橋梁工程中掛籃施工的應用

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摘要：掛籃施工是當代橋梁建設最常用的施工技術方法，對橋梁建設質量至關重要。因為橋梁工程具有特殊性，橋型不同，其構件強度、剛度、穩定性、裂縫與構造技術指標也不相同，橋梁工程設計中施工方法、工序和所對應的配套設施也各具差異。目前，在掛籃施工作業中，必須科學建模，規范施工工藝，做好現澆段作業，從而有效加固橋梁結構，維護橋梁工程的安全性。文章將舉例分析掛籃施工在橋梁工程中的應用方案，希望能為橋梁施工作業提供參考與借鑒。

關鍵詞：掛籃施工；橋梁工程；應用

橋梁工程建設中經常使用的掛籃施工法又名懸臂灌注法，該技術方法具備結構輕巧、工藝簡單、便于移動、剛度良好、無壓重、變形小和整體結構良好等優勢，因此能夠有效提高橋梁的安全性與耐久性。本文將簡單論述掛籃施工在橋梁工程建設中的應用價值，并從實施科學建模、做好現澆段作業、優化臨時固結工藝、規范預應力施工等四個方面舉例分析掛籃施工在橋梁工程中的應用方案。

1掛籃施工在橋梁工程建設中的應用價值

在大中型橋梁工程建設中，最常用的掛籃施工法有兩種，分別是平衡懸臂澆筑施工法、懸臂拼裝施工法，前者主要應用于特大型橋梁工程建設中，該方法對于每個“T”型階段的橋梁均會采取掛籃對稱式混凝土澆筑技術。從發展視角來看，當代橋梁工程掛籃結構均轉變為輕型兼重載型掛籃結構。調查研究表明，有兩個指標對掛籃設計的影響至關重要，第一個指標是掛籃結構的總重量和橋梁結構塊件（最重的塊件）的比值（該比值用英文字母K表示），第二個指標是主桁架所用鋼材的總重量和橋梁結構塊件（最重的塊件）的比值（該比值用英文字母KZ表示）。掛籃結構設計方案越合理，K的數值越小；掛籃結構的承重構件受力設計越合理，越節省材料，KZ的數值越小。就拿某鐵路的大橋工程為例，該橋梁工程設計方案是結合當地地質狀況和氣候因素所設計的自錨式三角掛籃結構，其K值是0.431。該掛籃結構有四大優點：第一，橋梁結構穩固可靠，安全性良好，整體構造簡潔，受力分布合理。第二，橋梁掛籃結構外模和內模相結合，能夠實現整體移動目標，進而節省了大量組裝模板的時間。第三，適用性廣泛，能夠應用于不同寬度、幅度、跨度和梁高建設中，掛籃行走效率高，便于施工，能夠去掉自配重構件，減輕施工荷載與施工自重。第四，預應力筋能夠在不同位置靈活實現不同變化與調整，從而有效降低橋梁工程施工成本，簡化施工流程。后期能夠一次拆除掛籃結構外側模與底模，便于開展梁合攏段施工作業。懸臂拼裝施工法有五大優點：第一，占用面積較小，影響范圍小，施工過程中采用逐段澆筑模式，施工效率極高。第二，能夠精確控制偏差與施工梁段的標高，便于糾正誤差，控制橋梁線性結構，維護橋梁整體弧形的美感。第三，施工過程中所需要的機械設備減少，無須搭設大量的支架，能夠節約大量的物力成本和人力成本。第四，便于在海上、山谷和深水域施工，安全性良好。第五，工序簡單，重復性高，各梁段施工作業相同，便于施工技術人員掌握。

2掛籃施工在橋梁工程中的應用方案

2.1實施科學建模

發揮掛籃施工在橋梁工程建設中的應用價值，提高橋梁建設質量，首先要科學建模，做好建模計算工作。需要注意的是，懸臂掛籃結構屬于一種承重結構，在施工過程中，該結構能沿著橋梁頂一直向前滾動或者滑動。通常，完成前一個梁段施工作業后，掛籃會繼續向前滾動或者滑動，此時，后側錨固端能夠固定在前一個梁段中，與此同時，為掛籃的前側結構組裝下一個梁段的鋼筋、模板、預應力管道、預應力筋和混凝土澆筑設施以及孔道灌漿設備。然后，要逐步完成混凝土澆筑作業與孔道灌漿作業，接著進行梁段循環作業直到懸灌梁合攏為止。其次，在建模過程中，應精確計算梁段掛籃自重、模板自重、混凝土自重與施工荷載。一般來講，掛籃自重＝橋架重＋模板重（內模＋外模），掛籃的重量和懸澆塊的重量比值不能大于0.5。在計算梁段和混凝土自重的過程中，應全面統計兩端重量與長度，以下數據就是某橋梁重量與長度參數：梁段編號：2；兩端重量：107.6t；梁段長度：3m。梁段編號：3；兩端重量：102.3t；梁段長度：3m。梁段編號：4；兩端重量：97.2t；梁段長度：3m。梁段編號：5；兩端重量：92.5t；梁段長度：3m。梁段編號：6；兩端重量：109.7t；梁段長度：3.75m。梁段編號：7；兩端重量：104.0t；梁段長度：3.75m。梁段編號：8；兩端重量：99.1t；梁段長度：3.75m。梁段編號：9；兩端重量：95.1t；梁段長度：3.75m。梁段編號：10；兩端重量：92.2t；梁段長度：3.75m。梁段編號：11；兩端重量：90.6t；梁段長度：3.75m。此外，要準確收集梁段各類數據，以下數據就是某橋梁掛籃施工中5號梁段的各類數據，該梁段最重，體積最大。5號梁段的階段長是3.75m，底板體積是12.59m3，腹板體積是15.72m3，頂板體積是7.6m3，翼緣板體積是6.3m3，合計42.21m3；底板重量是327.34kN，腹板重量是408.72kN，頂板重量是197.6kN，翼緣板重量是163.8kN，合計1097kN。另一方面，據調查了解，當施工振搗荷載為4kN/m2效果頗佳，對于人群與施工荷載，應按照《公路橋涵設計通用規范》控制為1.5kN/m2。除此之外，必須精確構建有限元驗算模型，在該建模過程中，應正確運用有限元計算軟件和有限元方法，制定三角式懸臂掛籃結構MIDAS模型。與此同時，要準確計算錨固安全參數和構件穩定參數。

2.2做好現澆段作業

在現澆段作業中，必須加固橋梁混凝土結構，做好混凝土澆筑作業。需要注意的是，水泥對橋梁混凝土強度的影響不容忽視。從化學角度來看，不少水泥本身的穩定性偏低，這是因為水泥內部的游離氧化鈣含量超標，其水化速度較慢，在硬化后會持續發揮水化作用，嚴重影響已經硬化的水泥結構，削弱了混凝土的抗壓能力。而且，水泥的水化導熱與收縮度也都比較高，這樣會導致混凝土面層在后期很容易出現裂縫。再次，如果混凝土內部的有機物與含泥量指數超標，就會降低混凝土的密度，致使混凝土在初步施工結束后就出現裂縫。需要注意的是，在確保混凝土原料合格的前提下，必須科學控制混凝土的配置比例，如果比例參數缺乏合理性，即使混凝土原料質量達標，也依然無法保證混凝土結構的整體性能與質量。此外，應科學處理混凝土結構裂縫問題，做好多方面的應對工作，根據當地地質環境、溫度與濕度制定最佳施工方案，如果施工環境發生變化，特別是出現溫度與適度變化，就必須立刻采取應對策略。施工管理人員應及時了解天氣預報，并根據預報信息科學調整施工方案。如果外在施工環境溫度偏低，就要控制好混凝土的入模溫度，選用隔離保溫材料制作而成的模具。同時，要為混凝土加入足量的抗凍劑，以此避免混凝土在低溫條件下出現張裂。如果工期緊張，就需要添加優質外加劑，這樣能確保混凝土結構的凝固效果。其次，要控制好混凝土結構層內部的白灰含量，提高白灰集料的壓實度，依次按照標準工序進行施工。而且，要做好混凝土結構基層的整形碾壓工作。再次，要著重優化混凝土澆筑工藝，合理界定澆筑標高與軸線，使混凝土澆筑重量與方案中的預計重量相符，控制好澆筑后的容重，確保混凝土澆筑固結強度與彈性模量符合標準要求。另外，要按照標準順序做好邊跨現澆段作業，其施工順序如下：做好基礎處理，實施支架施工，做好支架預壓；安裝底模，固定外側模板，組織底板與腹板，做好鋼筋綁扎作業；準確定位波紋管組裝位置，沖洗底模，綁扎頂板鋼筋；安裝錨墊板，固定端頭模板，實施模板加固；安裝預埋件，澆筑混凝土結構，實施養生，依次做好張拉、壓漿和拆模作業。

2.3優化臨時固結工藝

做好臨時固結作業能夠控制受風荷載，承受支點反力，避免因一端的混凝土墜落和掛籃傾覆所滋生的彎矩問題。在具體施工過程中，應根據施工現場狀況和施工圖紙制定固結方案，搭建好臨時支座，一般情況下，臨時支座不能少于兩個。同時，要在距離墩柱邊緣2.1m的地方固定兩根鋼管混凝土柱充當臨時支撐，鋼管直徑不能小于80cm，壁厚不得小于1cm。完成合攏段施工作業后，應逐步拆除臨時固結體系，全面鑿除支座混凝土，拆除腹板，清理所遺留的污物。

2.4規范預應力施工

在預應力施工作業中，首先要精選預應力管道，目前，最常用的預應力管道是塑料波紋管，其型號、技術要求、檢驗規則、試驗方法、包裝運輸與存儲保管均需嚴格參考《預應力混凝止橋梁用塑料波紋管》（JT/T529—2016）。所選用的塑料波紋管外觀須光滑，結構必須完整，色澤應均勻，如果發現其內外壁存在破裂、氣泡和劃傷問題，就要立刻進行修復，對于無法修復的塑料波紋管，應及時更換。其次，塑料波紋管的環縱向剛度不得小于6kPa，柔韌性與抗沖擊性應良好。在組裝預應力波紋管的過程中，應按照標準圖紙與坐標進行安裝，做好普通箍筋的焊接工作，初步安裝完預應力波紋管后，應依次組裝懸臂兩端的螺旋箍筋和錨墊板以及壓漿排漿管。需要注意的是，在組裝壓漿排漿管的過程中，要將其安裝在梁體的最頂面，同時，將壓漿排漿孔設計在預應力波紋管的最高位置。

3結語

綜上所述，發揮掛籃技術在橋梁工程施工中的應用價值，延長橋梁工程使用壽命，橋梁設計師應做好建模工作，為橋梁施工作業提供準確的參考依據；施工技術人員應注意做好現澆段作業，優化臨時固結工藝，規范預應力施工流程，從而全面提高施工質量。

參考文獻

[1]李剛.連續梁掛籃施工在鐵路橋梁建設中的應用探究[J].中國標準化，2019（22）：59-60.

[2]王長軍.橋梁工程中的懸臂掛籃施工工藝研究[J].交通世界，2019（27）：102-103.

作者：宗慶東 單位：中交四公局第八分公司