掛籃控制技術(shù)在鐵路橋梁連續(xù)梁施工中的應(yīng)用

韓東來

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鐵路橋梁施工環(huán)節(jié)較多，連續(xù)梁掛籃施工是其中的關(guān)鍵一環(huán)，選取技術(shù)方案的合理與否將成為決定施工質(zhì)量和進度的關(guān)鍵因素。對此，在鐵路工程項目中對連續(xù)梁施工質(zhì)量提出較高的要求。盡管掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用效果較好，但工藝較為復(fù)雜，為全面提升施工質(zhì)量，需對該項技術(shù)展開探討，總結(jié)技術(shù)要點，不僅可以加快連續(xù)梁作業(yè)速度，而且能夠提高結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

1 橋梁掛籃懸臂施工方法及特點

1.1 掛籃懸臂施工法簡介

掛籃懸臂施工法是指在橋梁工程施工中，從橋梁兩側(cè)預(yù)先設(shè)置工作平臺開始采用懸臂澆筑或懸臂拼裝技術(shù)，逐漸向中段進行合龍的施工方法。橋梁掛籃懸臂施工法在施工中因具有能減少支架施工、對橋下通航影響較小、能減少施工材料等多方面優(yōu)勢，而在我國橋梁施工中得以廣泛應(yīng)用。不過，其橋墩屬于非固結(jié)結(jié)構(gòu)，需要在臨時性固結(jié)措施配合下施工，因此對施工技術(shù)具有較高要求。

1.2 掛籃懸臂法的特點

掛籃懸臂法在橋梁施工過程中，除具有對通航影響小的優(yōu)勢外，還具有多方面的特點：①由于施工過程中負彎矩同時作用于橋墩位置，更適用于營運狀態(tài)與施工狀態(tài)受力結(jié)構(gòu)較為接近的橋梁項目；②能用于懸臂施工的機具設(shè)備類型選擇范圍較為廣泛；③掛籃懸臂法在施工過程中相對于傳統(tǒng)施工方法，能夠有效降低施工成本，具有良好的經(jīng)濟效益[1]。

2 掛籃施工主要的技術(shù)問題

2.1 掛籃設(shè)計及安裝不合理

掛籃是連續(xù)梁懸臂段施工過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，掛籃在設(shè)計的時候需要根據(jù)橋梁的尺寸以及重量進行設(shè)計，主要采用的是鋼結(jié)構(gòu)以及桁架支撐，其對穩(wěn)定性和抗傾覆性有著很高的要求，但是在施工時往往存在掛籃設(shè)計不合理，掛籃的尺寸不滿足工程精度的要求、掛籃最大承載力不能滿足重量的要求、掛籃的抗傾覆力矩不能承受傾覆要求等等問題，導(dǎo)致在施工時產(chǎn)生各種不安全的因素，影響了橋梁施工的精度和質(zhì)量，也對施工安全造成了很大的影響。另外，掛籃在安裝前也沒有進行詳細的檢查和檢測工作，同樣給后期的施工造成了很大的難度。

2.2 現(xiàn)澆質(zhì)量不夠

在橋梁段施工過程中，主要工程就是進行懸臂段鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作。但在實際施工中，存在著鋼筋布置不合理、鋼筋直徑不滿足要求、鋼筋綁扎方式不滿足規(guī)范要求、搭接長度不夠等問題。由于懸臂段的混凝土澆筑在施工時難度很大，很多施工現(xiàn)場澆筑質(zhì)量不到位，振搗密實不滿足要求等，給橋面梁的施工質(zhì)量帶來很多的不利因素[2]。還有在現(xiàn)澆時由于施工的技術(shù)問題，兩邊的橋面高程及平整度不滿足設(shè)計要求，給后期的施工增加了難度。

2.3 合攏不到位

合攏是使橋梁連成整體的一個非常重要的步驟，在橋梁合攏時要求非常高的施工技術(shù)。合攏工作對橋梁的高程精度、混凝土的強度和澆筑振搗效果、內(nèi)部的鋼筋綁扎及連接有很高的技術(shù)要求，但是很多施工企業(yè)對合攏部分的工作質(zhì)量要求不到位，技術(shù)也比較落后，造成難以合攏或者合攏結(jié)果使兩側(cè)橋面板難以連接在一起，給橋梁質(zhì)量及安全造成隱患。

3 連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)應(yīng)用要點分析

3.1 掛籃結(jié)構(gòu)篩選

在施工技術(shù)應(yīng)用初期，最重要的工作內(nèi)容便是篩選掛籃結(jié)構(gòu)，這也是后續(xù)施工技術(shù)能夠順利應(yīng)用的基礎(chǔ)條件[3]。在具體的工作過程中，需要注意以下幾方面。①做好基礎(chǔ)資料的采集工作，對于鐵路橋梁工程所在的區(qū)位條件、工程質(zhì)量要求、相關(guān)建設(shè)規(guī)范等資料進行整合，從而明確工程作業(yè)期間需要遵循的規(guī)范要求。②對于力學(xué)參數(shù)進行計算，在具體的計算過程中，考慮節(jié)點荷載情況、應(yīng)力分布狀態(tài)等內(nèi)容，從而得到所用掛籃結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，包括構(gòu)件材質(zhì)、直徑、長度等。

3.2 掛籃施工流程

在鐵路橋梁連續(xù)梁工程施工過程中，結(jié)束連續(xù)梁0號塊混凝土澆筑任務(wù)之后，需要開展掛籃拼裝操作，應(yīng)預(yù)先做好特定組件的預(yù)埋、預(yù)留孔洞處理工作，包括外模板吊梁、后錨和后懸吊預(yù)埋孔。在預(yù)埋操作時，必須要保證預(yù)埋組件的位置非常精準，且預(yù)留孔洞處于豎直狀態(tài)，應(yīng)嚴格按照標準規(guī)定設(shè)計孔洞大小和位置。按照連續(xù)梁掛籃施工操作流程，首先應(yīng)對軌道系統(tǒng)進行安裝，將軌道錨安裝固定于橋面豎向錨筋之上。將5個間距50cm的錨固點放在軌道下方，并對主桁系統(tǒng)進行安裝。按照圖紙組裝菱形桁架，組裝好后進行吊裝，借助扁擔(dān)梁，對掛籃尾端開展錨鋼筋、豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋同橋墩的連接操作，并安裝懸掛系統(tǒng)。在對掛籃的懸掛系統(tǒng)安裝時，應(yīng)先將中門架、豎桿進行連接，并利用側(cè)面吊架、銷軸把將懸掛系統(tǒng)同豎桿兩面耳板連接起來，同時通過螺栓還能夠把前橫梁、上弦桿的連接板連接起來。安裝護欄時，將平臺板安設(shè)在護欄中。在吊掛掛籃時需要借助兩根倒鏈（重量為10t），連接底托系統(tǒng)中前后托梁銷軸、吊桿兩大部分，之后需要對模板系統(tǒng)進行安裝，同時吊裝外側(cè)模板、外側(cè)模吊梁。基于外側(cè)模連接吊起的扁擔(dān)梁，運用的是3根精軋螺紋鋼（直徑為32mm）。

3.3 掛籃設(shè)計

為保證連續(xù)梁掛籃設(shè)計合理，需要針對主要參數(shù)進行設(shè)計，其中包含了梁高變化范圍、最大梁寬、梁段頂板和底板單側(cè)加寬量、梁段最大重量和長度，此外，還有掛籃重量、走形系統(tǒng)、掛籃撓度、掛籃重量等。在實際設(shè)計過程中，需要達到掛籃各部件強度、剛度、穩(wěn)定性、抗傾覆等方面的要求，與此同時，還需要充分考慮到行、退簡潔性需求，按照梁體設(shè)計圖紙要求，合理把控總質(zhì)量。其中菱形掛籃，在結(jié)構(gòu)上受力均勻、容易拆裝錨固，具有較大的作業(yè)空間，不會對鋼筋作業(yè)造成較大影響，其變形量控制合理，這些優(yōu)點使得菱形掛籃應(yīng)用較為廣泛[4]。

3.4 承載力與彈性形變

作業(yè)連續(xù)梁掛籃施工中，掛籃的承載力和彈性形變決定最后的施工效果，在連續(xù)梁掛籃施工中也有一定的難度，施工人員要注意三個問題：第一，如果墩頂兩側(cè)部位的施工進度相同，建議及時采用底膜加掛水箱推載的施工方式；第二，確定施工現(xiàn)場受力試驗點時，荷載分配要考慮鋼絲滑輪設(shè)備，當荷載數(shù)據(jù)在120%以內(nèi)可以進行掛籃試驗；第三，組織彈性形變試驗，應(yīng)該選擇逐級加載的方法，最大階段重點以50%為最佳，逐級增加至100%，當達到120%時可以結(jié)束。荷載加載期間要對掛籃變形進行觀察，詳細記錄觀察所得的數(shù)據(jù)[5]。

3.5 模板系統(tǒng)

在橋梁工程中，模板系統(tǒng)組成較為系統(tǒng)復(fù)雜，具體包括以下組成部分：①底模。該部分采用橋梁模板生產(chǎn)廠定制的定型鋼模板，直接鋪設(shè)在底籃之上。②外模。也是采用橋梁模板生產(chǎn)廠定制的定型鋼模板，主要由滑梁、支撐固定骨架、外模板組成，滑梁前端懸吊在主桁上，滑梁后端吊在已澆筑完成的上段箱梁翼板上。在實際進行混凝土澆筑施工中，需要在上段已澆箱梁翼板設(shè)置錨桿，做好錨固處理。當掛籃需要向前移動時，外模滑梁也會隨之一同移動。后續(xù)隨著施工不斷進行，箱梁高度也在不斷變化，在這一過程中，需逐步將骨架、外模拆除。③內(nèi)模。主要由內(nèi)模板、支撐固定骨架組成，由于內(nèi)模尺寸隨著施工不斷向前推移，內(nèi)模尺寸不斷減小，本著以節(jié)約資源、減小施工荷載的目的，該橋內(nèi)模采用竹膠板現(xiàn)場加工完成，支撐固定骨架采用方木現(xiàn)場加工完成，將支架固定在底模及邊模上，在混凝土達強度達到要求后拆除內(nèi)支撐、將內(nèi)模脫模解體，待前段箱梁底板鋼筋、腹板鋼筋、預(yù)埋件安裝完成后將內(nèi)模分塊移動到位進行安裝。④堵頭模板。以箱梁外模高度為依據(jù)，以分塊、分次進行安裝。在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合實際的撓度值，做好預(yù)撓度的合理設(shè)置[6]。

3.6 掛籃預(yù)壓試驗

掛籃預(yù)壓載荷試驗是正式施工前的必要步驟，只有在確保掛籃載荷滿足施工要求的前提下，才能進入正式施工流程。預(yù)壓試驗流程通常是將鋼絞線加載于掛籃底部，其加載力由預(yù)埋在橋梁承臺內(nèi)的鋼絞線提供。施工時，利用對應(yīng)型號的穿心液壓千斤頂和配套設(shè)施進行張拉預(yù)加載，同步進行應(yīng)力和應(yīng)變儀器的數(shù)據(jù)記錄和分析，確保掛籃在后期施工中的安全性和穩(wěn)定性達到施工要求及施工的可持續(xù)運行。

3.7 灌注施工在梁段混凝土中的表現(xiàn)

①在對混凝土進行集中拌和時，一定要按照要求做好現(xiàn)場的調(diào)整。②按照分層設(shè)計對混凝土進行灌注，厚度控制在40cm左右。③灌注混凝土?xí)r，應(yīng)該按照合理的順序，即橫隔板、腹板、底板等。④安裝混凝土導(dǎo)管時，務(wù)必合理控制整體的間距，保證能夠預(yù)留出1.5m的間隔。鋼筋分布密集的地段，還需要增設(shè)額外的導(dǎo)管，并做好入口的設(shè)計工作，直至最終恢復(fù)至指定水平。⑤選擇不同的插入式振搗器對混凝土進行振搗，在鋼筋較為疏松處，通常會使用大振搗棒。至于鋼筋密集處，則主要以小型振搗棒為主。按照施工區(qū)域的直徑大小，選擇合適的振搗棒進行處理。⑥在正式進行混凝土澆筑之前，一定要用水徹底沖洗混凝土面。選擇和原混凝土型號一致的砂漿進行攪拌，并將其均勻的鋪設(shè)在路面之上。在正式鋪筑之前還要用水進行浸泡處理，避免出現(xiàn)嚴重的吸水現(xiàn)象。等到所有的施工結(jié)束之后，選取合適的草袋和布料進行覆蓋處理，避免出現(xiàn)因為混凝土粘附而過松的問題。⑦澆筑頂板混凝土結(jié)束后，選擇插入式振搗器進行二次振搗工作[7]。至于頂腹板接縫處，一定要選擇合適的銜接方式進行處理，減少其他層面的影響，使其形成完整的澆筑網(wǎng)絡(luò)。⑧等到所有的灌注操作結(jié)束后，還要強化其他層面的養(yǎng)護，確保箱梁內(nèi)側(cè)與外側(cè)的平衡。

3.8 掛籃結(jié)構(gòu)的拆除

在進入到掛籃結(jié)構(gòu)的拆除階段后，需要注意以下幾點內(nèi)容。第一，按照之前拼接時的順序，對于掛籃結(jié)構(gòu)進行拆除，先完成籃底和模板系統(tǒng)的拆除工作，隨后再進行懸臂結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)的拆除工作。第二，對于拆除下來的零件，利用吊車結(jié)構(gòu)將其依次吊下，在整個作業(yè)過程中，需要由專業(yè)人員進行指導(dǎo)，確保作業(yè)環(huán)境安全性。

4 結(jié)語

綜上所述，施工效率高、成本投入少、占用空間小是連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)最顯著的優(yōu)勢，將其應(yīng)用到鐵路橋梁施工中，能夠有效提高施工效率和施工安全性。在開展鐵路橋梁連續(xù)梁施工中，要充分發(fā)揮掛籃施工技術(shù)的優(yōu)勢，綜合考慮各方面要素，明確施工重點和難點，嚴格落實各項施工工序，提高鐵路橋梁構(gòu)建配置水平，從而提升鐵路橋梁施工質(zhì)量及效率。