橋梁施工中懸臂掛籃技術(shù)分析

潘勝林

摘 要：現(xiàn)代交通建設(shè)中橋梁建設(shè)數(shù)量與規(guī)模逐漸擴大，其中大跨度橋梁頻繁出現(xiàn)，對施工技術(shù)與質(zhì)量控制提出更高的要求。大跨度橋梁多用于跨河、山谷等地形中，具有結(jié)構(gòu)簡易、跨越能力強及操作便捷等優(yōu)勢。懸臂掛籃技術(shù)在其中有著廣泛應(yīng)用，掛籃主要起到移動作業(yè)平臺與承重結(jié)構(gòu)的目的。文章中以懸臂掛籃技術(shù)為切入點，結(jié)合具體案例，分析懸臂掛籃技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；懸臂掛籃；技術(shù)要點

引言

我國現(xiàn)代化建設(shè)中橋梁施工建設(shè)是主要構(gòu)成部分，控制橋梁施工質(zhì)量有助于發(fā)揮橋梁作用，實現(xiàn)區(qū)域交流，帶動經(jīng)濟發(fā)展與壯大。本文中結(jié)合某大跨度橋梁建設(shè)工程，詳細分析懸臂掛籃技術(shù)在其中的應(yīng)用。

1 懸臂掛籃技術(shù)概述

1.1 制作與安裝

懸臂掛籃技術(shù)應(yīng)用過程中的作業(yè)平臺與承重結(jié)構(gòu)就是掛籃，其制作與安裝質(zhì)量直接對工程質(zhì)量與施工安全產(chǎn)生影響。

安裝掛籃應(yīng)該等到主梁塊混凝土強度、彈性模量值及齡期等滿足具體要求，嚴格遵循設(shè)計流程與安裝順序。此外，安裝時格外重視安全問題，要求施工人員強化掛籃安全監(jiān)測工作、設(shè)置安全可靠的防護措施，避免發(fā)生高空墜物引發(fā)人員傷亡。安裝完成后，檢驗其質(zhì)量、合格后才可投入使用。

1.2 澆筑準備與方案

橋梁支撐受力的重點就是鋼筋混凝土，其施工質(zhì)量直接影響到橋梁質(zhì)量。懸臂掛籃施工中檢查鋼筋與錨頭數(shù)量。澆筑過程中按照混凝土澆筑方案進行，滿足規(guī)定要求即可。澆筑時確保連續(xù)性，最長時間小于0.5h，根據(jù)澆筑要求施工。考慮外部環(huán)境可能對施工質(zhì)量的影響，施工結(jié)束后檢查澆筑質(zhì)量，尋找其中存在風險并財務(wù)有效措施，提高施工質(zhì)量。

1.3 掛籃預(yù)壓施工

掛籃預(yù)壓施工前固定后錨系統(tǒng)，采取常規(guī)錨固方法固定前梁與后壓系統(tǒng)，確保前橫梁與后壓系統(tǒng)受力均勻，后期施工順利進行。如果受力不均勻施工中會出現(xiàn)掛籃傾斜、不穩(wěn)定等故障，影響施工進度，還潛在安全隱患。此外掛籃安裝心梗檢測的主要環(huán)節(jié)就是預(yù)壓，通過劃分多個環(huán)節(jié)保證預(yù)壓質(zhì)量。一般每個10噸掛籃的承載力越高等級劃分越細致，預(yù)壓時兩邊掛籃的預(yù)壓重量相等。

保證預(yù)壓質(zhì)量的另一個方式就是預(yù)壓實驗，新掛籃正式使用前都需要開展預(yù)壓實驗，發(fā)現(xiàn)其中存在安全隱患，有效控制彈性變形。主桁架等構(gòu)件預(yù)壓結(jié)束完成后，同樣進行承載實驗，選取最大節(jié)段重量為1.6倍最大荷載。技術(shù)人員詳細記錄實驗過程中掛籃變形情況，區(qū)里模標高，確保施工質(zhì)量。

2 橋梁施工中懸臂掛籃技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 工程案例

該大橋為某高速主線橋梁，設(shè)計時速為120km/h，設(shè)計汽車荷載等級為公路I級，橋跨布置為（62+119+62）m，全場為234m。主橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，使用單箱單室截面，箱梁頂寬13.15m，底寬7.5m，采用C50混凝土進行澆筑，設(shè)計錨下張拉控制力為0.75fpk。

2.2 懸臂掛籃設(shè)計要點

掛籃按照最大梁段重量進行設(shè)計以滿足混凝土懸臂澆筑工藝要求。綜合考慮各類因素后，決定選擇輕型菱形掛籃。掛籃主要由以下部分構(gòu)成：菱形桁架、吊掛系統(tǒng)及錨固系統(tǒng)等，其設(shè)計荷載為165t，如圖2所示為掛籃結(jié)構(gòu)示意圖。

（1）主要設(shè)計參數(shù)與荷載。其主要設(shè)計參數(shù)為：混凝土自重G=26.5kN/m3；箱梁施工采用分段凡方式，其中最大梁段自重156.8kN；混凝土傾倒產(chǎn)生荷載與振搗混凝土荷載均為2MPa，施工人員與機械總荷載2.5MPa。依據(jù)大橋?qū)嶋H情況，主梁分段情況，澆筑時選擇混凝土自重+掛籃自重+施工人員與機械自重+超載荷載組合，如圖3所示為受力簡圖。

（2）其中底籃前橫梁外側(cè)吊桿作用于前上橫梁的載荷P1與P12為25.6kN；P2、P11為掛籃外側(cè)承托梁前端吊桿作用于前上橫梁的載（50.97kN）；P3、P10為掛籃外導梁前段吊桿作用于前上橫梁的載荷（85.07kN）；P4、P9為底籃前橫梁腹板外側(cè)吊桿作用于前上橫梁的載荷（174kN）；P5、P8為底籃前橫梁腹板內(nèi)側(cè)吊桿作用于前上橫梁的載荷（328kN）；P6、P7為掛籃內(nèi)導梁前端吊桿作用于前上橫梁的載荷（120kN）。由材料力學計算軟件求得前上橫梁剪力圖如圖4所示：

支座反力Ra=701.18kN。

材料學計算軟件計算出橫梁彎矩圖如圖5所示：

計算得出最大彎矩Mmax=358.1kN·m

Wx=Mmax/σw=358.1×103/215=1665.6cm3

經(jīng)過計算得知，具備足夠的抗壓能力，提高施工質(zhì)量。

（3）設(shè)計主桁架。兩片菱形桁架共同構(gòu)成主桁架，并將上橫梁、吊帶與前下橫梁設(shè)置在主桁架前段，構(gòu)建懸臂吊架并安裝模板形成完整的操作平臺與承重結(jié)構(gòu)。鋼筋安裝及混凝土澆筑等作業(yè)均在上進行，為主要受力系統(tǒng)。

經(jīng)過計算得出單片主桁前節(jié)點最大荷載P=701.18kN

經(jīng)過計算掛籃工作要求可以滿足工作要求與安全，具有經(jīng)濟性。

3 橋梁施工懸臂掛籃技術(shù)質(zhì)量控制

3.1 混凝土施工技術(shù)要點

橋梁工程的種類繁多，同一種原材料，經(jīng)過不一樣的配比方式，也會得到大不相同的初始材料。不同的工程施工對混凝土性能也會提出不一樣的要求。因此合理設(shè)定混凝土的配合比也是橋梁工程施工中的一項重要內(nèi)容。在實際配比過程中，根據(jù)不同的要求，應(yīng)該按照嚴格的配比標準進行執(zhí)行，嚴禁隨意更改配比參數(shù)。

3.1.1 混凝土的輸送

將需要應(yīng)用到橋梁工程中的混凝土進行安全輸送是橋梁工程中的一個重要環(huán)節(jié)。一般橋梁工程中使用的混凝土可以分為兩類，一種是直接可以投入使用的商品混凝土，還有另外一種就是現(xiàn)場攪拌制作出的混凝土，商品混凝土成本較高，但是由于在運輸過程中會有相關(guān)設(shè)備的保護，可以有效防止混凝土的離析現(xiàn)象；現(xiàn)場攪拌制作出的混凝土運輸時需要注意的問題比較多，若發(fā)生離析，就需要通過添加外加劑進行緩解。同時對混凝土的坍落值也要做到及時檢測，如果不符合使用要求，就需要進行二次攪拌。