大跨度橋梁懸臂施工技術

王文廣

摘 要：隨著國家經濟和現代交通事業發展，我國在橋梁設計建設方面，建造技術和施工質量達到了世界領先水平，成為了世界橋梁人建設大國，橋梁建設強國。在路橋施工中，大橋的懸臂施工需要經歷一個長期而復雜的施工過程，經歷結構體系逐步形成的轉換過程，施工過程中每一小的施工階段，伴隨著結構體系、約束條件和荷載作用的不斷地變化，各部分結構的受力情況都將有與之相當的變化。文中作者本文分析了大跨度混凝土橋梁的特點，比較了施工控制方法，并在施工過程中采用了最適合的方法。

關健詞：大跨度；橋梁；懸臂；施工技術

1 橋梁懸臂施工概述

橋梁工程施工涉及到建筑、水利、交通等許多專業的一種綜合性的工程施工，需要的建造技術和設備相對多而雜，在施工過程中要關系土木、機械、氣象、管理、計算機等領域各方面因素，同時也要考慮到環境生態保護和周邊生活活動影響等因素，不同地區不同環境的施工要求不同，橋梁施工的方法也有所不同。由于高速路橋建設中新的要求，對現代橋梁的結構復雜化、跨度等方面要求不斷的變得更高，對橋梁基本構件結構和質量的要求越來越高，要求在設計和施工工藝上有很大的進步，配套的施工設備先進性和能力也要與之相符合。反過來說，以上各方面在技術發展和工藝升級的同時，也促進了橋梁施工方法的發展和創新。懸臂澆筑施工都是以橋墩為中心，兩邊同時向左右逐節接長懸臂，最終施工到達兩岸的連接點，這就是我們通常說的懸臂施工法。懸臂澆筑和懸臂拼裝是懸臂施工法的兩種施工工藝過程。在行業的建筑施工中，較多的采用懸臂澆筑方式，這種施工方法主要適合于一些比較特殊的橋梁的施工，如寬深度比較大河流和山谷，河床水位變化比較大的河流，需要預留大尺寸孔洞航道的河流等。

懸臂施工大多是在已建橋墩頂部施工，沿橋梁的跨徑方向，逐段對稱的施工，所以這種方法也稱為分段施工法。每延伸一段，要等到混凝土達到規定的強度后，才能施加預應力與已成部分連接形成整體。懸臂澆筑就是在橋墩兩側對稱地把混凝土等材料實填到模子里壓實制成預定形體，等待混凝土堅固之后拉伸預應力筋，這要用到掛藍，完成一段之后再按這個步驟進行下一段施工。

2 懸臂施工技術分析

2.1 橋梁懸臂澆筑技術概述

懸臂澆筑法也叫做掛籃法，主要應用于大跨度的預應力混凝土懸臂梁橋、連續梁橋、T型剛構橋、連續剛構橋等結構的橋梁施工。而掛籃系統主要是由承重結構、行走系統、錨固系統、懸吊系統、模板、操控平臺等部分組成。其中承重結構材料分別選用的是萬能桿件、軍用梁、貝雷架、型鋼等型材。掛籃承重結構主要應用的是桁架式、鋼板梁、牽引索等結構類型。一般的平行桁架式掛籃都是用萬能桿件或貝雷梁當作其縱梁， 這種方式設備組裝成型快、利用率高且運行成本低， 但是這種掛籃容易變形且變形較厲害， 承重能力方面不是最好。弓弦式掛籃構件型號應用較多，但是計算相對復雜、重心低、穩定性好。菱形掛籃優點是結構比較簡單、構件較少， 受力計算也比較明確， 但是拼裝構件要求加工精度高， 需要專業生產廠家和專用設備加工。斜拉式掛籃特點是結構簡單、受力明確、使用材料少， 但施工相對復雜。三角形掛籃相比菱形掛籃來說，前橫梁高度更小，使掛籃重心位置大大降低，掛籃行走過程更加平衡，更加穩定。設計的三角形掛籃主桁架和主要結構體系采用鋼板和型鋼焊制的箱形結構， 結構簡單， 拆裝方便， 單件重量輕， 整體重量也較輕。主桁架桿件間采用法蘭連接方式，用高強螺栓緊固， 易于搬運和拆裝。

掛籃錨固系統則是采用已成形的兩段豎向預應力鋼筋作為后錨點；掛籃行走系統采用液壓動力驅動方式， 主要結構由導梁、行走輪、反扣輪及行走液壓缸組成，具有掛籃就位準確、行走速度快且安全可靠等特點。該掛籃通用性好， 稍做改裝即可用于其它幅寬和梁高的橋上。目前我國大多數的大跨度預應力混凝土連續橋梁，都是采用橋梁懸臂澆筑工藝進行施工的。懸臂施工法主要特點有以下幾種：一是懸臂施工時的受力與建成后的結構受力較為接近。施工時的預應力張拉筋既是施工時的臨時需要，又是成橋后的結構受力筋；二是作為無支架施工比較方便，有利于通航河流建橋、有利于深山峽谷之間建橋、有利于城市立交建橋，施工時不妨礙橋下現行的通道，不影響橋下交通；三是有利于能有效控制施工費用，降低工程造價。因為掛籃結構簡單，成本低廉，逐段澆筑混凝土則不需要長時間占用大型吊裝設備；四是有利于施工作業，施工進度較快。

2.2 懸臂施工

懸臂施工法第一次出現在1956年，是當時的聯邦德國用來建設混凝土橋而專門研發的，主要用途是在已經建設完成橋墩的基礎上制作延長發生橋面上，沿著橋梁跨度的方向一節一節的懸出增長，并用要求一定對稱施工。所以運用懸臂施工必須要具備相應的條件：施工過程中橋墩和橋梁一定要堅固結實，因為施工的時候橋墩需要承受力矩的作用，橋墩整體受力面積與方向是不均勻的。懸臂施工的時候，橋梁每增加一段就是懸臂長度的增加一段，所以要在每一施工段邊上運用預應力，這樣的才能保證完成的施工段成為一個整體，懸臂施工是對稱施工的，而且不能跨段施工，否則建成的橋梁很難成為一個整體。

2.3 懸臂施工中的糾偏措施

在施工中經常出現因撓度誤差，造成合攏段兩側的標高與設計標高之間存在一些差距。為了消除這種現象，保證橋梁整體的穩定性，應采用以下相應的糾偏方法。

第一，根據施工場地具體條件和施工現場的環境，將重量懸掛在封口部分兩側，保證兩端重量對稱。如果你發現一邊比較重，你應該在另一邊加水或沙子以保持同樣的重量。實際上，平衡過程也就是按照平衡原理進行，這樣才能控制標高線基本一致。第二，利用預應力筋對橋梁兩側或水平面的撓度差進行修正。如果在水平方向上校正懸臂撓度，則預應力加固可以放置在箱梁兩側的頂板上。第三，如果懸臂梁兩端的梁在施工過程中出現了變形，則再很難糾正消除誤差，因此在施工中，必須注意杜絕箱梁變形的失效的問題。

2.4 跨大跨度橋梁合攏段施工

橋梁合攏段施工是從一個系統到另一個系統，也就是說，只有當這個階段完成時，才能改變橋梁的特征。第一是邊跨合攏，第二是中跨合攏。邊跨合攏主要是通過澆注混凝土來支撐的?；炷聊踢_到規定強度后，可以施工邊跨合攏；中跨主要由鋼筋骨架兩側的混凝土組成?；炷翀怨毯?，不可能立即進行中跨合攏。必須等在前一階段留下的所有工具全部拆除，才能進行中跨合攏施工。中跨和邊跨合攏段的施工條件不同，溫度應達到最低水平。合攏段施工也是標準的，施工不能太任意，否則會出現誤差，導致系統改造時出現力的不平衡。

合攏是非常重要的施工工序，不能存在絲毫的粗心大意。合攏段施工按順序進行，先在兩邊施工，然后在中間施工，當兩邊合攏時，橋墩不應拆除。為了保持懸臂撓度的精度，必須保持中心軸線兩邊的平衡，并在混凝土澆筑后第一層再拆除。合攏段施工要注意溫度，必須溫度差最小的時間進行，通常來說早晨是最好的施工時間。

3 結束語

經歷了長時間的改進發展，懸臂施工技術早已趨于成熟，并廣泛應用于橋梁施工中。特別在高難度大跨度橋梁的施工中，各發達國家建設經驗都證明了這一技術非常有效。我們要針對施工中常見問題和解決措施，制定更加科學的施工方案，不斷地進行懸臂施工技術的改進和完善，今后會有更大更好地發展。

參考文獻：

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[2] 張巍編著.預應力混凝土梁橋施工裂縫的研究及處理[J].太原理工大學學報，2011（3）.