選擇。例如，在錢江五橋工程中，同時采取分離式和連體式的施工方法，優(yōu)先開展1號塊段箱梁懸臂施工作業(yè)，采取連體式掛籃施工法，設(shè)置聯(lián)接板，將2只掛籃主梁保持為聯(lián)接狀態(tài)。隨后，對剩余塊段開展箱梁懸臂施工，采取分離式掛籃施工法，施工人員將掛籃主梁分離形成一側(cè)主梁接長和另一側(cè)獨立掛籃的兩部分，將二者保持為對稱平衡布局，提前將一只掛籃前移至設(shè)計位置，再將剩余掛籃拼裝前移，待掛籃就位后開展混凝土現(xiàn)澆作業(yè)。

（2）模板支設(shè)。施工人員依次支設(shè)底模板、外模板、內(nèi)模板以及堵頭模板，在底籃上方支設(shè)底模板，在主桁前端懸吊外模板骨架滑梁，在已成型箱梁翼板中設(shè)置錨桿并澆筑混凝土，控制外模板與滑梁和掛籃同步開展前移操作，并在箱梁到達設(shè)計高度后拆除底節(jié)模板和配套骨架，完成外模施工。隨后，使內(nèi)模板和滑梁前后端分別在主桁和已成型箱梁頂板部位保持懸吊狀態(tài)，同步前移掛籃、內(nèi)模板和骨架滑梁，將鋼模板組合拼裝支設(shè)內(nèi)模腹板，并在橫豎肋連接部位設(shè)置絞件，打入對拉螺桿將內(nèi)模板與外模板固定連接。最后以箱梁腹板高度為依據(jù)，分多次完成堵頭模板支設(shè)作業(yè)，施工人員提前清理墩頂部位殘留浮漿和各類雜物，淋灑適量水分使其保持濕潤狀態(tài)，參照施工圖紙支設(shè)堵頭模板，使用泡沫雙面膠材料和砂輪工具完成模板拼縫處理與拋光作業(yè)。待所處塊段預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束，以及混凝土試塊強度達標(biāo)后，拆除底模板和側(cè)模板，分類整理模板與配件，清理表面浮漿，留待循環(huán)使用。

（3）掛籃行走。掛籃行走工序可拆分為軌道接長錨固、安全檢查、掛籃前移、掛籃到位4項施工步驟。各項步驟的技術(shù)要點如下：第一，軌道接長錨固。施工人員提前清理軌道表面附著的灰塵污漬與雜物，均勻涂抹潤滑油，并設(shè)置鍍鋅鐵皮。待準(zhǔn)備工作結(jié)束后，按順序依次拆除底模板后吊帶以及內(nèi)外模板體系的錨桿件，將模板和已澆筑成型混凝土保持完全脫離狀態(tài)，控制塔吊將內(nèi)模板和配套骨架精準(zhǔn)吊裝至內(nèi)滑梁，再將外模板精準(zhǔn)吊裝至底模走向縱梁部位，通過拆除桁架錨桿來改變后支座受力狀態(tài)，保持梁體與底模安全間隔距離，完成軌道接長錨固步驟，滿足掛籃前移條件。第二，安全檢查。務(wù)必重點檢查滑移軌道鋪設(shè)質(zhì)量、底模板平臺水平情況、掛籃部位聯(lián)結(jié)狀態(tài)、安全網(wǎng)掛靠穩(wěn)固情況等，將橋軸線以及掛籃軌道保持為平行狀態(tài)，消除質(zhì)量安全隱患，確定一切無誤后再開展掛籃前移作業(yè)。第三，掛籃前移。使用倒鏈牽引主桁架，要求箱梁兩端掛籃在前移過程中保持對稱與同步狀態(tài)，通過倒鏈與主桁架來牽動掛籃模板向前移動，必要時停止掛籃前移，處理接縫和對拉桿頭等問題，在問題得到妥善解決前禁止前移掛籃。第四，掛籃到位處理。待掛籃前移至設(shè)計位置后，按順序依次安裝底模板后吊帶、滑梁吊桿、桁架錨固等裝置，以改變掛籃體系受力狀態(tài)。

（4）箱梁懸臂澆筑。在箱梁懸臂澆筑環(huán)節(jié)，參照施工圖紙綁扎頂板和翼板頂層等部位鋼筋，在吊帶等部位設(shè)置預(yù)留孔，并檢查是否具備混凝土澆筑條件，如檢查前后短吊桿使用情況、掛籃后錨裝置安裝質(zhì)量等，確定無誤后，采取對稱方法在箱梁兩端勻速澆筑混凝土，依次開展混凝土澆筑、振搗與養(yǎng)護作業(yè)，預(yù)防混凝土干縮裂縫、溫度裂縫等問題出現(xiàn)，并在拆模環(huán)節(jié)修補混凝土破損部位。待混凝土強度達標(biāo)后，觀測各測點高度，開展縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力束張拉和壓漿作業(yè)，在張拉結(jié)束后重新觀測各測點高度。確定施工質(zhì)量達標(biāo)后，進入掛籃就位環(huán)節(jié)，重復(fù)上述步驟，開展后續(xù)塊段的掛籃前移與箱梁懸臂澆筑施工。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋與合龍施工

在預(yù)應(yīng)力筋施工期間，依次開展縱向與橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉作業(yè)，根據(jù)鋼絞線長度合理采取穿束方式，如在鋼絞線長度小于或超過30m時，分別采取人工穿束和卷揚牽引穿束方式，直至全部預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入對應(yīng)孔道內(nèi)，即可開展鋼絞線張拉作業(yè)。待張拉完畢后，檢查預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量，處理出現(xiàn)的張拉伸長量超標(biāo)、斷絲滑絲等問題。以預(yù)應(yīng)力筋伸長超標(biāo)問題為例，在張拉前反復(fù)核對鋼絞線安裝位置，使用通孔器檢查是否存在孔道堵塞問題，做好千斤頂?shù)仍O(shè)備工具的調(diào)試檢查與維護保養(yǎng)工作，并在預(yù)應(yīng)力筋張拉期間持續(xù)測量記錄實時伸長量，必要時采取啟用備用孔道和增加預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量等措施，將預(yù)應(yīng)力筋伸長值的設(shè)計值與實際值誤差比例控制在±6%以下。此外，在合龍施工期間，預(yù)先做好預(yù)埋件埋設(shè)、剛性支撐結(jié)構(gòu)展開等準(zhǔn)備工作，在約定時間內(nèi)完成合龍口鎖定作業(yè)，在合龍口部位澆筑適量混凝土，待T結(jié)構(gòu)梁切換至正、負彎矩受力狀態(tài)后開展合龍段體系轉(zhuǎn)換作業(yè)。

3 結(jié)束語

綜上所述，在鐵路橋梁工程中，施工單位應(yīng)加大對懸臂掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用和研究力度，切實掌握工藝流程和各項技術(shù)操作要點，推動懸臂掛籃施工技術(shù)體系的優(yōu)化創(chuàng)新。同時，應(yīng)注重總結(jié)技術(shù)實踐經(jīng)驗，從而為工程質(zhì)量提供技術(shù)保障。