大跨度橋梁掛籃施工技術(shù)研究

班康全

摘要：新時期、新背景下，加強對橋梁掛籃施工技術(shù)的分析有著重要的現(xiàn)實意義。本文旨在研究大跨度橋梁掛籃主要構(gòu)造、設(shè)計原則以及具體的掛籃施工技術(shù)應(yīng)用，為我國橋梁施工企業(yè)在橋梁掛籃施工技術(shù)提升方面的發(fā)展提供可行性思路。關(guān)鍵詞：橋梁；掛籃施工；設(shè)計原則；技術(shù)中圖分類號： TU997 文獻標(biāo)識碼： A 前言掛籃施工是懸臂澆筑法施工中的一種主要施工方法，它不需要架設(shè)支架，不使用大型吊機。與其他方法相比，具有結(jié)構(gòu)輕、拼制簡單方便和無壓重等優(yōu)點，確保了高精度、高質(zhì)量安裝，使全部安裝精度均滿足設(shè)計要求，節(jié)約了人力、物力、財力，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益。我國橋梁施工企業(yè)在橋梁掛籃施工技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗，取得了重大的突破，今后將會給大跨度橋梁建設(shè)帶來更好的發(fā)展。一、掛籃施工技術(shù)概述掛籃屬于懸臂施工過程中的一個重要設(shè)備，它包括析架式、型鋼式、斜拉式以及混合式這四種。一般來說，掛籃主要包括承重結(jié)構(gòu)、錨固裝置、懸吊系統(tǒng)、工作平臺以及走行系統(tǒng)這幾個部分組成。具體來說，承重結(jié)構(gòu)對施工設(shè)備以及新澆筑階段的重量起到承受作用，然后利用錨固裝置及支點把荷載傳遞到施工完成的梁身上。行走系統(tǒng)則是利用四氟乙烯滑板或者軌道來實現(xiàn)，一般使用電動卷揚機提供其牽引動力。在實際施工過程中，由于掛籃不僅對新澆混凝土重量起到承受的作用，還要作為支撐模板、提供張拉及灌漿的場地。因此，它不僅在剛度及穩(wěn)定性上有較高的要求，而且為了方便調(diào)整標(biāo)高，掛籃還要做到白重較小，這樣可以便于移動。二、掛籃的主要構(gòu)造分析橋梁掛籃主要是由錨固系統(tǒng)、內(nèi)外模板、底模架、主構(gòu)架以及行走等主要部分組成。1）橋梁掛籃主構(gòu)架。橋梁掛籃主構(gòu)架是橋梁掛籃的主要部分，它主要是由門框以及桁架組成，為了便于桁架的安裝以及運輸，桁架的節(jié)點處采用栓接進行固定，同時，桁架的桿件主要是采用組焊而成；2）底模板以及底模架。通常使用的底模架主要是由30工字鋼組焊形成，掛籃前后的吊點都是設(shè)置在底模架的橫梁之上的；3）吊帶。吊帶主要分為兩部分，一是前吊帶，一是后吊帶裝置。前吊帶主要是由150 x 20 ( mm)以及150 x36 ( mm)的鋼板連接而成，分為三大節(jié)，孔間距一般為100mm，如果上吊帶的長度超過了2 500 mm時，施工人員就要拆掉下部的兩端進行重新連接。對于后吊帶裝置，每個吊點主要是采用150 x 36 ( mm)的鋼板組成，下端同樣也是通過吊梁進行連結(jié)；4）錨固系統(tǒng)以及掛籃走形。對于掛籃走形裝置，其主要是由千斤頂、前后支座、鋼枕以及軌道等部分組成。例如，軌道主要分為1 m,2 m兩種，這兩種軌道的前后各有兩個支架，后支架在軌道下緣滑動，前支架在軌道頂端滑動，這樣可以增加混凝土土塊的平衡重，防止出現(xiàn)傾覆等問題。三、掛籃的設(shè)計原則分析在實際的橋梁掛籃設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)該注意以下幾個方面的設(shè)計原則：1）盡量減輕掛籃的自重。掛籃自重是設(shè)計時需要注意的重要問題，在滿足掛籃自重要求的同時，設(shè)計人員應(yīng)該盡量減輕掛籃的自重，最好采用新型的自錨平衡式，這樣可以充分的平衡傾覆力矩；盡量縮短掛籃施工工期!為了縮短掛籃施工工期，施工企業(yè)還可以采用各梁端全斷面進行一次性澆筑的形式進行施工；2）保證施工質(zhì)量與安全。橋梁掛籃施工主要是高空超重施工，避免不了會有一些安全問題出現(xiàn)，為此，施工方應(yīng)該注重施工安全問題，保證施工人員生命安全。在模板設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該注重混凝土的質(zhì)量以及外觀，實際設(shè)計時，設(shè)計人員要按照剛度進行模板設(shè)計；3）改善施工環(huán)境以及作業(yè)條件。在實際的橋梁掛籃施工時，橋梁頂面施工作業(yè)的空間要盡量的寬敞一些，這樣可以使得施工人員安全、便利的往返，有利于正常放置施工工具；4）根據(jù)實際情況進行設(shè)計。不同的橋梁，其掛籃設(shè)計需求也是不一樣的，在實際的橋梁掛籃設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)橋梁的實際分段情況以及掛籃質(zhì)量要求，施工經(jīng)驗以及承受荷載等進行設(shè)計，在設(shè)計時，除了要滿足掛籃穩(wěn)定性、剛度性以及強度性的要求外，設(shè)計人員還應(yīng)該注意錨固以及行走的便捷，使其重量盡量小于設(shè)計要求與規(guī)定。三、大跨度橋梁施工技術(shù)工程實例分析（一）本實例中，大跨度橋梁全長650m，橋型的布置是5×40m+（75+125+75）m+4×40m。主橋結(jié)構(gòu)為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。單幅箱梁底度7m，頂面寬度14.43m箱梁的高度由0#的6.8m變?yōu)楹蠑n段的2.5m。懸澆T構(gòu)兩側(cè)各有16個懸澆段，跨中及邊跨合龍段長2m。（二）掛籃設(shè)計掛籃設(shè)計主要分為主桁架、立柱、斜拉帶、吊掛系統(tǒng)、模板系統(tǒng)以及行走系統(tǒng)這幾部分組成。其中，主桁架對底籃起到承重的作用，其后上橫梁使用的是工字鋼，前上橫梁的中間部位利用工字鋼重疊加焊組合。立柱是將工字鋼安置于主桁支點和后橫梁的交接位置，在每個掛籃中安裝兩根組成三角形受力結(jié)構(gòu)。斜拉帶是使用鋼板焊接而成，由立柱連接產(chǎn)生一個三角形將承載傳遞到主桁上，對主桁受力結(jié)構(gòu)起到改善的作用。吊掛系統(tǒng)主要是對懸澆段施工荷載起到承受作用，它分為前后下橫梁、底?？v梁以及活動鉸這幾部分。模板系統(tǒng)是由底模、側(cè)模、翼板模、頂板以及端頭模構(gòu)成。錨固系統(tǒng)中的后錨由錨桿、滑槽、后扁擔(dān)梁以及滾棒構(gòu)成，在掛籃前移的過程中，主要利用滾棒和后錨扁擔(dān)梁進行移動，后錨則保持不動。行走系統(tǒng)主要包括支點、后錨上滑移裝置、平滾以及拖移收緊裝置構(gòu)成。在其工作過程中，先將掛籃松動，使頂板、地板和箱梁距離20cm，然后利用千斤頂把主桁頂起，進行平滾、后錨的安裝，這樣對兩個葫蘆進行拖動即可使掛籃前進。（三）預(yù)壓試驗（1）試驗?zāi)康?。進行掛籃預(yù)壓試驗的主要目的是對各級靜力試驗荷載下掛籃的變形進行測量，進而更好地了解掛籃結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)是否和設(shè)計期望一致。具體的標(biāo)準(zhǔn)是將掛籃主桁、底籃以及吊帶的非彈性形變消除掉，并測量出掛籃前端部分在荷載下的豎向位移。（2）試驗方案。一般來說，掛籃的預(yù)壓主要是使用水箱加壓法、砂袋法以及試驗臺加壓法。在本實例中結(jié)合具體的工程情況，所選擇的試驗方案為水箱加壓法。具體操作是把水箱懸掛在底籃的前橫梁上，將水箱以及其中水的重量作為試驗的荷載，使用逐級遞增加之逐級測量的方法，加載的總重量是最不利塊斷荷載1.25倍。試驗過程中，掛籃加載試驗的平臺為底籃拼裝平臺，在平臺上進行水箱的放置，其中一個掛籃進行兩個水箱的設(shè)置，一個水箱有兩個吊點，完成這一工作之后使用2根精軋螺紋鋼把水箱和底籃連接在一起，加水之前利用千斤頂對水箱進行提升，使其距離平臺約30厘米上下，再利用水泵進行逐級的加水，加水的時候要確保兩邊進行的平衡性。我們對于掛籃各部分變形值的觀測主要是通過精密水平儀來實現(xiàn)的，觀測的內(nèi)容除了變形值以外，還有主桁前端的撓度、吊桿受力情況以及斜拉鋼帶的受力情況。 （三）撓度影響因素以及標(biāo)高的控制在本實例的施工過程中，對撓度產(chǎn)生影響的因素主要有：施工過程中的臨時荷載、一期恒載、掛籃、機具設(shè)備、人群荷載、模板、風(fēng)荷載、基礎(chǔ)沉降、溫濕度變化、橋墩變位、施工誤差等。在這些因素里面還有很多隨機變化以及模糊不定的情況，比如混凝土材料由于本身具備的伸縮徐變、彈性性能等，使得溫濕度的變化將會導(dǎo)致其內(nèi)外溫差的差異，進而給施工造成影響，此外，預(yù)應(yīng)力筋張拉錨桿以及施工荷載在施工過程中，也有可能出現(xiàn)隨機的變化。具體來說，在連續(xù)箱梁懸臂澆注過程中，產(chǎn)生的撓度主要有：各墩上進行分段懸臂澆注過程中產(chǎn)生的T構(gòu)靜定體系撓度、掛籃承重之后彈性形變以及體系轉(zhuǎn)換之后各階段連續(xù)梁體系撓度等。正是由于懸澆施工箱梁受到這些因素的影響，使得箱梁會出現(xiàn)標(biāo)高的變化，一般來說，橋梁的跨度越大，這種標(biāo)高變化也會越大。因此，要做好懸臂澆注過程中的標(biāo)高控制，對懸澆段立模高度進行及時的調(diào)整。（四）施工質(zhì)量控制（1）單側(cè)懸臂澆筑的控制。要對于滿堂支架以及掛籃處在兩端的情況，不要進行同步的澆灌，而是先澆筑支架，然后才能夠進行掛籃的澆筑。在這個過程中，混凝土強度要大于設(shè)計強度的80%。針對單側(cè)掛籃前移至后續(xù)梁段澆筑的情況，要結(jié)合具體的情況于掛籃主梁之上進行不同設(shè)置，以此來確保掛籃平衡。（2）單側(cè)懸臂掛籃合擾段的澆筑。由于合攏段質(zhì)量容易受到很多因素的影響，因此選擇合理的澆筑時間很關(guān)鍵。具體的工作中，首先要保證合攏口兩端梁段橋面以及底板的固定，以此保證其伸縮；其次，合攏前應(yīng)拆除臨時支撐水平約束；第三，砼摻加微膨脹劑，必要的時候要將標(biāo)號提高一級；最后，最好在低溫的時候進行合攏，以陰天最佳。結(jié)語掛籃施工在大跨度橋梁施工過程中屬于一個重要的部分，當(dāng)前我國在這方面的研究還有很多不足之處。因此，要在日常的工作中加強這方面的學(xué)習(xí)，并注重經(jīng)驗的積累，只有不斷地探索才能提升技術(shù)水平。 參考文獻：[1]景運峰. 大跨度橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 山西建筑,2013,14:173-174.[2]宋普河. 關(guān)于橋梁施工中懸臂掛籃技術(shù)的研究[J]. 四川建材,2013,04:188-189.