掛籃懸臂澆筑箱梁施工及質量控制

白 海 鷹

(山西省公路局陽泉分局,山西 陽泉 045000)

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掛籃懸臂澆筑箱梁施工及質量控制

白 海 鷹

(山西省公路局陽泉分局,山西 陽泉 045000)

介紹了橋梁施工中懸臂法的類型，主要從0號塊施工、掛籃循環(huán)施工、懸澆線形控制、合龍段施工、體系轉換五個環(huán)節(jié)，闡述了懸臂澆筑箱梁施工技術要點，并提出了變形控制與應力監(jiān)測措施，以促進該技術的推廣應用。

橋梁，懸臂澆筑法，掛籃，變形控制

0 引言

近年來，我國基礎設施建設規(guī)模越來越大，我國橋梁事業(yè)的發(fā)展也迎來了史無前例的高峰期。隨著中西部地區(qū)的高速公路的大規(guī)模開展，受地形地質條件的限制，使用懸臂工法進行橋梁施工越來越多。

懸臂澆筑工法是一種成熟的橋梁施工技術，克服地形、江河等不利自然條件對橋梁施工的限制，具有施工簡單，少用支架，適應性強的特點。在連續(xù)梁橋、斜腿剛構橋、桁架橋、拱橋及斜拉橋等施工中采用懸臂澆筑技術，利于發(fā)揮其結構整體性能好的技術優(yōu)勢，還不會對通航或橋下交通造成影響。

1 概述

在橋梁施工中，懸臂法可分為澆筑法和拼裝法兩種類型，均以橋墩為中心，逐節(jié)懸臂向兩邊對稱接長直至合龍的工法。在我國，采用大跨度懸臂澆筑施工較多。

懸臂澆筑法，也稱掛籃法，是以0號墩為起點，在兩側澆筑混凝土并進行預應力施工，再通過掛籃前移對稱澆筑下一節(jié)段后循環(huán)作業(yè)直至合龍。采用懸臂澆筑法施工時，每個施工節(jié)段一般控制在2 m～5 m，在斜拉橋施工中可達到8 m～10 m。

掛籃是懸臂澆筑法下的最關鍵設備，常見的有三角形、菱形(見圖1)、貝雷架(如圖2所示)等形式，根據實際情況選用。掛籃的作用是一個施工平臺，將其在已施工梁段上錨固懸掛后，懸空進行一個節(jié)段的模板、鋼筋、管道等安裝，及混凝土現澆及預應力施工后，掛籃前移進行下一節(jié)段施工，如此反復循環(huán)直至合龍。

2 懸臂澆筑箱梁施工

在懸澆設計中，受力合理、安全可靠是確保掛籃施工安全的關鍵。三角形掛籃結構簡單，拆卸方便，在我國應用最為廣泛。本文以某橋梁工程中使用的三角形掛籃為例，介紹懸臂澆筑箱梁施工中的質量控制。

2.1 0號塊施工

0號段是進行掛籃安裝的場所，應采取足夠的安全措施，防止發(fā)生傾覆。在橋梁下部結構完工后，永久支座、臨時支座及支架等搭設完畢并預壓合格后，方可進行0號段施工。

1)臨時固結。為有效承受施工中的不平衡力矩，在0號塊與橋墩間應采取臨時固結措施。

在設置臨時固結支承時，為確保整個結構的安全穩(wěn)定，硫磺砂漿墊塊、砂筒等不建議使用，使用高標號混凝土最好。

2)安裝支座。在施工前，水平安裝并固定好支座上下座板。

3)支架預壓。安裝完畢的支架須進行質量及安全檢查，應及時處理不合格部位。按照設計要求使用黃砂、鋼筋等材料進行分級預壓，全過程模擬進行混凝土澆筑時的應力變化情況。

為確保整體結構具有足夠承載力和穩(wěn)定性，設計的支架桿件強度安全系數應大于1.3，抗傾覆穩(wěn)定系數應大于1.5。

4)澆筑混凝土。在橋墩頂面的0號段是確保施工正常開展的關鍵梁段，該段為三向預應力，結構復雜，施工難度大。在0號段混凝土現澆作業(yè)(如圖3所示)過程中，施工管道多、鋼筋密布，對施工質量要求高。

在施工前，應檢查施工材料和機具質量，校核搭設的模板尺寸、平整度等，復核預留孔的孔徑、孔數及掛籃施工預埋件數量、質量等。

鋼筋安裝程序：底板及腹板鋼筋安裝→縱豎向管道安裝→內模及端模安裝→頂板底鋼筋安裝→橫縱向預應力管道安裝→頂板上層鋼筋安裝。安裝完畢后，須指定專人對安裝質量進行檢查。

澆筑的混凝土強度達到設計要求后，進行預應力施工、管道壓漿及封錨作業(yè)。在作業(yè)中，應注意預應力張拉兩端同步進行，左右對稱。張拉順序上，應先外后內，先腹板后頂板。

2.2 掛籃循環(huán)施工

安裝完的掛籃具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性是確保施工安全的關鍵之一。

1)安裝掛籃。在正式拼裝前，須在平整場地上進行試拼。掛籃正式拼裝時，應將各部件牢固焊接，禁止隨意切割，派專人負責吊裝作業(yè)安全。

在0號段上，牢固安裝梁頂滑道后，進行支座及三角形組合梁的安裝(見圖4)。0號段上的梁尾部相互聯(lián)接并錨固后進行壓重配置，最后進行調桿吊掛作業(yè)。

從2號段開始，兩側掛籃聯(lián)接取消，通過安裝的接長梁前移。設置專人負責箱梁頂面上的掛籃主梁錨固作業(yè)，以保證掛籃前移的穩(wěn)定性。

2)掛籃預壓。在進行懸澆前，通過掛籃堆載預壓(如圖5所示)能將其加荷后的非彈性變形有效消除。

在預壓時，由于掛籃主要是前橫梁吊帶受力，可模擬實際受力情況對前橫梁吊帶分級進行均勻加載。當變形不大于設計要求時，進行卸載。

3)混凝土澆筑。在該施工中，主要工序有掛籃前移及錨固，鋼筋及孔道安裝(見圖6)，混凝土澆筑及養(yǎng)護，預應力張拉和壓漿等，循環(huán)進行各工序施工直至合龍。在澆筑過程中，為確保安全，澆筑時間、混凝土運送方式和時間應相適應。

為防止漏漿，應檢查各模板、預留孔道等位置的準確性，各管件接頭應聯(lián)接緊密。使用泵送澆筑的梁段混凝土。通過提高混凝土早期強度可加快施工速度，坍落度應控制在設計范圍內。對稱平衡的進行混凝土澆筑，應確保箱梁梁體一次澆筑成型。還須對混凝土振搗密實度予以重視，特別是錨墊板后面區(qū)域。

根據環(huán)境溫度濕度等因素，按設計要求進行養(yǎng)護(見圖7)。

4)預應力張拉。預應力是連續(xù)梁最重要部分。梁體強度和彈性模量達100%，齡期達到7 d后，方可張拉預應力筋。在縱橫向預應力筋張拉完成前，不可脫離底模。

采用真空壓漿，可有效提高壓漿質量。

掛籃主構架卸載，準備前行進入下一循環(huán)。

2.3 懸澆線形控制

線形控制是確保要合龍的懸臂兩端在同一水平線上的關鍵，保證結構運營一段時間后達到設計所期望的標高線形。

在懸澆過程中，影響橋梁線形的因素有：不斷增加的箱梁自重荷載、混凝土徐變、預應力作用以及日照引起的溫差等。

在梁體澆筑過程中，進行的主要線形控制措施有：立模高程需精確，應及時調整澆筑過程中的模板高程，使得掛籃的彈性變形有效消除；及時消除日照、水氣等自然因素對線形控制的影響；均衡施工；認真做好已澆段高程觀測，對出現的誤差盡早處治。

2.4 邊跨、中跨合龍段施工

合龍段是懸臂施工的關鍵，關系到成橋線型，是質量控制的難點之一。合龍梁段控制在2 m為宜(見圖8)。

在正式合龍前，應檢查合龍段剛性連接，進行部分縱向臨時預應力張拉。

在邊跨施工時，為確保合龍口高差符合設計要求，應從遠端向合龍口進行澆筑施工，同時逐級卸載在邊跨合龍段設置的平衡配重。

梁體合龍后，將墩梁臨時固結措施應予以解除。

2.5 體系轉換

其目的在于將連續(xù)梁荷載由臨時支座轉到永久支座上。在梁段縱向預應力筋張拉及壓漿完畢，且墩梁臨時固結措施予以解除后，方可進行體系轉換。

在進行的體系轉換過程中，應均衡對稱進行梁墩的臨時錨固放松。以標高控制為主進行支座反力的調整。對稱同步進行臨時支座的拆除作業(yè)。

3 施工控制

在懸澆箱梁施工中，施工控制是確保施工質量和安全的關鍵，貫穿施工作業(yè)的全過程。

在懸臂澆筑施工中，應重視變形控制和應力監(jiān)測。其目的在于保證施工過程中結構的安全及可靠，及成橋后的橋面線形、合龍段偏差等符合設計要求。

變形控制。在施工中，對每個節(jié)段箱梁的豎向撓度及橫向偏移應予以嚴格控制。對發(fā)現的較大偏差應及時進行原因分析并確定調整方法，并做好下一節(jié)段精確施工的準備。

應力監(jiān)測。在施工中，應實時監(jiān)測施工中及成型后的梁體應力，特別是對合龍口部位的應力監(jiān)測，保證梁體應力在可承受范圍內，避免其過大造成主梁破壞或導致不安全事件發(fā)生。

懸臂澆筑箱梁具有技術含量高、設備投入少、施工方便等優(yōu)點，且箱梁的應力和彎矩分布也合理，這是懸臂施工法建造預應力混凝土連續(xù)梁橋得以廣泛應用的重要原因，懸臂施工法現已成為了各種大中橋梁建設的最主要施工工藝。

[1] 孫明祥.懸臂掛籃現澆技術[J].工程技術(全文版)，2016(9)：10-11.

[2] 韋 江.懸臂掛籃現澆箱梁質量控制要點[J].工業(yè)C，2016(6):137-138.

[3] 孫成山,王紀文,李庚忠，等.懸臂現澆連續(xù)梁橋三角形掛籃施工技術[J].青島理工大學學報，2010(6):28-30.

Construction and quality control of hanging-basket cantilever casting box girder

Bai Haiying

(YangquanBranchBureau,ShanxiBureauofHighway,Yangquan045000,China)

The paper introduces cantilever construction methods types in bridge construction, mainly describes cantilever casting box girder construction technology points from five aspects of No.0 member construction, hanging basket cycling construction, cantilever casting linear control, closure section construction and systematical conversion, and puts forward deformation control and stress monitoring measures, with a view to promote the above-mentioned technology.

bridge, cantilever casting method, hanging basket, deformation control

1009-6825(2017)13-0178-02

2017-02-21

白海鷹(1976- )，女，工程師

U445.466

A