橋梁施工中懸臂掛籃技術的應用

摘 要：以橋梁工程作為研究對象，重點分析懸臂掛籃技術。通過理論總結與案例討論，從懸臂掛籃技術的基本原理著手，依據(jù)某一橋梁工程，探究懸臂掛籃技術的應用流程及注意事項，說明在此橋梁工程中懸臂掛籃技術的重要性。應用懸臂掛籃技術時需綜合各方面因素，加強施工全過程的技術管理、質(zhì)量控制，提高施工作業(yè)的規(guī)范性、有序性。結合懸臂掛籃技術的發(fā)展及應用現(xiàn)狀，繼續(xù)創(chuàng)新技術形式，構建完善的懸臂掛籃技術體系，擴大該技術的范圍，提高此技術的應用效果。

關鍵詞：橋梁工程；懸臂掛籃技術；施工要點

中圖分類號：U445" " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）11-0007-03

1 懸臂掛籃施工基本原理

懸臂掛籃施工是以掛籃作為施工工具，對懸臂進行澆筑的施工方法。它能在一定程度上克服傳統(tǒng)技術的限制。懸臂掛籃技術利用線性控制理論，施工期間要先建模，計算各梁體截面的最終撓度值，把握撓度變化規(guī)律，確定施工預留拱度，參考設計計算結果，得到每一節(jié)點的模板前沿標高。橋梁撓度取決于多種因素，如梁段混凝土總質(zhì)量、掛籃荷載與其他施工荷載、張拉后預應力筋的預應力、混凝土徐變、壓縮等[1]。施工建設中相關人員需了解這些影響因素對橋梁撓度的影響，采取源頭性的控制措施。

雖然目前懸臂掛籃施工理論越發(fā)成熟，但在現(xiàn)場作業(yè)中常常面臨諸多復雜性問題，增大了施工難度。為凸顯懸臂掛籃技術的優(yōu)勢，有關人員需采取多種技術、管理措施，保持施工作業(yè)的規(guī)范性，做到施工問題的早發(fā)現(xiàn)、早處理。

2 工程概況

孟中友誼八橋橋梁全長2.96 km，其中新建特大橋一座，橋長1.493 km，雙車道設計，橋寬13.4 m，小橋1座，涵洞1道，兩岸連接線道路長1.467 km，接線路基與橋梁同寬。全線采用二級公路標準建設，設計速度60 km/h，主橋采用橋跨布置為（72 m+ 7×122 m +72 m=998 m）剛構連續(xù)梁，橋寬13.4 m。主梁采用單箱單室的變高度混凝土箱形截面，頂面設2%的橋面橫坡，中支點梁高7.0 m，邊支點及跨中梁高3.0 m。西引橋長297 m，東引橋長198 m，均采用3×33 m橋跨布置的等高度混凝土連續(xù)箱梁。在本橋梁項目中，懸臂掛籃施工為關鍵。

3 懸臂掛籃施工技術要點

3.1 準備工作

本橋梁工程的規(guī)模龐大，利用懸臂掛籃技術時需做好充分的準備工作，為后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造理想條件。按照懸臂掛籃施工流程，準備工作應包含以下5方面。

第一，由于人進入現(xiàn)場展開一系列調(diào)研，獲取現(xiàn)場的地質(zhì)地形、水文土質(zhì)等信息，從總體上展開規(guī)劃，獲取更為實用的施工方案。

第二，各主體、各部門全面審核圖紙，及時發(fā)現(xiàn)圖紙中的不合理之處并進行調(diào)整，尤其需審核懸臂掛籃技術流程、參數(shù)等的合理性。

第三，考慮后續(xù)施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量、安全問題，制定預防與控制措施，針對一些特殊問題，制定應急預案，以保障突發(fā)情況下能快速啟動預案。

第四，做好崗前培訓，向施工人員傳授懸臂掛籃施工工藝，使其熟悉技術流程及操作要求。

第五，檢驗進場材料及設備，保障材料、設備等無質(zhì)量問題。

3.2 掛籃制作與安裝

掛籃制作和安裝時，有關人員需要嚴格執(zhí)行操作要求，把握圖紙細節(jié)。掛籃制作主要需保持掛籃主承重架、模板結構質(zhì)量，使掛籃正常受力。由專業(yè)人員來制作掛籃，參考相應圖紙、施工規(guī)范來加工與制造掛籃，考慮掛籃結構的安全性。

掛籃的焊接作業(yè)必須選擇恰當?shù)暮附庸に嚕蕴岣呓Y構強度。當焊接作業(yè)完成后，施工人員還需在焊接部位噴涂防銹劑，以免掛籃有生銹現(xiàn)象。加工與制作結束后，有關人員需進行質(zhì)量驗收，無異常后開始拼裝。拼裝時除了需做好定位工作，保障掛籃結構的正確性，還需要遵循相應的標準鋪設枕木，使橋梁懸臂部位掛籃受力平衡、穩(wěn)定，以免掛籃脫落引發(fā)安全事故[2]。

基礎施工結束后，相關人員還需利用M20砂漿在枕木位置進行找平施工，按照項目中的掛籃行走軌跡，安裝錨固結構，以增強掛籃結構性能。

3.3 掛籃前移

懸臂掛籃施工作業(yè)中，掛籃前移為關鍵步驟。為順利完成掛籃前移，相關人員需率先進行注漿作業(yè)，同步完成各項準備工作，必要情況下安裝保險裝置，此后調(diào)整局部結構，創(chuàng)造前移條件。注漿操作后，施工人員應參考圖紙要求安裝軌道結構，此過程中需執(zhí)行安全性與固定性標準，以增強掛籃結構的整體穩(wěn)定性。

軌道上則需設置固定錨點，再涂抹適量的黃油，保持掛籃平滑移動，預防掛籃卡滯。相關人員還需根據(jù)橋梁結構特點，適當調(diào)整底部與外模板的高度，及時拆除吊桿。掛籃前移的復雜性較高，主要需注意以下3方面。

3.3.1 移籃準備

在原有基礎上前移軌道，移動距離為待澆下一段梁段長度。主桁兩側需安裝千斤頂移籃專用設備，移動掛籃時施工人員需科學控制設備參數(shù)，以實現(xiàn)精確移動。主桁尾部應布設手拉葫蘆，從實際出發(fā)控制掛籃行程，合理安裝軌道，并完成錨固作業(yè)，為掛籃移動創(chuàng)造良好條件。隨時關注橋面、底板預留孔位的具體情況，當鋼絲繩、手拉葫蘆等部件的狀態(tài)正常時，方可進入后續(xù)環(huán)節(jié)[3]。

3.3.2 轉換受力

此環(huán)節(jié)的操作中，相關人員需執(zhí)行作業(yè)規(guī)范，科學安裝行走小車、行走吊桿。拆除底籃總成、內(nèi)外滑梁總成，將底籃與橋吊桿相連，并需做好加固處理。各模板與已澆筑成型的混凝土塊應完全脫離，為掛籃向前移動創(chuàng)造安全條件，避免掛籃前移時碰觸其他部件引發(fā)安全事故。行走吊桿位置需安裝保護設施，以提高掛籃移動的安全性與穩(wěn)定性，方便轉換受力條件。

3.3.3 移動掛籃

移籃之前，應由專人檢查吊帶、吊桿等設備、部件的受力狀態(tài)或者所處位置，調(diào)整作業(yè)方式。現(xiàn)場的一切操作作業(yè)都需要聽從指揮，不得盲目操作。移動掛籃時應始終保持勻速、平移、同步狀態(tài)。為預防移動偏差，施工人員應通過吊垂球、經(jīng)緯儀測量等方式，獲取移動數(shù)據(jù)并與設計要求相對比，如存在偏差，則需利用千斤頂完成糾偏。

3.4 澆筑混凝土

當掛籃前移結束后，需進入混凝土的澆筑環(huán)節(jié)。澆筑之前各施工人員需全面掌握澆筑工藝，熟悉技術標準。現(xiàn)場澆筑時，相關人員需提前了解澆筑要求，根據(jù)需求調(diào)整掛籃結構，始終保持掛籃結構的穩(wěn)固性。根據(jù)大量的施工經(jīng)驗，混凝土澆筑時主要需做好以下工作。

3.4.1 檢查材料及設備

澆筑前由專人檢查各種材料及設備，以保障設備及材料能與施工要求相一致。一旦發(fā)現(xiàn)設備及材料的質(zhì)量缺陷，必須立即更換新設備、新材料。如需檢查連接件、鋼筋等材料，使材料的性能參數(shù)達到標準。

3.4.2 澆筑要科學

圍繞混凝土成型要求，科學調(diào)整混凝土澆筑速度、高度。澆筑期間應避免混凝土過早凝結或者流動性過大，必要情況下可以在外部覆蓋塑料薄膜。面臨高溫季節(jié)施工時，則需澆水降溫。

混凝土以泵送方式來輸送，嚴格控制混凝土坍落度，使坍落度在14～18 cm。有關人員需密切關注混凝土運送、溫度、澆筑速度等情況，控制坍落度。澆筑施工前相關人員需檢查掛籃中線、底模標高，在核對無誤以后才可正式澆筑。如混凝土澆筑存在時間差異，可能導致新、舊裂縫，為保障結構成型效果，必須完成掛籃前段混凝土作業(yè)。

澆筑前還需在波紋管中插入硬塑管，使其充當襯填，以免澆筑混凝土時管道被壓扁。施工期間可能出現(xiàn)受拉裂縫，為妥善預防此問題，提前在跨中截面粘貼鋼板，加固結構。在橫系梁與拱片連接位置，出現(xiàn)豎向裂縫的概率較高，需通過粘貼角鋼來改善受力。

掛籃懸澆作業(yè)中，由于本項目的結構體系龐大，相關人員需利用1對掛籃以左右對稱的方式進行澆筑。梁段混凝土澆筑需以掛籃底板前端作為起點。一旦腹板混凝土澆筑厚度過大，達到0.4 m以上，則需要采取分層澆筑工藝，如澆筑厚度較小，應一次澆筑成型[4]。如混凝土下落高度超2 m，需設置導管輔助混凝土澆筑，以免直接澆筑引起離析問題。本項目中的混凝土澆筑應遵循表1要求。

3.4.3 按照標準進行振搗

澆筑作業(yè)期間，每一梁段的澆筑均需遵循連續(xù)性標準，以預防施工冷風，增強梁體強度、穩(wěn)定性。澆筑時利用振搗棒進行振搗，保持混凝土的密實度，以免出現(xiàn)氣泡。振搗應緩慢進行，避免振搗速度過快而導致混凝土分層、空洞，嚴禁振搗時觸碰鋼筋、模板。

3.5 掛籃預壓試驗

掛籃預壓試驗工作的本質(zhì)就是要檢查掛籃的承載力，以及其內(nèi)部結構，如一旦掛籃承載力達不到要求或者內(nèi)部結構不合理，將影響后續(xù)施工，無法達到懸臂掛籃施工目標。因此，施工期間應由專人負責掛籃預壓試驗。

第一，試驗分析主體架構的受力特征、結構部件構成、結構參數(shù)，通過計算來檢驗其承載力。

第二，掛籃預壓試驗，應借助計算機軟件模擬現(xiàn)場情況，依據(jù)模擬過程及結果分析各結構部件的變形可能性，如存在結構變形現(xiàn)象，鎖定變形位置、變形量，將變形結果與標準情況相對比，分析其是否處于安全范圍，如變形量過大，則需要適當調(diào)整相應參數(shù)[5]。

第三，安裝好掛籃前支點后，相關人員應利用混凝土實現(xiàn)掛籃預壓試驗。每次試驗之前，相關人員都需要從實際出發(fā)制定試驗方案，一旦試驗過程中發(fā)生異常情況，則需要調(diào)整相應的參數(shù)或者施工措施。

第四，由專業(yè)技術人員密切關注試驗過程，并記錄相應數(shù)據(jù)，一旦存在重大安全風險，則需要與其他崗位人員協(xié)商，優(yōu)化施工措施，以增強作業(yè)安全性。

3.6 預應力施工

懸臂掛籃施工時，預應力張拉施工為關鍵步驟，具體的施工作業(yè)期間應嚴格遵循設計圖紙，以規(guī)范預應力張拉操作。在預應力張拉期間專業(yè)人員需監(jiān)管施工全過程，如發(fā)生異常情況，則需要制定優(yōu)化措施。比如，主橋箱梁掛籃懸澆作業(yè)中，混凝土強度應達設計強度的90%。從箱梁腹板位置開展橫向張拉，當橫向張拉操作結束后，再由專人負責縱向張拉，最后開展豎向張拉。預應力施工時除了需把握作業(yè)時機，還需要控制預應力大小。

3.7 封錨與壓漿

張拉操作結束后，則進入孔道壓漿環(huán)節(jié)。通過規(guī)范的封錨與壓漿操作，基本能避免預應力張拉滑絲、預應力筋腐蝕等現(xiàn)象，達到橋梁耐久性要求。封錨、壓漿施工有嚴格的技術標準，主要體現(xiàn)在以下4方面。

第一，曲線、豎向孔道壓漿，需以最低壓漿孔作為起點進行壓入，此后從最高排氣孔進行排氣、泌水。水平、曲線孔道壓漿時，主要需嚴格控制壓力，保持在0.5～0.7 MPa。豎向孔道壓漿時，壓力略低，保持在0.3～0.4 MPa。

第二，孔道另一端水泥漿液飽滿，且能從排氣孔排出，排出速度與流動速度完全相同時，不再繼續(xù)壓漿，此時需立即關閉出漿口，但此時需穩(wěn)壓3～5 min，此時間段內(nèi)壓力控制在0.5 MPa上下。

第三，如存在多余的鋼絞線、精軋螺紋鋼筋，則需及時拆除，以免外部暴露長度過長。

第四，封錨時應選擇與結構強度完全相同的混凝土材料，嚴格控制封錨后的梁體長度。

3.8 合攏和體系轉換

連續(xù)梁、轉換系統(tǒng)中，為順利完成合攏操作，有關人員需展開前期的受力分析，從保持受力平衡的角度優(yōu)化作業(yè)參數(shù)，以形成更為穩(wěn)固的結構體系。設計連續(xù)梁時，應重點關注負彎矩筋，將其用在局部結構體系中，以增強連續(xù)梁段的性能。在懸臂掛籃技術下不同T梁負彎矩結構經(jīng)常在應激條件下，將這些結構、尺寸等不同的T梁進行合攏，可符合橋梁結構下的彎矩要求。但此轉換過程中，應嚴格按照每邊跨、每次邊跨、中跨梁的施工順序。次邊跨梁與中跨梁合攏施工與邊跨施工操作步驟、要求高度一致，但需要注意的是，中跨合攏位置并不完全固定，受溫度影響較大，有關人員需關注溫度情況，以把握位置精度。

3.9 拆除與撓度控制

拆除與撓度控制為最終環(huán)節(jié)，拆除時需將掛籃置于平整地面，連接掛籃上部結構部件，此后再陸續(xù)拆除，以免拆除時掛籃受力不均出現(xiàn)變形現(xiàn)象。為準確控制撓度，有關人員需控制每一梁段的高程值，并依照要求設置模板，將撓度變化控制在正常標準。在一系列施工因素影響下，撓度往往會發(fā)生一定的變化，為將變化值控制在允許范圍內(nèi)，施工人員需經(jīng)常性檢查懸臂撓度，隨時就相關異常情況制定解決措施。

4 結束語

現(xiàn)階段的橋梁工程中懸臂掛籃技術廣受關注。為提高懸臂掛籃施工效果，相關人員需嚴格遵循技術規(guī)范，科學處理施工問題。未來的橋梁工程建設中，相關人員需持續(xù)優(yōu)化懸臂掛籃施工工藝。

參考文獻

[1] 韓浩.準朔鐵路黃浦川特大橋懸臂掛籃施工技術探析[J].江西建材，2022（11）：255-256.

[2] 李芝樹，劉福江，王建軍，等.大跨度預應力連續(xù)箱梁橋懸臂掛籃施工技術研究[J].工程質(zhì)量，2022，40（11）：47-52.

[3] 呂金煥.高墩大跨連續(xù)剛構橋懸臂掛籃施工技術[J].工程機械與維修，2022（5）：105-107.

[4] 林旭杰.三角形懸臂掛籃技術在橋梁施工中的應用[J].中國住宅設施，2022（8）：130-132.

[5] 王韶霞.橋梁懸臂現(xiàn)澆掛籃施工技術分析[J].四川建材，2022， 48（8）：144-145.

收稿日期：2024-05-10

作者簡介：余萬清（1982—），男，貴州貴陽人，本科，工程師，研究方向：橋梁與道路工程。