大跨度預應力混凝土橋梁懸臂節段箱梁掛籃施工技術

李超

摘要：預應力混凝土橋梁懸臂節段箱梁具有很強的優勢，被廣泛應用于大跨度橋梁建筑中。大跨度預應力混凝土橋梁懸臂節段箱梁的施工程序較為復雜，目前所使用的施工方法主要是掛籃懸臂澆筑法，這種施工方法的施工環節和施工技術都有不同程度的難度，上部結構的主梁各個環節的節段工序主要有：立模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預應力張拉以及掛籃前移等。本文著重對大跨度預應力混凝土橋梁懸臂節段箱梁掛籃施工技術進行分析闡述。

關鍵詞：大跨度;預應力;混凝土橋梁;懸臂節段箱梁

Abstract： Prestressed concrete bridge cantilever segment box girder has a strong advantage， and it is widely used in large-span bridge construction. The construction procedure is relatively complicated. The construction method currently used is mainly the hanging basket cantilever pouring method and the construction steps and construction techniques of this method have different degrees of difficulty. The main steps of each link of the main beam include vertical formwork， steel bar lashing， concrete pouring， prestressed tension and forward movement of the hanging basket. This article focuses on the analysis and description of the construction technology of the box girder hanging basket of the cantilever segment of the long-span prestressed concrete bridge.

Key words： large span;prestress;concrete bridge;cantilever segment box girder

0? 引言

懸臂施工方法又被稱為分段施工法，主要就是以橋墩為中心向兩岸懸臂接長的施工方法，目前預應力混凝土橋梁采用的懸臂施工法是從鋼橋懸臂拼接發展而來的，這種施工方法最早應用于預應力T方形鋼鉤橋中，懸臂施工方法在施工中如遇深水、通航、高墩等因素時不需要搭設支架，整體的施工工序也較為簡單，施工中所需要的設備較少，具有降低工程造價的優勢。

1? 掛籃設計

1.1 掛籃的概念

在大跨度預應力混凝土橋梁懸臂節段箱梁施工中，掛籃技術的應用比較廣泛。掛籃是一個可以沿梁頂滑動或滾動的承重構架，掛籃錨固懸掛于已經施工的橋梁上，為下一段的節段施工提供空中平臺，當所在的節段施工完成后，掛籃就可以繼續向前移動并固定，進而繼續下一節段的施工，如此的循環施工最終直至懸臂灌注工作完成。掛籃施工也叫施工掛籃，橋梁施工中常用的施工工藝中主要有三角式掛籃、菱形掛籃、斜拉式掛籃以及桁架式掛籃等。掛籃主要由承重結構、吊掛系統、走行系統以及模板系統等組成，各個結構自成體系，相互獨立而又互相聯系，共同發揮作用。

1.2 構造功能

①承重結構是主要的受力構件，在整個掛籃施工中占有重要的地位。②吊掛系統可以將底模架、張拉工作平臺的自重以及上面的荷重傳遞到承重結構[1]。③行走結構起液壓驅動和導鏈驅動的作用。④模板系統由內模板系統、外模板系統組成，外模板系統是由底模和側模板組成的，底模由模板、底橫梁以及底縱梁組成，在實際的施工過程中，利用底橫梁的前后吊帶懸掛于掛籃主桁的外吊梁以及前吊點上，隨著主桁前移。內模系統由內側模和頂模組成，模架是由型鋼焊接而成的，內側模板是由部分木模組成的，可以充分適應梁高的變化。⑤工作平臺，主要由張拉平臺和人行通道操作平臺組成，張拉操作平臺懸掛于主桁的上面，提供移動掛籃、張拉預應力束以及立模的工作面，按照具體的施工設計圖紙來加工縱橫梁、桁架以及平衡系統等[2]。

1.3 掛籃設計的原則

掛籃在設計的過程中需要把握以下幾方面的原則：①要減輕掛籃的自重。②要盡量縮短掛籃的施工周期。③在施工過程中要保證懸浣混凝土的質量以及施工安全。④要盡量改善掛籃的施工條件和作業環境。掛籃在施工時是附屬于橋體上的一個臨時結構，施工過程中除了需要承受自身的質量外，還需要考慮澆筑每一個節段時的混凝土質量[3]。所以在設計的過程中不但要盡可能的讓掛籃自身質量輕、變形小，而且還要保證充分的靈活性，方便操作過程中的安全以及后期的拆卸工作。

1.4 掛籃設計指標

掛籃的具體設計指標見表1。

1.5 掛籃的類型

在大跨度預應力混凝土橋梁懸臂節段箱梁建設中，常用的掛籃技術主要有三角形掛籃、菱形掛籃以及弓形掛籃這三種[4]。三種掛籃技術各有特點，其中三角形掛籃的結構比較簡單，相對比較穩定;菱形掛籃的核心部位是拉壓裝置，所承受的結構為菱形，結構相對來說較為簡單;弓形的掛籃承載結構為弓形，主要由萬能件、連接件以及主縱梁組成，弓形掛籃技術的萬能連桿的使用可以很大程度降低掛籃技術應用的成本，當工程結束后，相關的掛籃設備構件拆除后可以繼續投入使用。

1.6 掛籃的注意事項

掛籃是整個橋梁施工的基礎，后期所有的施工都需要借助掛籃來完成，所以在實際的施工過程中，一定要將掛籃工作重視起來。其中需要重點注意的主要有以下幾方面：①在施工中，要對橋梁的線性以及內部所承受的壓力進行控制，確保拋高值的精確度。②在日常的施工中，需要及時對掛籃的運行狀態進行檢查，確保施工安全。③對于出現變形的位置，及時進行維修，對于需要更換的設備及時進行更換，消除一切可能存在的安全隱患。

2? 掛籃制作及安裝技術

2.1 主桁系

主桁系位于橋面豎向預應力筋的位置，是掛籃主要的受力構件，在懸澆施工中主要的作用是承受底模系所產生的豎向拉力。主桁系由5個桿件鉸接而成的，外形呈菱形或者三角形，各個桿件都是由鋼板焊接而成的，兩片主桁通過前橫梁和主桁橫連構成整體。其中主桁片通過活動滑座坐到滑軌上，在灌注的過程中用豎向預應力筋和錨板將主平桿固定于橋面上，從而平衡前部底模所帶來的豎向拉力。

2.2 底模系

底模系位于懸澆梁的底部，是掛籃主要的受力構件，主要的作用就是承受箱懸澆施工所產生的荷載力。底模系是由前后托梁以及各個縱梁、工作梁所組成的。底模系的前吊帶懸掛于前橫梁上，后托梁是由兩個底錨固定在已成梁段上的，另外還有兩根吊桿是懸吊于外滑梁上的，剩余的兩根吊桿懸吊于主桁所選懸出的平桿上，主要起通行作用，方便施工人員的行走。

2.3 外模系

外模系的功能是承受腹板混凝土所產生的荷載力，外側模主要是由翼模板和方模板通過螺栓固定而成的，主要的優勢就是可以隨著梁高的變化而變化。外模系主要依靠滑梁進行承吊，側模的設置上有對拉筋孔，方便連接兩片側模和內模，主要的功能是抵抗腹板混凝土的側壓力，同時又保證側模和已成梁段可以緊密結合在一起。內模系的功能是承受頂板混凝土所產生的荷載力，內模系主要是通過兩根內滑梁懸吊于前橫梁和已成梁段上，分為兩塊，可以隨腹板的厚度變化而進行調節[5]。

2.4 前吊系

前吊系的作用是承受底模前部產生的拉力，吊帶分為單吊帶和雙吊帶兩種，通過銷子進行連接，上面部分的承吊位于前橫梁之上，下面部分接在前托梁之上，底模高度的調整主要是依靠千斤頂進行提升，從而實現變換孔距。微調一般都是通過千斤頂進行調整的，對于高距離的調整通常都是通過吊帶上的銷孔實現的。

2.5 底錨系

底錨系位于底模后托梁和已成梁段的底板上，主要的功能是承受來自底模系產生的后部拉力。底錨桿的固定主要依靠預留孔和后托梁錨，一般情況下，中錨主要起保險和密封底模和已成梁段的作用。

2.6 走行系

走行系的橋面部分主要由活動滑座、滑軌、千斤頂頂座以及反扣裝置等組成，在走行的過程中，活動滑座坐在滑軌上，后部是由反扣輪掛在滑軌上進行工作的，將千斤頂頂座固定于滑軌上，然后通過千斤頂的頂推作用推動整個掛籃沿著滑軌向前推進。

走行系的前面以下部分主要分為4根滑梁和滑梁后吊輪，其中后吊輪是懸掛于已成梁段和滑梁之上的，當掛籃行走時，內模、外模以及主桁可以實現同步前行的目的，滑梁的行進主要是依靠后吊輪的推動力。

2.7 施工平臺

掛籃的施工平臺主要分為前施工平臺、底施工平臺以及側模工作平臺這三個。其中前施工平臺的作用主要是為了方便施工人員進行底模高度的張拉以及調整。底模平臺的作用是進行底錨拆裝以及箱梁底部的混凝土表面處理。側模工作平臺的作用是拆卸清理側面混凝土以及滑梁的吊輪。

3? 掛籃現場施工技術分析

3.1 掛籃靜載試驗

掛籃靜載試驗的目的是為了模擬梁段的荷載力，從而有效檢測掛籃的應力情況以及變形情況。在實際的施工過程中，要對掛籃進行全面的檢查，在檢查的過程中一方面要確保數據的準確性，另一方面要及時對所獲取的信息數據進行處理和記錄、在試驗工作中經常使用的儀器是應變儀和水平儀，其中應變儀主要用來測量應力，水平儀用來測量變形和位移。

3.2 現場拼接

拼接工作是掛籃工作的基礎，在現場拼接的過程中，要對掛籃設備進行統一的檢查，避免達不到標準而出現安全事故。在現場要及時對吊裝設備的重量進行控制，保證其達到施工要求。軌道和支點的安裝要注意完整性和安全性，縱主梁安裝中，要利用錨控制整個設備的穩定性，前上梁的安裝中可以先分步完成，先將整個前上梁拆卸，然后再進行現場的組裝。如果施工現場允許，掛籃的底部可以采用整體拼裝的方式進行，整個組裝工作完成后，要及時檢查是否符合設計的要求，確保螺栓、銷子以及錨桿等連接的牢固性[6]。除此之外最后要做的就是掛籃進行預壓載，檢測掛籃是否會出現變形情況，從而有效保證后期施工的安全。

4? 總結

通過以上的分析闡述可以得出：要保證掛籃項目施工的安全性，就必須從掛籃的制作和安裝以及質量等方面進行，認真對待拼接工作，最終確保整個工程的順利進行和完成。

參考文獻：

[1]楊新寧.掛籃懸臂施工技術在大跨徑預應力混凝土連續梁橋中的應用[J].四川水泥，2018，263（07）：118.

[2]賈凡翼.橋梁工程中懸臂現澆箱梁掛籃法施工技術探討[J].科學技術創新，2018（11）：95-96.

[3]柯浩斌.橋梁工程中懸臂現澆箱梁菱形掛籃的施工技術[J].城市道橋與防洪，2017（7）：137-139.