菱形掛籃懸臂澆筑施工技術要點分析

曾佳樂

中交二航局四公司，安徽 蕪湖 241000

1 工程背景

主橋上部采用雙線主跨100m 預應力混凝土連續箱梁，箱梁斷面為單箱單室橫斷面。箱梁頂寬0.35 ～0.6m，底寬6.4m，翼緣板寬2.9m，根部梁高7.2m，腹板厚0.6 ～10m，底板厚度0.4 ～86.4m，頂板厚度0.4m。箱梁0#塊在托（支）架上施工，梁段總長14m，邊、中合攏段長為2m；掛籃懸臂澆筑箱梁1#～2#塊長2.5m，3#塊長2.75m，4# ～6# 塊 長3m，7# 塊 長3.25m，8# ～11# 塊 長3.5m，12#～13#塊長4m。箱梁懸臂澆筑采用菱形掛籃進行施工。箱梁0#塊梁段長14m，具備掛籃拼裝起始長度的條件，箱梁1#～13#塊采用掛籃對稱懸澆。懸臂澆筑的箱梁中最重塊段為4#塊，重量為156.6t；12#塊長4m，重量為132.2t。掛籃三維圖如圖1 所示。

圖1 掛籃三維圖

2 菱形掛籃荷載的計算

在實際開展菱形掛籃荷載計算工作的過程中，必須重視圖紙的分析，并考慮掛籃自重及全部施工臨時荷載重量，確保能夠將其控制在規定標準以下；還要分析動力因素，保證工程的順利進行，并根據掛籃受力特點，運用相關公式從底籃縱梁進行計算，有效控制其剛度與強度，保證后期工程的順利開展。有關荷載系數的具體取值：第一，箱梁混凝土在實際施工的過程中，需要分析脹模以及動力的實際情況，并根據其超載系數1.051 優化選擇；第二，在澆筑混凝土時，需要控制其動力系數取值為1.2；第三，施工機具以及人群荷載為1.5kPa（驗算模板為2.5kPa），增大荷載系數取值為1.4；第四，施工振搗力側向為4kPa，水平向為2kPa；第五，底籃以及底模自重依據23t 進行設計，增大荷載系數取值為1.2；第六，Vr=1/500，允許最大變形為20mm。根據掛籃受力特征，必須適當地對底籃進行加固與調整（前后下橫梁、縱梁、外導梁），促使稱重系統的質量得到提升，對頂板（內導梁、頂板托架、頂板承重梁）、錨固系統進行計算。例如，計算底籃縱梁，取2#和4#強度及剛度進行計算，前者長3.5m，后者長4m。首先，進行荷載和混凝土自重計算，2#塊斷面處是88.8kN/m，3#塊是78.3kN/m；其次，人群荷載計算為1.89kN/m；再次，模板自重計算為0.81kN/m；從次，振搗荷載（取2kPa）計算為2.52kN/m，縱梁自重計算為0.432kN/m；最后，菱形掛籃荷載計算為31.04kN/m 和27.5kN/m。

3 菱形掛籃加載試驗

在實際施工過程中必須注重每一環節的工作，同時需要分析菱形掛籃懸臂澆筑施工技術的要點，促進施工的順利進行，并且在施工過程中根據以往施工經驗，參考類似工程，不斷優化施工設計。在進行加載工作前，需要分析場地情況，適當對其進行整理，促使掛籃兩片主構架對應節點的穩定性得到全面提升，并運用高強度螺栓錨對其進行穩固。除此之外，掛藍荷載需要合理地運用100t 穿心千斤頂，對直徑32mm 的精軋鋼進行頂拉，確保能夠滿足施工要求，保障后期施工的順利進行。針對掛籃后的節點控制，需要運用4 條精軋鋼和兩道錨扁擔進行錨固，降低外在因素對其的影響。通過計算與分析掛籃全部支點位置的荷載，需要控制在50 ～60t，并結合油表的差值方程，計算出其對應讀數，從而開展后期的加載工作，落實好各個環節的施工要點，全面發揮菱形掛籃懸臂澆筑施工技術的作用。還要注重優化創新，發揮其效果的同時還需要不斷深入研究，使其效果最大化。

首先，注重分級加載施工的運用，在進行加載時，分別按吊點和可承受的最大荷載進行優化，同時需要由30%升至50%、80%、100%進行加載，從而避免因為沒有控制好每一環節施工，而導致大跨度橋梁施工效果不佳。其次，在進行加載時，掛籃前后節點板上應該設置監控點，實現逐級監測與監控。再次，在進行加載前，施工人員必須對加載過程中的穩定性以及變形情況進行實時觀測，掌握此環節施工的實際情況，并及時優化存在的問題，從而控制好各個環節施工。最后，施工人員需要根據實際情況對掛籃受力情況進行模擬，適當地將17.1t 作為掛籃澆筑混凝土前的初始狀態，然后根據掛籃加載的負載值及產生的數據進行計算優化，使其整體施工效果得到全面提升。

4 懸臂澆筑施工對策

4.1 組裝掛籃及預壓施工

大跨度橋梁施工需要涉及的環節相對較多，必須保證每一環節的施工質量，這樣才能夠提高橋梁的穩定性，避免受到某一環節因素影響而導致其無法正常使用。其中，需要事先在0 號塊施工時預埋掛籃吊孔，0 號塊施工完成后吊裝掛籃，安裝掛籃的構架結構。并根據實際情況組裝掛籃的懸吊結構，同時需要在0 號模塊下設置輔助支架，這樣能夠保證后期工作的順利開展，提高組裝掛籃的完成效率。

在完成組裝掛籃這一環節工作，還需要對其進行預壓，保證其具備牢固性與穩定性，并且根據實際情況消除非彈性變形的環節，還要對測定掛籃各級負載下的變形量進行優化，壓力數量標準需要以懸臂施工的重量為主，保障后期施工的穩定性。除此之外，在底模和掛籃主要的受力部位設置觀測點時，需要實時觀測，并掌握整個施工情況。壓重順序和混凝土澆筑順序必須保持一致，還要做好全面觀察，一旦壓重的總重量超過110%后，必須立即停止這一施工環節，同時需要將其放置2 ～5d 并隨時做好期間的觀察與記錄工作。

4.2 澆筑掛籃懸臂施工

預壓施工完成后，可以掌握掛籃的變形值和立模高程，從而優化混凝土澆筑的工作。在施工過程中，必須測量好兩側混凝土的澆筑數量，并且要根據實際情況，注重每一環節的操作。在混凝土澆筑施工過程中，必須記錄掛籃高程的變化情況和混凝土澆筑的數量。混凝土澆筑工作完成后，還要進行張拉檢測，根據張拉相關規范依據，保持兩側對稱、同步緩慢張拉。

4.3 壓漿施工

混凝土澆筑掛籃懸臂及張拉檢測工作完成后，要分析當前工作開展的流程，并合理地使用C55 混凝土進行封錨工作，只有確保錨固強度滿足施工各個環節要求之后，才能順利進行管道壓漿。在實際壓漿工作過程中，必須控制水泥強度，盡可能使用強度在55MPa 以上的水泥漿，并且保持管道壓漿的飽滿程度。合理地運用智能壓漿系統對每一環節材料進行對比與控制，注重對所用工具的檢查，確保其符合施工要求。需要根據規范開展張力施工，保證對稱、同步張拉，控制張拉力，輔助控制伸長量，為后期的灌漿工作提供幫助。

4.4 現澆段施工

由于北面的現澆段地形較為平坦，需要借助碗扣式腳手架及工字鋼橫抬梁等相關設備開展現澆段施工工作，此環節施工所涉及的內容較多，而且對施工工藝及技術的應用有一定的要求，因此為了能夠全面提高此環節的施工質量，必須仔細觀察圖紙。邊跨現澆段施工時，要控制好高程，保證箱梁合攏后的線形，控制好各個環節施工數據并優化施工效果，保證大跨度橋梁的施工正常進行，不受其他因素影響，為建筑企業的穩定發展奠定基礎。

4.5 合攏段施工（退掛籃）

在大跨度橋梁合攏段開展施工的過程中，不僅需要注重預應力連鎖箱梁施工技術，還需要分析各個階段的施工要求，尤其是針對合壟斷開展施工，必須認真落實好各個環節施工，完成對邊跨現澆段和7 號段的張拉施工。在合攏段施工時，要事先明確施工要求并完善掛梁。作為合攏段的吊籃，將改制的掛籃殘余部分當作邊跨合攏段的配重，這樣不僅能夠發揮其作用，還可以全面發揮掛梁殘余部分的作用，以此完成張拉工作。完成邊跨合攏段施工后，需要對中跨合攏段進行施工操作，而且根據配重要求需要合理地運用袋裝碎石，并在完成配送后，利用合理的工具對合攏段鋼接桿進行焊接，這樣有利于保證后期拆除工作的順利進行，同時能夠保證大跨度橋梁結構的穩固性。在捆綁過程中需要對合攏段所使用的鋼筋進行檢測，保證每一環節的施工質量，確保各環節施工效果。

5 結束語

綜上所述，在實際運用菱形掛籃懸臂澆筑方法進行橋梁工程施工的過程中，必須加強施工人員對工程各個環節的重視程度，全面保障施工質量，適當地使用有限元軟件，這樣能夠對掛籃施工過程中的強度、剛度及穩定性等力學指標進行應力，并運用公式進行反復檢查，保證掛籃施工質量，滿足施工方案要求。除此之外，在掛籃施工的過程中，還應該高度重視掛籃過程的有效控制，為大跨度橋梁施工提供有力幫助，解決傳統施工技術存在的問題。