淺析懸臂施工的工法研究

胡金波

(中鐵十二局集團第四工程有限公司,陜西西安　401443)

淺析懸臂施工的工法研究

胡金波

(中鐵十二局集團第四工程有限公司,陜西西安401443)

懸臂工法就節塊生產方式的差異性,可分為場鑄節塊工法及預鑄節塊工法。場鑄工法之預力混凝土箱梁節塊,是在橋址位置進行現場鑄造;預鑄工法之節塊,則于橋址附近的預鑄場先行鑄造生產,待節塊養護完成后,再將節塊運搬至橋址處進行吊裝接合。一般而言,預鑄節塊工法的施工時間較短,質量較佳,且施工較不受天候影響,但須投入較多的機具、設備及場地費用。場鑄工法的施工設備較為簡單,主要為懸臂工作車,節塊的施工作業,較易受天候與環境的影響,質量與時間均較不易管控。除此之外,基于施工設備的考量,預鑄懸臂工法較常用于等斷面箱型梁;場鑄懸臂工法則以變斷面箱型梁為主。

懸臂施工工法研究

1　施工規劃

場鑄懸臂工法主要是利用懸臂工作車，進行主梁節塊鑄造作業，包含組模、組筋及混凝土澆置等工作。依據制式化工作車的設計承載能力，一般標準節塊的分割長度在3～5米之間。若節塊長度超過5米，則工作車一般須特別制造。基于工作車承載能力的考量，一般節塊的分割長度，亦受橋寬與梁深的影響。

考量懸臂工法的施工特性，主梁除了包含標準懸臂節塊外，亦包含柱頭節塊、閉合節塊及邊跨非懸臂段節塊，如圖1。柱頭節塊規劃之目的，主要在于提供安裝工作車所需的空間。節塊位于墩柱頂部，兩側連接標準懸臂節塊，一般長度約在9至12米之間。若針對特殊設計的工作車，亦可能縮短至3米。邊跨非懸臂段節塊規劃的目的，主要是基于結構系統或線形配置的需求，節塊長度視邊跨設計構想而定。閉合節塊主要用于連接相鄰兩箱梁懸臂段，亦可能用于連接邊跨的懸臂段節塊與非懸臂段節塊，一般規劃長度約在2～5米之間。

2　施工方式

圖1　懸臂工法的節塊分割

圖2　懸臂工法橋施工單元作業分割

圖3　懸臂工作車組立示意圖

懸臂工法橋之施工方式，可分為單懸臂施工與雙懸臂施工。前者，較常用于單跨的剛構橋，主要以橋臺提供抵抗懸臂段施工所造成的負彎矩;后者，則以多跨配置的變斷面箱型梁橋為主，采橋墩兩側懸臂標準節塊對稱施工，兩側懸臂段于施工過程中，盡量維持長度相等，以避免差異長度對橋墩彎矩的影響。對于單一節塊的施作步驟，前述兩種施工方式，可說約略相同。

懸臂工法橋的工作面規劃，主要是以施工單元為主，進行作業分割。施工單元則以橋墩為中心，以兩側懸臂段節塊為施筑重點，如圖2所示。懸臂段節塊均以工作車配合進行施工作業，當相鄰施工單元完成后，即以閉合節塊進行接合。邊跨非懸臂段常為另一個施工單元，一般較常采用全面場鑄方式，進行箱梁節塊施筑。但若邊跨非懸臂段長度較短，亦有延續相鄰懸臂段，施筑至伸縮縫端的橋墩。為避免橋墩兩側懸臂段長度差異太大，或懸臂施工長度太長，邊跨標準懸臂段尾端下方，需設置一臨時支撐架。

一般而言，懸臂工法橋的施作順序，依序是柱頭節塊施工、懸臂標準節塊施工、相鄰施工單元閉合節塊施工及邊跨非懸臂段節塊施工。亦有先進的邊跨非懸臂段節塊施筑，再施作相鄰跨的閉合節塊。兩者之間的主要差異，應在于邊跨支撐架的使用時間與主梁拱度控制作業的復雜度。若先施筑邊跨非懸臂段節塊，并拆除下方臨時支撐架。則全段重量將造成邊跨與相鄰主跨產生較大的變形，將不利于拱度控制作業的執行;相對地，若先施筑閉合節塊，則邊跨非懸臂段的重量所引起的變形量，應相對較小，支撐架須使用較長的時間。

3　平衡與不平衡施工方式之比較

場鑄懸臂工法的施工重點，主要在于懸臂段的標準節塊。標準節塊的施筑，均是由柱頭節塊向兩側逐漸展開，一般可采平衡施工方式或不平衡施工方式。平衡施工方式的理念，是橋墩兩側懸臂段的施筑長度，一直維持相等。即代表左右相對稱的懸臂節塊須同時完成，才能將工作車前進至下一個標準節塊。不平衡施工方式，則是允許橋墩兩側懸臂段的施筑長度，可不須完全一致。一般而言，差異常規劃為半個節塊長度，以減少不平衡重量對柱體所造成的彎矩效應。由于橋墩左右允許半個節塊的差異重量，亦表示左右兩側懸臂段相對應節塊(非對稱節塊)，可不需同時完成節塊施筑作業。通常，左右兩側懸臂段會以交遞方式，依序完成節塊鑄造的工作項目。

就施工觀點而言，懸臂工法采平衡施工法與不平衡施工法的主要差沒有異，可包含三個部分，分別為柱頭節塊的規劃長度、主要人力與機具的應用及箱梁節塊拱度值的管控。

由于柱頭節塊的施筑，常須利用重型鷹架進行支撐，為減少支撐鷹架的組立面積。故柱頭節塊的規劃長度，須盡量縮短。

4　結語

以往，若采平衡施工方式進行標準節塊施筑，柱頭節塊的需求長度約在 9～12 米之間;但若采不平衡施工法，因只需先架設一部工作車，柱頭節塊的長度可縮短至9米以下。就柱頭節塊設計長度而言，不平衡施工法以往可具有相對的優勢，此優勢，已因懸臂工作車制造技術的提升漸不存在。

圖3所示，懸臂工作車之柱頭處工作車組立示意圖，配合安裝兩部工作車的柱頭節塊長度只需 3米，已大幅度縮減以往所需的柱頭節塊長度。因此可說，平衡施工法與不平衡施工法對于柱頭節塊規劃長度需求的差異性已不顯著。

[1]楊敏.淺談大橋懸臂施工質量控制措施[J].科技信息,2010(1 3).