大跨度橋梁施工中菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)分析

黃佩

（宜春市公路事業(yè)發(fā)展中心上高分中心，江西 宜春 336000）

0 引言

相較于普通的公路橋梁工程，大跨度橋梁的跨度大、操作項目多且現(xiàn)場潛在風(fēng)險更多，這一定程度上提升了施工難度，對各項施工操作的專業(yè)性及質(zhì)量也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。

在施工過程中想要進一步提升大跨度橋梁的安全系數(shù)、減少不良因素的影響，可有效應(yīng)用菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)完成施工任務(wù)，菱形掛籃的制作流程相對簡單、拼裝便捷、結(jié)構(gòu)受力性強且能滿足大面積的作業(yè)要求。

對此，施工人員應(yīng)加強工程規(guī)范操作意識，充分掌握此項技術(shù)的應(yīng)用要點，通過規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的施工操作提高施工質(zhì)量，確保大跨度橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

1 菱形掛籃的設(shè)計原則

當(dāng)前，在大跨度橋梁施工中常見的菱形掛籃有3m、4m 兩種規(guī)格。通常，掛籃整體重量隨著懸臂長度變化而變化，同時，掛籃荷載和結(jié)構(gòu)受力情況也會隨之發(fā)生改變。

在對菱形掛籃進行整體設(shè)計時，為了避免因結(jié)構(gòu)參數(shù)計算錯誤而引發(fā)質(zhì)量問題，防止發(fā)生安全事故，應(yīng)結(jié)合大跨度橋梁梁塊的重量進行綜合分析，依照大跨度橋梁的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)章對掛籃結(jié)構(gòu)和梁塊重量比進行準(zhǔn)確計算，確保最終的計算參數(shù)能達到行業(yè)設(shè)計指標(biāo)。在設(shè)計過程中還要充分考慮施工操作的復(fù)雜性，在對菱形掛籃懸臂結(jié)構(gòu)尺寸進行規(guī)劃時應(yīng)預(yù)留出充足的施工空間，以免尺寸過小影響施工人員的正常操作，也要防止尺寸過大增加制作成本，在綜合分析多項因素后確定最佳的結(jié)構(gòu)尺寸，確保菱形掛籃設(shè)計的合理性。

2 大跨度橋梁菱形掛籃懸臂施工技術(shù)分析

2.1 菱形掛籃的安裝操作

2.1.1 制作掛籃

制作菱形掛籃時要嚴(yán)格依照工程設(shè)計規(guī)定的尺寸加工掛籃所需的所有構(gòu)件，加工人員不得隨意更改尺寸參數(shù)，加工構(gòu)件所用材料的性能、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等都必須符合工程設(shè)計指標(biāo)才可實施加工作業(yè)，從根源把控好菱形掛籃的加工質(zhì)量。在加工構(gòu)件的螺栓孔洞位置時，加工人員要先按照設(shè)計圖紙確定加工位置，然后借助數(shù)控切割機等專業(yè)化設(shè)備實施操作，保證孔洞位置的準(zhǔn)確性，提高孔洞尺寸的精準(zhǔn)度。

另外，在對加工構(gòu)件實施焊接作業(yè)時應(yīng)遵守高效、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髟瓌t，嚴(yán)格把控焊接質(zhì)量，確保掛籃焊接的牢固性。由于掛籃的組成構(gòu)件較多，焊接工作量較大，操作人員必須依照不同構(gòu)件的焊接標(biāo)準(zhǔn)展開作業(yè)，為避免發(fā)生漏焊、過焊等問題，操作人員可按照掛籃的拼裝順序，對焊接構(gòu)件進行合理劃分，在充分了解焊接標(biāo)準(zhǔn)前提下，根據(jù)構(gòu)件的材質(zhì)、功能性要求，選擇合適的焊條和焊接技術(shù)，然后依次開展焊接作業(yè)。在焊接過程中，操作人員要把控好焊接溫度和時間，以防構(gòu)件出現(xiàn)破損等問題。此外，完成掛籃加工工作后，操作人員可利用超聲波檢測法對掛籃縫隙進行全面檢測，確保各類構(gòu)件的加工質(zhì)量均能滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 掛籃拼裝

掛籃構(gòu)件是由加工廠制作完成的，其拼裝操作大多是待掛籃構(gòu)件運輸至現(xiàn)場后，在施工現(xiàn)場完成的。掛籃構(gòu)件進場后，施工人員首先應(yīng)對掛籃構(gòu)件進行詳細檢查，確定各類構(gòu)件均無破損、銹蝕等問題后方可進行安裝操作。安裝滑道前，施工人員需用鋼枕對其進行相應(yīng)的調(diào)整，安裝過程中可用錨固筋進行加固處理，然后依次安裝滑道前滑、后鉤板、主桁架、行走與錨固系統(tǒng)及各桿件，完成箱梁上部結(jié)構(gòu)的安裝工作后，便可開展掛籃吊帶系統(tǒng)，底平臺系統(tǒng)，內(nèi)、外、堵頭模板系統(tǒng)的安裝。需要注意的是，施工人員必須加強對掛籃各錨固件的檢查工作，切實保證掛籃錨固的可靠性，確保安裝結(jié)構(gòu)的整體性，通過規(guī)范化的安裝操作提高掛籃結(jié)構(gòu)的牢固性。

2.1.3 掛籃預(yù)壓試驗

為了避免菱形掛籃在施工中出現(xiàn)變形問題，完成掛籃拼裝作業(yè)后需要對掛籃主桁架等構(gòu)件進行預(yù)壓試驗，由此消除掛籃產(chǎn)生的非彈性變形，提高施工操作中的安全性。在預(yù)壓計算時，一般需要將掛籃產(chǎn)生的彈性變形量歸納至梁段預(yù)拱度計算中，預(yù)壓壓重則依照懸臂最重梁段的1.2 倍進行計算。同時，施工人員可采取裝載砂堆預(yù)壓法進行試驗（見圖1），依次加載至20%、50%、70%、100%、120%，加載完畢后應(yīng)停留約30min，待沉降值逐漸穩(wěn)定后對變形數(shù)據(jù)進行詳細分析，且滿載后應(yīng)停留24h 再進行觀測分析。在試驗環(huán)節(jié)施工人員要詳細記錄加載數(shù)據(jù)、加載狀態(tài)以及掛籃的變形情況等相關(guān)數(shù)據(jù)，確保試驗數(shù)據(jù)的完整性。

圖1 菱形掛籃裝載砂堆預(yù)壓法示意圖

2.1.4 驗收掛籃

完成掛籃拼裝和預(yù)壓試驗工作后，現(xiàn)場監(jiān)管人員及施工單位應(yīng)對掛籃安裝項目進行驗收，嚴(yán)格依照大跨度橋梁菱形掛籃懸臂澆筑施工的相關(guān)規(guī)范及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)對掛籃各組裝構(gòu)件的尺寸、焊接質(zhì)量等進行全面驗收，詳細查看掛籃構(gòu)件表面是否存在銹跡、主桁架的立柱垂直度是否同設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一致、錨固深度是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。在驗收環(huán)節(jié)，相關(guān)部門及人員必須秉承真實、客觀的態(tài)度落實檢驗工作，確保掛籃施工的各項工藝均能達到標(biāo)準(zhǔn)要求，為后續(xù)的施工操作奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2 混凝土澆筑施工

菱形掛籃的混凝土澆筑作業(yè)應(yīng)自懸臂至根部展開，嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及測量數(shù)據(jù)控制澆筑質(zhì)量和規(guī)格。對腹板結(jié)構(gòu)的澆筑工作應(yīng)從頂板處開始，并將卸料板覆蓋至進料口處，以此保證頂板混凝土的初凝效果，避免出現(xiàn)裂縫等問題。在澆筑過程中，施工人員要處理好腹板和底板之間的倒角問題，按照邊澆筑邊振搗的方式展開作業(yè)，確保混凝土的密實度，避免出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。同時應(yīng)注意，禁止將混凝土直接傾倒在鋼筋網(wǎng)上，以防影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

為了提高混凝土施工效率，施工人員可在頂板、腹板處安裝“天窗”，并沿腹板每隔1.2～1.5m 設(shè)置一個漏斗，確保腹板振搗作業(yè)的高效開展。

2.3 合龍段施工

合龍段施工操作主要為退掛籃，施工人員需要先拆除相鄰段的掛籃，同時清理梁面物件，并依照施工圖紙將配重水箱、設(shè)備等安裝在指定位置，然后對梁段觀測點標(biāo)高進行復(fù)測，確定其同設(shè)計指標(biāo)相一致后，鎖定永久支座，同時拆除臨時支座。

將臨時支座拆除后，施工人員要再次復(fù)核兩面標(biāo)高，盡可能將相鄰兩端頂面標(biāo)高的差異值控制在15mm 以內(nèi)，并利用線性控制軟件對水箱配重方法進行合理調(diào)整，確定無誤后方可展開下一道工序。一般情況下，合龍段施工分四種方式，即一次性全橋合龍、先產(chǎn)生雙懸鋼構(gòu)再合龍、中跨到邊跨合龍以及邊跨到中跨合龍。施工人員需要依照菱形掛籃的實際安裝情況選擇合適的合龍方式。

具體操作時，施工人員可先進行邊跨合龍，將邊跨掛籃改為吊架，完成體系轉(zhuǎn)換后，在邊跨合龍段安裝勁性骨架，然后將鋼筋綁扎牢固，通過混凝土澆筑完成合龍，待混凝土強度指標(biāo)達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的90%以上、養(yǎng)護時間維持在7 天以上時，便可根據(jù)先長束后短束的原則對段頂、底板束和垂直預(yù)應(yīng)力束實施張拉處理，其中可采取交替張拉的方式對底板和頂板束進行張拉處理。

3 大跨度橋梁菱形掛籃懸臂澆筑施工質(zhì)量的控制策略

3.1 嚴(yán)格規(guī)范掛籃安裝操作

掛籃安裝操作是否標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范關(guān)乎后續(xù)懸臂澆筑的質(zhì)量。因此，在安裝環(huán)節(jié)應(yīng)提高掛籃安裝操作的規(guī)范性，保證基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。在實際安裝操作中，菱形掛籃的軌道安裝極易出現(xiàn)誤差，為了將軌道安裝的誤差值控制在允許范圍內(nèi)，在安裝軌道垂直預(yù)應(yīng)力筋時，應(yīng)將其垂直、水平兩個方向的安全誤差均控制在3mm 以內(nèi)。完成拼裝工作后，施工人員應(yīng)在現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)人員的正確指引下，將掛籃前移至規(guī)定位置，確保掛籃同橋梁中線呈對齊狀態(tài)，且兩者之間的偏差值應(yīng)不超過5mm。最后，施工人員應(yīng)落實自檢工作，全面查看掛籃的變形情況，同時依照技術(shù)規(guī)范對變形值進行合理調(diào)整，將每次調(diào)整的范圍控制在5mm 左右，以免調(diào)整范圍過大提高其變形率，確保掛籃安裝的質(zhì)量能達到大跨度橋梁的施工要求。

3.2 有效控制梁體撓度

為保證整體施工質(zhì)量，在澆筑混凝土?xí)r施工人員可利用線性控制軟件對施工進度、材料數(shù)目、設(shè)備擺放位置等進行全面控制，并以此收集相關(guān)數(shù)據(jù)，對梁體撓度參數(shù)進行綜合計算，一般其變化范圍應(yīng)在5mm以內(nèi)，若撓度參數(shù)超過5mm，則需及時排查撓度參數(shù)變化的原因。對各項影響因素進行詳細分析后進行有效調(diào)整，然后將調(diào)整數(shù)據(jù)錄入控制軟件，并對撓度數(shù)值進行重新測算，確保梁段標(biāo)高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，為后期合龍施工提供可靠的保障。

3.3 落實水平測量的精度控制工作

水平測量精度的控制工作對菱形掛籃懸臂施工尤為重要。施工過程中，施工人員應(yīng)提高質(zhì)量管控意識，在保證施工操作規(guī)范性的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格依照施工圖紙和施工方案實施操作。在水平測量工作中，應(yīng)合理布設(shè)觀測點，以防增加數(shù)據(jù)的離散性，為了避免出現(xiàn)重復(fù)測量的現(xiàn)象，施工人員可在觀測點上進行標(biāo)記，保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，水平測量工作應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境下進行，防止數(shù)據(jù)受到外界因素干擾而出現(xiàn)較大偏差?？紤]到地形條件的影響，施工人員可在梁段頂面布設(shè)水準(zhǔn)點，梁段施工結(jié)束后需參考水準(zhǔn)點對標(biāo)高進行復(fù)測，并利用線性控制軟件和相應(yīng)調(diào)整措施有效控制測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，進一步提高水平測量的準(zhǔn)確度，保證整體施工操作的規(guī)范性。

4 加強大跨度橋梁菱形掛籃懸臂澆筑施工安全的有效措施

大跨度橋梁菱形掛籃懸臂澆筑施工屬高空操作項目，危險系數(shù)較高，加之施工環(huán)境復(fù)雜、工藝流程較為煩瑣，若施工過程中的安全管控工作不到位，則極易引發(fā)安全事故，不僅會影響整體工程的施工質(zhì)量，還會危及施工人員的生命安全，給建筑企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。鑒于此，在整體施工過程中，建筑企業(yè)應(yīng)加強現(xiàn)代化工程安全管控意識，依照大跨度橋梁菱形掛籃懸臂澆筑施工的操作特點、施工標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合現(xiàn)場實際環(huán)境，采取科學(xué)有效的安全控制措施，積極落實安全技術(shù)指導(dǎo)工作，保證項目工程在安全的施工環(huán)境下順利完成。

菱形掛籃懸臂澆筑施工環(huán)節(jié)是工程安全管理的核心，現(xiàn)場監(jiān)管人員必須樹立正確的工程管理理念，切實將安全控制工作落實到具體的施工環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮出工程監(jiān)理的效用價值，正確指導(dǎo)施工人員開展規(guī)范化操作。就滑道安裝環(huán)節(jié)而言，施工人員可將保險限位擋板安裝至滑道前端位置，以防在操作過程中出現(xiàn)掛籃前移的現(xiàn)象，在吊梁下放的過程中也應(yīng)由專業(yè)人員對水平位移情況進行檢測，確保下放位置的準(zhǔn)確性，避免放置不平衡引發(fā)安全事故。鋪設(shè)軌道時，施工人員需要嚴(yán)格按照施工方案進行鋪設(shè)，切實將各項誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，保證軌道鋪設(shè)的穩(wěn)固性，規(guī)避軌道掉落風(fēng)險。

在行走軌道的使用過程中，每次開啟時施工人員都應(yīng)詳細檢查前后橫梁的穩(wěn)定情況，查看其是否存在掛鉤滑出滑槽、前后縱梁滑船等問題，確定無誤后方可實施操作。另外，前移掛籃時，施工人員應(yīng)注意將兩只掛籃保持對稱狀態(tài)，之后同步向前移動，由此保持梁體的平衡性，以免梁體失衡發(fā)生安全事故。同時，要注意控制掛籃前移的速度，盡可能將其行走速度控制在10m/h 以內(nèi)，待掛籃距梁端約1m 時應(yīng)適當(dāng)減速，以防影響梁體平衡性。無論是在掛籃施工中還是在軌道運行、掛籃前移環(huán)節(jié)，施工人員及現(xiàn)場監(jiān)管人員都需加強安全觀察，實時掌握施工環(huán)境、施工操作的變化情況，提高安全管控的精細化程度，消除施工中的安全隱患，切實保證施工操作的安全性，為大跨度橋梁工程順利開展提供有力支持。

5 結(jié)語

菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)為大跨度橋梁工程的施工操作帶來了一定的便利性，但在實際施工中還是存在一些安全隱患，施工單位想要充分發(fā)揮出該技術(shù)的應(yīng)用價值就需要加強對技術(shù)操作規(guī)范的管控，嚴(yán)格把控工程測量精度，依照施工進度、操作項目的實際情況，采取針對性措施加以管理，強化施工操作的標(biāo)準(zhǔn)性及精細化，切實將工程安全管理工作落實到工程施工的全過程，做好基礎(chǔ)保障工作，為橋梁工程的安全、穩(wěn)定開展及后期的長效運營奠定堅實的基礎(chǔ)。