探討橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工技術(shù)

宋安慶

浙江交工國際工程有限公司 浙江 杭州 310000

隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑業(yè)的建設(shè)技術(shù)也在快速發(fā)展。作為一種重要的建設(shè)項目，現(xiàn)澆箱梁的施工質(zhì)量對整個建筑工程甚至是建筑行業(yè)都有很大的影響，它既能夠減小對施工現(xiàn)場環(huán)境所帶來的不良后果，又能夠減小橋梁出現(xiàn)病害的幾率，從總體上來說，減小了對現(xiàn)場自然環(huán)境的影響，而最主要的是橋梁掛籃懸臂澆筑施工，它的質(zhì)量的優(yōu)劣將會對整個施工的進度和效果產(chǎn)生直接的影響。

1 懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工技術(shù)概述

懸臂式澆注方法是利用在墩身兩端各設(shè)有一個獨立的工作平臺，并配合部分斷面，利用一個均衡的懸臂式將混凝土澆筑進去，并給予一定的推力。主要裝備為一對用錨桿固定的活動掛籃，與墩身梁端組成為活動的一體，其余部件采用模支、鋼筋捆扎、混凝土等方法固定。

1.1 工作原理

掛籃法是一項嶄新的施工工藝，在一定程度上可以看作是掛籃法的一種。與其它建筑方式相比，其優(yōu)勢非常明顯。首先，在施工過程中，我們可以按照工作量的大小，采取分段懸臂的方式，也就是，可以先對橋梁的懸臂進行施工，然后再把掛籃轉(zhuǎn)移到下一段，然后再進行下一段的施工和建設(shè)。合理運用施工方法和技術(shù)，能夠有效地提升施工的效率，加速施工的進度。從某種意義上來說，它更像是一種承載結(jié)構(gòu)。然而，這一問題卻極易被各建設(shè)單位所忽略。所以，在對掛籃的剛性程度、穩(wěn)定程度和各項屬性進行具體的設(shè)計時，一定要仔細地考量，才能保證建設(shè)工程的品質(zhì)和施工結(jié)果的安全性。

1.2 特點

本技術(shù)應(yīng)用于橋梁施工，具有以下三個特征：

(1)在建立變型系統(tǒng)時，推薦選擇水力起動方式，以保證掛籃能夠按照預(yù)先設(shè)定的程序運行，從而達到整體運行的目的；

(2)實際工作中，一般都會加強主承重部件的力學(xué)特性，根據(jù)所受負載的強度數(shù)值，選擇鋼材掛籃來代替負載或進行二次考慮，并從多個角度對其力學(xué)特性的衰減進行分析；

(3)從一定意義上講，混凝土的強度和硬度對工程的效益有一定的影響，目前的做法是估算出掛籃的承載能力，然后根據(jù)掛籃的受力情況，對其進行強度的計算，并根據(jù)掛籃荷載的指數(shù)進行計算，同時對混凝土的材質(zhì)進行檢驗，然后才能進行施工。

2 橋懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工技術(shù)的實施要點分析

2.1 混凝土澆筑技術(shù)

在進行混凝土澆筑之前，一定要認真核對振搗棒的數(shù)目，并且要保證所有的工作人員都已經(jīng)就位。在施工中，必須對砼的坍落度進行嚴格的控制，以確保振搗的質(zhì)量。拆下內(nèi)模后，應(yīng)及時噴砼養(yǎng)護劑。待混凝土初凝后，將混凝土內(nèi)部固定的管道拔除，此外還要對所使用的混凝土數(shù)量和澆筑時間進行嚴格的控制。

2.2 掛籃預(yù)壓技術(shù)

在掛籃安裝完畢后，對掛籃進行了穩(wěn)定性、剛度和強度的試驗，以消除其不彈性變形。為了防止主梁因前部偏移而引起主梁變形，需要測量主梁受力與位移的關(guān)系。并可依據(jù)工程的具體情況，對其進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，達到減少工程造價的目的。在預(yù)壓法中，采用張拉鋼絞線的方式，采用預(yù)先埋設(shè)的地錨法將鋼絞線固定，然后采用油壓式千斤頂進行分步預(yù)壓法，見圖1。

圖1 掛籃預(yù)壓技術(shù)圖

2.3 連續(xù)梁合攏技術(shù)

在實際施工中，由于某些原因，項目結(jié)構(gòu)的真實狀況可能會發(fā)生變化，因此，必須對其進行相應(yīng)的調(diào)整，而要確保調(diào)整的精度，就必須對觀測點的測定工作，對水準點和中線進行測量工作。根據(jù)不同施工階段和步驟的具體擾度變化，將擾度曲線進行分段，然后確定每個階段前緣施工所立模型，并通過計算得出理論值。

3 橋梁工程中懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法施工技術(shù)應(yīng)用

本課題所研究的工程是一條高速公路的一部分，該橋的主要構(gòu)造形式是懸澆預(yù)應(yīng)力混凝土可變高連續(xù)剛構(gòu)箱梁，其中支點的梁為4.4m，兩側(cè)支點的梁高為12.6m，箱梁兩側(cè)的腹板在垂直方向上高度相等，而底部是橫向的。在橋梁上部結(jié)構(gòu)中，采用雙薄壁墩法，采用鉆孔成組樁基。在橋梁項目建設(shè)中，它是非常關(guān)鍵的一項施工工作，懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法的施工質(zhì)量將會對整個項目的施工質(zhì)量和工期產(chǎn)生嚴重的影響。本文將對懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃法在施工中出現(xiàn)的問題進行全面、詳細的分析，并找到有針對性的改善措施，從而提升整體箱梁工程的施工質(zhì)量。

3.1 掛籃懸澆段施工

掛籃的設(shè)計是以掛籃的最大節(jié)段為基準，以掛籃的最大節(jié)段為基準，進行掛籃橫斷面的設(shè)置時，應(yīng)充分考慮掛籃的節(jié)段和節(jié)段的設(shè)計需要。當(dāng)橋的橫向部分為單箱形時，則采用一個掛籃就可以實現(xiàn)全部的橫向部分。對于采用多個箱形截面的箱形梁橋，在施工中采用多個掛籃，以增加掛籃的機動性。就掛籃而言，其設(shè)計荷載共有6大類：模板重量、掛籃自重、振動器重及振動力、最大節(jié)段混凝土重量、施工人群荷載、油泵重量和千斤頂，要根據(jù)項目的具體情況進行計算。為了確保掛籃的平穩(wěn)性，既要兼顧掛籃的安全，又要兼顧掛籃的自重。

3.2 掛籃的制作安裝

3.2.1 掛籃制作

要按照設(shè)計圖紙規(guī)定的幾何尺寸、精度、材質(zhì)要求以及技術(shù)要求，對掛籃進行制作和加工，在這個過程中，不能隨便改變掛籃的各個設(shè)計參數(shù)，在對掛籃的各個桿件進行加工之后，再進行掛籃試拼。掛籃的主要技術(shù)指標是：掛籃的重量為51.75t；掛籃主桁架最大變形小于20mm；掛籃底部藍色最大變形不超過26mm；施工縱坡偏差為3.5%。

3.2.2 掛籃安裝

（1）測量放樣

將掛籃安裝段位置處的雜質(zhì)清除干凈，然后用測量組在箱梁兩邊腹板頂面的位置將每組軌道（一對掛籃共兩組軌道）的中心線放開；在此基礎(chǔ)上，以中心線為基準，對鋼軌上的單根型鋼端部邊緣及端部邊緣進行放樣，放樣方式為“彈墨”。放線完成后，由技術(shù)人員檢查確認后，繼續(xù)進行下一步的施工。

（2）軌道鋪設(shè)

采用M20灰漿或黃砂對人行道的鋪裝進行平整，平整層的高差應(yīng)符合規(guī)定的±2mm。待砂漿達到強度后，可以重新進行放樣線，而且可以進行行駛軌道的鋪設(shè)。在軌道安裝的時候，在前支點位置處的軌道墊梁必須加密，安裝好的軌道必須平整、順直，軌道頂面兩側(cè)高差≤5 mm。在對軌道鉗的行走輪進行安裝之后，對兩組軌道的間距進行復(fù)查（設(shè)計兩組軌道間距為6.20 m)，在檢查無誤之后，可以進行垂直精軋螺紋鋼軌道上壓梁的施工。精軋螺紋鋼使用的是套筒連接，當(dāng)軌道上壓梁從每根精軋螺紋鋼中穿過的時候，在軌道上壓梁頂面使用100 kg/m螺母墊片進行固定，在固定結(jié)束之后，再對軌道間距（單組軌道兩工鋼間距為60 cm）進行檢查。在橋面上設(shè)置前支架，并按橋面斜度調(diào)節(jié)前支架的高度。為了保證工作的安全性，將反向扣輪組合裝好后再插入安全銷，見圖2[1]。

圖2 掛籃安裝施工圖

（3）主桁架施工

主桁架為菱形結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場安裝的時候要注意插頭和螺釘一定要上好，以免插頭掉下來。將整體式主體構(gòu)架置于導(dǎo)軌上，用兩只吊鉤將其牢牢地固定住，并對構(gòu)架的平面和垂直進行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)完畢，后桁架與前部支架用螺釘聯(lián)結(jié)并緊固，而主桁架的后部錨桿和導(dǎo)軌反扣輪組則用鎖釘聯(lián)結(jié)并緊固。在每個主桁上都設(shè)置一個后錨壓梁，每個主桁上都有4個帶螺帽的鋼筋（后錨）。安裝完畢，檢查后錨的垂直性，確定后錨的垂直性。將后錨與橫梁連接，并將其與A3型鋼梁焊接在一起。在進行平聯(lián)的安裝時，使用的是手拉葫蘆來進行固定，在固定完畢之后，再用螺栓將平聯(lián)上的角鋼與14#角鋼進行焊接，使用的是滿焊，焊縫長度為8 mm以上。

（4）橫梁安裝

用塔吊將后下橫梁吊起，并在0#塊的部位用手動的吊車將其拉直，再用吊帶（Φ32精軋螺紋鋼）進行連接。使用塔吊將前上橫梁吊到桁架頂端指定位置，之后再將吊桿吊帶墊梁安裝好，設(shè)立吊桿吊帶（Φ32精軋螺紋鋼），之后將前下橫梁與吊帶進行連接。按照箱梁的全寬布置底部和底部的藍色縱向梁（在箱梁底部的距離是50 cm/節(jié)，在側(cè)翼的距離是70-100 cm/節(jié)），每個縱向梁都要與底部的后橫梁和前面的下橫梁進行焊接，并且要有至少6 mm的焊縫。

（5）外滑梁、外導(dǎo)梁安裝

外滑梁與箱梁外模板一同，在施工現(xiàn)場進行拼裝，在拼裝完畢之后，用塔吊吊到后下橫梁和前下橫梁之間（底蘭縱梁安裝時已將箱梁外模板安放位置留有空間），之后進行外滑梁和外導(dǎo)梁的安裝，按照施工順序，在后錨端承重吊架在前面，滾動吊架在后面，并用螺栓進行連接。

（6）安裝掛籃底籃

按照掛籃底籃的平面大小，將底藍色的模板組裝到底藍色的縱梁上，然后按照底籃的前、后兩個橫梁和懸架等對應(yīng)的位置，在組裝平臺上進行定位，按照定位進行底籃模板的組裝，底部模具要保證連接牢固，兩個模板之間要用雙層膠粘，在組裝過程中要特別關(guān)注模板橫向橋梁方向的定位，以免不能與側(cè)面模具無縫連接。當(dāng)?shù)撞磕０逋瓿珊螅瑢⒌撞磕０迮c縱向鋼筋焊牢[2]。

（7）安裝內(nèi)滑梁

在尾部，前面是一個承載吊車，后面是一個輥式吊車，用一根（φ32精軋鋼筋）將內(nèi)滑梁與一根螺釘相連，然后用一根螺釘將其緊固。

（8）安裝內(nèi)模板

在施工現(xiàn)場，將內(nèi)模板進行組裝，使用塔吊將其直接吊起到箱梁的制定位置，然后與掛籃的底部進行組裝，將其組裝成一個整體。

3.3 掛籃行走及移位

在掛籃懸吊施工中，先張拉預(yù)壓在梁體上的鋼筋，再拆掉模板，在拆掉底模后，將外滑梁與主體框架的一側(cè)牢固錨定，再采用倒鏈條進行側(cè)向懸吊。在已澆注混凝土的部位，鋪設(shè)與最長混凝土模具相同的導(dǎo)軌，并與原導(dǎo)軌焊接，使之成為一個整體。通過在掛籃運行時，將吊點與預(yù)留孔位進行拼接，使整體結(jié)構(gòu)更加牢固、穩(wěn)定。

3.4 鋼筋綁扎施工技術(shù)要點

在鋼筋的綁扎工作中，要按照設(shè)計圖紙的要求，使用塑料波紋管，使用高強度、低松弛的預(yù)應(yīng)力鋼索。在實際工程中，若鋼筋與管線的安裝位置有抵觸，則應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)整。

3.5 掛籃拆除

當(dāng)梁體完成后，將底籃放倒地面，就可以將掛籃從安全區(qū)域中移除。

3.6 撓度控制

每日定時，認真觀察每一期懸臂彎沉的變化情況，以8:00-9:00為最佳觀測時刻。在每一期工程結(jié)束后，都要畫出變形曲線，以便于對變形進行控制和校正[3]。

4 掛籃施工難點

在吊車架設(shè)過程中，吊車的選型技術(shù)是吊車架設(shè)過程中的重點和難點。掛籃的選用，既要保證掛籃滿足實際工程的需要，又要與橋面承載力所規(guī)定的要求相適應(yīng)。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，三角式掛籃具有平衡能力強、節(jié)點數(shù)目偏少、不易發(fā)生形變、施工流程簡單及工程體系相對完整等特點，因此在橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域中表現(xiàn)出了良好的效率。在橋梁連續(xù)梁掛籃施工過程中，掛籃起到了非常關(guān)鍵的作用，其規(guī)格大小、類型均與其自身的價值能否得到充分的體現(xiàn)有關(guān)系，這就需要施工人員在工程建設(shè)早期對掛籃的組成有一定的認識，掛籃結(jié)構(gòu)主要包括了主桁架、模板、懸吊、行走以及錨固等系統(tǒng)。技術(shù)人員也需要認真檢查全橋承載結(jié)構(gòu)的有關(guān)資料，給予承載體系更高的關(guān)注。在項目施工中，使用到的最大承重數(shù)是標準的承重參數(shù)，為了保證項目施工的品質(zhì)和施工的平穩(wěn)性，可以通過交叉的計算方式來對承重桁架進行規(guī)劃[4]。

5 掛籃施工中需注意的問題

5.1 箱梁節(jié)段間施工縫處腹板裂縫

在實際施工中，若掛籃的整體剛性不夠，則在混凝土澆筑時，掛籃會發(fā)生較大的變形，最后造成掛籃調(diào)整不暢的現(xiàn)象；此外，還會存在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)錯誤的情況，從而造成后端混凝土裂縫的嚴重情況，針對這種情況，可以采取如下措施來解決：①增加掛籃的剛性，從而進一步減輕變形現(xiàn)象；②混凝土由前到后進行澆筑；③盡量使混凝土的初凝時間達到最長。

5.2 箱梁腹板斜裂縫

箱梁設(shè)計時，由于腹板設(shè)計過薄，豎向預(yù)應(yīng)力張拉不充分，豎向預(yù)應(yīng)力筋錨頭腐蝕等原因，使箱梁腹板產(chǎn)生較大的傾斜裂縫，可以采取如下對策：（1）在進行豎向預(yù)應(yīng)力張拉時，利用測力扳手進行張拉過程的控制，防止預(yù)應(yīng)力的流失；（2）在封錨前，對錨頭溝槽進行認真的清理，并恰當(dāng)?shù)耐可戏冷P涂料[5]。

5.3 箱梁跨中腹板豎向裂縫、跨中下?lián)?/h3>

一般情況下，由于張拉預(yù)應(yīng)力的過度損耗和縱筋的不充分，會引起腹板的豎向開裂；結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力筋腐蝕、管線注漿不充分和錨固質(zhì)量差是造成預(yù)應(yīng)力損失的主要因素。針對這一問題，可采取如下措施：（1）為防止預(yù)應(yīng)力的流失，應(yīng)使其充分張拉；（2）在施工時采用低收縮混凝土，并且在澆筑時要嚴格控制混凝土的密度；（3）對斷面尺寸進行嚴格的控制。

6 結(jié)語

總之，由于懸臂掛籃工藝簡單，施工效率高，因此，它受到了橋梁施工行業(yè)的廣泛歡迎，特別是在大跨度和規(guī)模大，施工難度高的相關(guān)工程中，它得到了越來越多的運用。隨著國家基本建設(shè)的發(fā)展，這項技術(shù)也得到了進一步的發(fā)展。其中，掛籃技術(shù)作為其核心技術(shù)，其靈活性、安全性等方面都需要進一步提高，以更好、更快速的滿足現(xiàn)代化橋梁施工的需要。