懸臂橋梁施工技術在橋梁工程中的應用分析

范詩浩

（南京市公共工程建設中心，江蘇 南京 210019）

0 引言

在橋梁建設過程中，如果橋梁結構跨度大，那么在施工階段要保證所應用的技術能夠達到橋梁剛度、安全性等方面的要求。懸臂橋梁施工技術屬于橋梁建設領域常用技術，該技術成熟度高、施工效率高，因而受到廣泛關注。但是要注意施工過程的質量控制，預防不利因素對于橋梁工程質量產生的影響。

1 懸臂橋梁施工技術概述

1.1 概念介紹

懸臂橋梁是將橋梁結構的支撐設置在中間位置，橋梁整體由不同高度和強度的橋段進行連接，類似于桁架橋梁，以保證橋梁整體狀態的平衡性，所有連接部位都要設置墩柱。在橋梁建設階段，合理應用該技術能夠提高施工效率、保證施工質量，所以在常規橋梁或者大跨度橋梁建設中，懸臂橋梁施工技術的應用相對較多。

1.2 應用優勢及不足

懸臂橋梁施工技術在20 世紀50 年代投入應用，直到如今依然能夠在橋梁建設中找到它的蹤跡，并且隨著該技術的進一步改進，其應用日益廣泛。在橋梁建設中，應用該技術可以在橋梁底部留出充足的空間，跨越高速公路、河流航道等；如果施工區域不能搭設支架或者架梁，也可以應用該技術。同時，該技術應用階段無須投入更多設施，可以利用機械化輔助施工，節約建設成本，而且橋梁結構可以一次成型，施工過程簡單，無論是施工質量，還是施工效率都有明顯提升。然而，懸臂橋梁施工技術的應用也存在不足，在橋梁建設過程中應高度注意。一是在橋梁施工階段，要針對橋梁構件進行澆筑、張拉、養護等作業，施工工藝比較煩瑣。二是在第一次安裝掛籃以后，需要結合實際需求，對掛籃位置進行調整，而且施工過程涉及掛籃的反復拆卸、安裝，可能影響施工進度。三是澆筑施工質量難以保證，可能出現主橋墩不平之類的問題[1]。

2 懸臂橋梁施工技術的應用

2.1 0#塊施工技術

懸臂橋梁施工技術應用階段，因為0#塊的位置十分重要，所以其施工質量和橋梁質量息息相關。0#塊是懸臂橋梁第一個澆筑的位置，位于橋墩上方，此部分施工結束以后，才能展開后續施工。因此，需要重點關注0#塊施工設計和技術應用流程。設計階段，相關人員要確保橋梁支架可以自0#塊下方通過斜拉方式和橋墩上方結構相連，從而支撐結構下方模板構件，降低橋梁負荷。為了增強0#塊的支撐能力，可設置臨時墩結構，借助臨時墩對0#塊進行支撐，但需注意，在合龍施工之前要將其拆除。

在橋梁支架順利安裝到對應地點之后才可正式展開預壓，并需預防支架結構承受的壓力過大而出現變形。預壓開始之前，要先檢查支架結構是否牢固，以免貿然進行預壓處理使支架脫軌。澆筑支架之前，要先確認鋼筋、模具的方向和位置。因為0#塊結構相對復雜，所以，在施工以前要做好鋼筋的綁扎工作，防止澆筑階段受到應力影響，導致鋼筋偏離本來位置。同時，在澆筑混凝土階段，要從底部開始逐漸向上進行澆筑，按照鋼筋、模具的方向完成。

澆筑施工結束后，必須對混凝土結構采取養護措施，以提高結構施工質量。養護階段，注意對其強度進行全面檢測，待強度質量達標以后，開始處理頂板結構。混凝土結構完全凝固之后，要在結構表面灑水，注意控制灑水次數、灑水量以及灑水時間，養護工作通常在澆筑施工結束后15 天之內完成。模板拆除施工階段，需要先對結構進行強度檢測，強度超過90%后，才可以拆卸模板。注意，拆卸模板要小心謹慎，防止對橋梁結構造成破壞。

2.2 掛籃技術的應用

懸臂橋梁施工中，掛籃技術的應用十分必要，通常將掛籃設置在箱梁位置，具體如圖1 所示。

圖1 連續箱梁位置掛籃示意圖

在梁底位置設置掛籃能夠保證其受力均勻，安裝掛籃以后，為橋梁施工提供了充足空間，便于后期進行結構澆筑。施工之前，施工人員還可在掛籃頂部放置施工材料，根據施工進度要求對掛籃位置進行調整。橋梁結構施工結束后，要將頂部掛籃安裝構件拆除，并根據后續施工要求，妥善安放掛籃。

2.3 合龍技術的應用

懸臂橋梁施工階段，合龍技術應用的好壞決定了橋梁的質量和性能。施工階段需要注意如下內容：第一，先將0#塊的臨時墩結構拆除。第二，確認合龍技術是否符合掛籃型號的施工要求。第三，將跨梁長度降至最低。第四，合龍技術應用之前，需要全面分析天氣情況，防止混凝土施工過程受到影響，盡可能避免在炎熱天氣進行合龍施工。第五，利用鎖定工藝連接懸臂結構，并對其采取固定措施，對固定點進行澆筑[2]。

2.4 技術應用注意事項

懸臂橋梁施工環節，施工人員要注意施工材料、配合比等質量控制工作，選擇優質的硅酸鹽水泥，確保配合比達到結構澆筑需求。在施工階段注意對橋梁結構撓度和拱度進行監測，保證結構整體質量合格，必要時可以在鋼筋的內部設置波紋管，先預留連接點，后對兩側采取密封措施，預防連接位置出現漏漿、漏水等問題。

3 懸臂橋梁施工技術在橋梁工程中的應用實例

3.1 項目概況

南京仙新路過江通道工程全長約13.17km，其中主線橋梁長約11810.5m，隧道長約241m，道路長約1118.5m。工程主線按城市快速路標準建設（兼顧公路功能），采用雙向六車道，設計車速80km/h；輔道采用雙向4～8 車道，設計車速50km/h。

仙新路過江通道南引橋第一聯（3×60）m、第二聯（60+90+60）m 均為波形鋼腹板預應力混凝土連續剛構箱梁，其中第一聯截面形式為直腹板單箱三室等高度箱梁，第二聯截面形式為直腹板單箱三室變高度箱梁。箱梁標準橫斷面寬度為26.25m，考慮兩側防撞護欄外掛0.15m，箱梁結構寬度為25.95m。橋面頂板設置2%橫坡，箱梁底板為平坡，波形鋼腹板垂直布置。

3.2 掛籃選擇

按照項目段落施工工藝要求，選擇懸臂澆筑施工方案，掛籃作為受力結構，其結構性能方面要達到施工標準。根據連續梁結構要求，掛籃整體長度為9.35m，高度為11.5m，懸臂澆筑結構長度為4m。掛籃由主桁系統、底籃系統、行走及錨固系統、模板及調整系統和附屬結構（操作平臺、爬梯、欄桿等）組成。該項目設計人員根據技術要求，選擇菱形桁架，通過平聯桁架連成整體。前上橫梁架設在菱形桁架的前端節點上，上設吊點，用于懸吊底籃系統和內外模滑梁，橫梁同時起到將主桁架連成整體的作用。底籃由前下橫梁、后下橫梁、縱梁、底模組成。縱梁與前、后下橫梁點焊固定；底籃前端采用鋼吊帶，其余位置采用精軋螺紋鋼。懸臂澆筑施工時，前端荷載由吊桿傳遞到前上橫梁，后端荷載由吊桿作用在前一塊段已澆筑的混凝土上。

3.3 臨時錨固結構

若連續梁結構兩側設計力矩不平衡，則需要確保懸臂結構穩定，施工過程中應設置臨時錨固結構，以提高主橋梁、橋墩的穩定性。該項目南引橋懸澆段墩梁固結，無須設置臨時錨固結構。

3.4 0#塊施工

該段共設4 個0#塊，均采用托架法施工。由于施工基礎塊處于墩頂位置，具有連續性特點，鋼筋結構較為復雜，內部含有孔道，單獨結構的混凝土用量相對較大，所以技術要求嚴苛。同時，由于墩身高度大，施工時需要順橋向每側布置4 個三角托架，三角托架通過預埋鋼管、精軋螺紋鋼及剪力銷與墩身連接；橫橋向每側布置2 個三角托架，三角托架通過爬錐預埋件與墩身連接。三角托架上方設置用于調節高度及落架用的鋼墊塊、I45 分配梁及模板系統。考慮到墩梁固結，無須設置臨時錨固結構。利用塔吊將三角托架、分配梁、模板及其他小型構件吊裝到位。模板安裝完成后即可展開鋼筋、預應力管等敷設。綁扎鋼筋環節，施工人員要注意合理設置孔洞間距，提高預應力精度，禁止隨意改變鋼筋位置。質檢通過以后澆筑混凝土。

3.5 合龍施工

利用掛籃向前走行進行邊、中跨合龍，先合龍邊跨、后合龍中跨，嚴格按照圖紙要求進行合龍施工。需要注意的是，合龍前，應聯測主梁的梁頂高程、橋軸線和橋長，連續觀測氣溫變化及氣溫引起的梁體豎向和水平向相對位置變化的關系，連續觀測時間不小于48h，以確定合龍段混凝土澆筑的時間區段。合龍段混凝土澆筑應在一天中氣溫最低且溫差變化較小的時間區段（一般選擇22：00 至次日6：00）進行。

為了防止結構受溫差影響出現開裂現象，在施工期間，需要設置永久預應力鋼筋，與剛性支撐相互配合，以預防溫度升高導致結構膨脹受損。在設置永久預應力鋼筋時，還要預防溫度降低導致結構拉應力收縮。在支撐設置階段，要對結構的技術參數嚴格控制，保證結構的性能契合施工要求。

為了保證合龍段結構在澆筑以后能夠保持平衡狀態，需要確保結構高度差設定合理，并需要在結構兩側配置配重。合龍段配重包括附加配重和基本配重兩種。基本配重量一般為合龍段梁重的1/2。該項目根據現場實際情況，采用鋼筋進行配重（φ40mm 鋼筋，一捆約20 根，每根長度為12m，總重量為2.37t）。附加配重為調節合龍段標高所需的配重，根據實際施工時的情況臨時加載。

配重設置完成后，進行底板第一層鋼筋的綁扎，鋼筋綁扎時先與邊跨直線段的鋼筋連接，與懸澆段的鋼筋應在臨時鎖定完成后連接，然后進行波形鋼腹板安裝（一端焊接，另一端暫不焊接，下口采用馬凳臨時鎖定）。在臨時鎖定鋼腹板期間，同步進行合龍骨架的焊接工作，為盡量縮短臨時鎖定時間，合龍骨架同樣僅焊接一端，在確定梁體合龍誤差符合要求后，待當天溫度最低且溫差穩定時，完成骨架的鎖定工作。骨架鎖定完成后，進行臨時預應力的張拉工作，張拉遵循先底板后頂板、先長束后短束、對稱張拉的原則。臨時預應力張拉完成后，進行鋼腹板的焊接鎖定工作。

混凝土澆筑過程中需卸載相應配重。合龍段共分兩個階段卸載配重。第一階段在鋼腹板安裝完成后進行卸載；第二階段根據混凝土澆筑情況，每澆筑一車混凝土卸載一次。

合理設計混凝土的配合比是合龍段施工的關鍵步驟之一，合龍段結構強度要高于橋梁其他結構強度等級，為了確保結構強度達標，可以將混凝土的水灰比適當減小。此外，混凝土澆筑期間要做好振搗控制，以提高橋梁結構的安全性[3]。

澆筑完成后及時進行養護，待混凝土強度、彈性模量及齡期達到設計要求（合龍段混凝土強度達到100%，齡期達到10d）后，拆除臨時外接骨架，張拉合龍束至設計值。合龍施工如圖2 所示。

圖2 合龍施工圖

3.6 線形控制

在0#塊結構施工階段，在翼緣板、頂部、腹板等中心及梁端各個節點均應設置測量點，并按照具體需求進行調節。在主墩結構施工階段，還應設置沉降觀測點，用以對主墩實際變形進行觀測，及時找到影響施工質量的因素，預防懸臂結構兩側因為荷載差異而出現事故。

3.7 質控措施

一是安裝連續梁的支架之前，需要對結構變化、孔洞深度以及安裝方向展開全面檢查，保證達到設計要求。二是做好預留孔清潔工作。三是對墊石頂部進行鑿毛處理，并將鑿毛產生的雜物沖洗干凈。四是選擇支座灌漿工藝，防止結構下方存在脫空問題。五是0#塊結構施工完成后，在0#塊上拼裝掛籃，并進行掛籃預壓，預壓設計為荷載的120%，采取分級預壓處理。六是落實高程檢測，如果存在變形超限情況，應立刻停止加載，并對變形原因進行分析，采取有效處理措施。七是0#塊鋼筋、孔道實際數量較多，施工之前要落實全方位檢測管理，合理規劃施工內容，提前預留孔道位置，防止施工過程中需要對鋼筋進行切割。八是墩頂結構的0#塊高度較大，因此在模板澆筑期間要關注模板設置，保證高度達到設計要求以后，還可將模板封閉。如果澆筑結構過高，達到2m 以上，則需要利用串筒輔助施工，預防混凝土自由落體高度超限發生離析現象。九是混凝土澆筑階段應均勻灌注，并做好振搗控制，特別是鋼筋或孔道等承受力度較大的區域，要保證混凝土的密實度，不會產生孔洞缺陷[4]。

4 結語

綜上所述，懸臂橋梁施工技術的應用可以加快橋梁建設進度，促進城市化建設。相關人員要根據橋梁工程實際建設需求，合理應用該技術，并注意施工材料、配合比等質量控制工作，對于施工流程進行全面監測，保證懸臂橋梁施工技術的作用得以順利發揮，為建設質量合格的橋梁奠定堅實的基礎。