大跨度橋梁現澆連續梁掛籃施工研究

摘 要：現澆連續梁掛籃施工技術作為一種高效、快速施工方法，在大跨度橋梁工程中具有重要應用價值。基于此，深入研究和探討大跨度橋梁現澆連續梁掛籃施工技術，結合晉陽高速改擴建項目實際情況，分析關鍵技術并提出優化建議，為大跨度橋梁施工提供有效技術支持和參考，促進城市交通建設的發展和提升。

關鍵詞：大跨度橋梁；橋梁現澆；連續梁掛籃施工

中圖分類號：TU74" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2025）01-0023-03

1 現澆連續梁掛籃施工技術分析

掛籃施工技術有眾多優勢，具體有以下6點：①與其他施工方法相比，掛籃施工對環境影響相對較小，特別是對于位于環境敏感地區的橋梁建設項目。②掛籃技術施工精度高，可確保連續梁施工規格精確。③掛籃結構以其優異的安全性能而聞名，施工過程在受控環境中進行，最大限度地降低對工人風險，減少施工過程中發生事故的可能性。④連續梁澆筑過程，包括在掛籃內模板中澆筑混凝土，需要精度和專業知識，以確保梁滿足設計要求。⑤掛籃懸臂操作包括將模板和施工材料延伸到橋的支撐物之外，允許建造大跨度梁，而不需要額外支撐結構。⑥掛籃用途廣泛，可容納包括直線和封閉段各種梁段施工。這種靈活性允許根據橋設計要求進行定制，預應力經常應用于連續梁，以提高其強度和耐久性。通過對鋼筋施加張力，使梁更好地承受荷載和應力[1]。

2 晉陽高速改擴建項目概況

晉陽高速公路改擴建工程是一項重要基礎設施工程，是國家公路網規劃重要組成部分，其主要目標是提高現有道路交通能力和服務質量。本項目包括沿高速公路建設幾座大跨度橋梁，最大跨度可達80 m。這些大跨度的橋梁需要穿越河流、山谷等自然障礙。巨大結構的建設十分具有挑戰性，需要先進施工技術和技術。建造跨度達80 m的大跨度橋梁提出一系列挑戰，包括結構穩定性、材料選擇、施工方法和安全考慮。

鑒于本工程中大跨度橋梁復雜性和規模，掛籃施工技術的應用至關重要。掛籃技術具有對環境影響小、施工精度高、安全性能好、施工方法多功能性等優點。本工程采用掛籃技術，可在滿足橋梁具體設計要求同時，提高施工效率和安全性。晉陽高速公路改擴建項目中掛籃施工技術實施，為橋梁建設領域的進一步研發提供機遇。通過研究和應用創新施工方法，該項目將有助于提高施工技術和行業的最佳實踐。

3 關鍵技術研究

3.1 連續剛構0#塊施工

0#砌塊的施工是大跨度橋梁工程連續剛性結構重要組成部分，作為連續梁起始截面，對保證整個梁結構穩定性和結構完整性起著至關重要的作用。0#砌塊施工中任何誤差都會對橋梁整體性能和安全產生重大影響。在0#砌塊施工中采用預應力法，旨在消除掛籃撓度，確保混凝土的精確澆筑。預應力結構有助于抵消澆筑過程中任何潛在的變形或運動，從而形成更穩定和更準確的砌塊。通過優化0#砌塊施工混凝土配合比，可提高混凝土早期強度。提高混凝土早期強度，有利于加快凝固養護，縮短整體工期。良好優化的配合比可成就更高的質量和更高效施工過程。包括提高砌塊穩定性和準確性，減少變形或錯誤風險，提高混凝土的早期強度以及縮短施工時間線，有助于連續剛性結構更可靠和高效的施工過程[2]。

預應力筋張拉力根據設計要求和橋梁的荷載條件確定，以確保在澆筑混凝土后能有效抵消梁體的撓度，需在張拉力達到500 t或更高。混凝土配合比由混凝土強度、耐久性和工作性等參數決定，C50混凝土配合比為水泥：粉煤灰：水：砂：碎石：減水劑：鋼纖維=1：0.14：0.36：2.02：2.23：0.014：0.14（質量比）。混凝土的早期強度需要在24 h內達到設計強度的60%以上，以允許快速進行后續施工步驟。根據環境溫度和混凝土類型，需要至少7 d的養護時間，以確保混凝土達到足夠強度和穩定性。0#砌塊的尺寸會根據橋梁跨度和設計要求確定，長9 m，高5 m，梁面寬12.5 m，底板寬為7 m。根據具體工程設計、規范和環境條件進行調整，以確保0#砌塊的施工質量和整個橋梁的安全性。

3.2 掛籃懸臂施工

懸籃懸臂施工是橋梁建設工程中關鍵和具有挑戰性方面，特別是對于大跨度橋梁。由于掛籃懸臂施工的復雜性和挑戰性，被認為是本工程關鍵階段。需對掛籃上載荷移動和分布進行精確控制，以確保整個結構的安全和穩定。為掌握掛籃懸臂結構的穩定，使用全站儀是必不可少的。該設備使工程師和施工團隊能夠在懸臂梁施工過程中準確地測量和監控掛籃運動和定位。采用高精度測量設備和先進的控制系統，主要目的是有效控制掛籃懸臂施工過程中梁體線性對準和偏轉。通過在設計規范中確定關鍵參數，施工時就能確保橋梁的結構完整性和性能[3]。

根據橋梁設計和規模，掛籃需承載數百甚至數千噸的建筑材料，施工項目中，掛籃平均載荷在500～1 000 t。懸臂梁長度可達到幾十米到幾百米，為確保橋梁結構精度，掛籃定位誤差一般需控制在毫米級別，借助高精度激光測距儀、全球定位系統（GPS）等設備進行精確測量。通過計算機控制系統，能實時監測掛籃的微小移動，其位移變化范圍在0.1～1 mm。懸臂施工過程可分為多個階段，包括預應力、混凝土澆筑、應力釋放等環節。在施工過程中，所有操作的安全系數通常需要保持在1.5以上，以確保在極端條件下的結構安全。本次工程懸臂梁的總長度達到250 m，在施工過程中，掛籃的行走速度不應大于0.1 m/min，中線偏差不應大于5 mm，后端應有穩定的保護措施，以確保橋梁的精確對齊和結構穩定性。使用先進的技術，如高精度的激光測距儀，其測量精度可以達到±0.1 mm。通過計算機控制系統，走行系統由軌道、鋼枕、前后支座等部件構成。軌道采用2工25b及12 mm鋼板焊接成“工”型斷面，腹板外側的豎向預應力筋通過連接器接長，然后通過錨軌扁擔將軌道錨固。

軌道長度分為4 m、3 m和1.5 m3種規格。前后支座各有兩個，前支座位于軌道頂面，并在軌道頂面涂抹一層黃油。后支座以勾板形式沿軌道下緣滑動，無需增設平衡重，通過手動倒鏈牽引前支座，實現整個掛籃的前移。前支座承受較大壓力，因此在支座下方設置4根墊枕。后支座承受較大拉力，軌道與豎向預應力筋的連接必須穩定可靠。

在預應力階段，需按照施工總重量靜荷載的1.2倍+動荷載的1.4倍計算預壓荷載，需對橋梁0號段施加2 600 kN的預應力，0#號塊6個，每個206 m3，其余現澆段混凝土合計重量5 614 m3。在應力釋放階段，需要精確控制應力變化，以防止結構損壞。施工過程中，所有設計和操作的安全系數必須保持在1.5以上，這意味著即使在極端天氣或意外荷載下，橋梁也能保持安全，如果設計荷載為1 000 t，實際安全承載能力將達到1 500 t，以確保施工過程中的萬無一失。

3.3 邊跨直線段施工

構建線性截面主要重點是實現所需梁體的直線度和對稱性，以滿足設計要求并保持結構穩定性。為達到梁體直線度和對稱性，精細的施工組織是必要的，包括細致規劃、協調和執行施工活動，以保持梁結構完整性和確保精確的對齊。嚴格過程管理是保證直線段施工的質量和準確性的關鍵。通過實施嚴格質量控制措施，遵守施工標準，并定期檢查，施工團隊可有效地監測和管理施工過程，以保持所需的梁線性狀態。對施工過程持續監測對于確保梁體在整個懸臂梁過程中保持良好線性狀態至關重要。這涉及使用監測設備、目視檢查和定期評估，以識別和解決任何偏離預期直線度和對稱性的梁。質量保證措施，如材料測試、質量控制檢查和遵守工程規范，在施工過程中保持梁體直線度和對稱性起著至關重要的作用。通過遵循嚴格的質量保證協議，施工時可確保橋梁結構完整性和對齊性。

在工程中，梁體直線度會有允許的公差范圍，要求梁體在100 m長度內不能超過5 mm的偏差。對稱性檢查使用精密測量工具，如激光測距儀，檢查梁體的兩側是否完全對稱，對稱誤差需要控制在毫米級別。在關鍵施工階段，如澆筑混凝土或安裝預應力束后，需每天或每班次進行一次直線度檢查。混凝土和鋼筋等關鍵材料需要進行強度測試，確保其性能滿足設計要求，混凝土立方體抗壓強度需達到50 MPa或更高。質量控制檢查包括定期第三方檢查，以驗證內部質量控制措施的有效性。有施工活動必須嚴格遵循當地的建筑規范和國際標準，施工過程中還應考慮到環境因素對直線度和對稱性的影響。

3.4 合攏段施工

封閉段是橋梁施工過程中最后環節，對決定橋梁結構的整體穩定性和性能至關重要。必須確保封閉部分與其他橋梁部件無縫集成，以實現均勻和結構良好完成。為實現區段的無縫、精確閉合，采用先進閉合技術。這些技術的重點是確保各部分準確對齊和連接，以盡量減少結構中任何間隙或不規則性。精確的關閉技術包括細致規劃、協調和執行關閉過程，以達到完美配合。溫度控制在封閉段的施工中起著重要作用，避免由于溫度變化而引起的梁體內應力集中。通過在關閉過程中仔細監測和控制溫度，施工團隊可防止由于熱膨脹或收縮導致變形、開裂或其他結構問題。在溫度控制下，精確閉合技術目標是實現閉合段與橋梁結構其余部分的無縫對接。這確保區段之間均勻和連續過渡，最大限度地減少橋上任何不連續或潛在的弱點。采用精確閉合技術和溫度控制關鍵目標之一是防止梁體中應力集中作用，隨著時間的推移，應力集中會導致結構弱點、疲勞或失效。通過確保無縫和良好控制關閉過程，可減輕應力集中問題，提高橋梁整體穩定性和耐久性。

在高精度的施工中，閉合段對接誤差通常要求控制在毫米級別，需將對接誤差控制在扣除橫坡不得大于2.5 cm，橫向偏差不得大于1.5 cm，以確保結構穩定。施工團隊會根據橋梁材料的熱膨脹系數確定施工的溫度窗口，對于混凝土橋梁，需在溫度變化±10°C的范圍內進行閉合操作，以防止因溫度變化引起結構變形。在閉合過程中，會使用應力傳感器實時監測梁體內應力變化。如果應力超過預設安全閾值（如1 m3不超過500 N），則需要調整閉合策略或采取緩解措施。在關鍵閉合階段，需每小時或更頻繁地進行一次結構檢查和數據記錄，以確保過程的精確控制。使用閉合材料如焊接材料或連接件，需經過嚴格的性能測試，確保在預期使用條件下具有足夠強度和耐久性。對于預應力混凝土橋梁，需通過精確調整預應力平衡閉合過程中應力，確保結構的長期穩定性。

3.5 預應力施工

在大跨度橋梁中，預應力有助于抵消橋梁在其使用壽命期間承擔的拉應力，提高其承載能力和耐久性。在預應力施工中使用先進的工藝和技術，包括預應力筋的布置、張拉以及灌漿等步驟，可確保結構的穩定性。這種設備允許對鋼筋進行精確和均勻的張拉，確保它們有效地抵消作用在橋上的力，并有助于其穩定性。采用精確應力監測系統，持續監測預應力筋中的應力水平。通過監測應力水平，施工團隊可確保鋼筋束被充分拉伸，并保持所需預應力水平，以承受施加在橋上的負荷。

使用先進設備和監測系統的目標是實現預應力筋均勻有效張力。均勻張力是確保預應力均勻分布，最大限度地減少應力集中和變形。預應力結構通過在結構中引入壓縮力抵消梁在負載作用下變形。這種預壓縮抵消拉伸應力，否則將導致偏轉和變形的橋梁，提高其穩定性和減少長期維護需求。通過在預應力施工中采用先進設備、精確的監測系統和精確張緊技術，工程師和施工團隊可確保受力的均勻分配、最佳結構性能和橋梁的長期安全。通常，預應力筋的應力范圍在600～1 000 MPa，具體取決于材料類型和設計要求，這個應力水平是在無荷載狀態下施加，以確保在荷載作用下能有效抵消拉應力。

在張拉過程中，設定控制應力值，70%的極限拉伸強度。當張拉力達到這個值時，表明預應力筋已充分拉伸。預應力施工中需要考慮預應力損失，由于混凝土收縮、松弛效應、錨固損失等因素引起，損失值通常在10%～20%。預應力筋預應力通常在500～1 000 t，這取決于橋梁的尺寸和設計要求，將通過預應力筋傳遞到混凝土中，產生所需預壓縮力。在施工過程中，應力監測通常每小時進行一次，直到張拉過程完成，在關鍵施工階段（如混凝土澆筑后、脫模后）以及橋梁使用期間定期進行監測。

4 結束語

大跨度橋梁現澆連續梁掛籃施工是一項復雜而重要工程，需要結合具體項目特點和要求進行技術分析和研究。通過對晉陽高速改擴建項目的概況介紹和關鍵技術研究，可為類似工程提供參考和指導。在施工中，應注重連續剛構、掛籃懸臂、邊跨直線段、合攏段和預應力等關鍵技術的應用和優化，確保工程質量和安全。

參考文獻

[1] 賈熙丁.大跨度橋梁現澆連續梁掛籃施工研究[J].廣東交通職業技術學院學報，2023，22（3）：30-34.

[2] 韋蘇斌.大跨度連續梁橋掛籃懸臂澆筑設計及施工技術研究[J].企業科技與發展，2023（10）：62-65.

[3] 袁武.鐵路橋梁工程中的大跨度現澆連續梁施工技術[J].四川建材，2023，49（4）：186-188.

收稿日期：2024-06-20

作者簡介：白銀山（1990—），男，山西陽泉人，工程師，研究方向：橋隧。