掛籃技術(shù)在橋梁施工工程中的應(yīng)用探析

郭武民

摘要：在橋梁工程的施工當(dāng)中，經(jīng)常把掛籃當(dāng)做移動(dòng)的模板支架，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋、綁扎鋼筋和進(jìn)行橋梁混凝土的灌注都是在掛籃當(dāng)中進(jìn)行，這就是懸臂掛籃技術(shù)。本文首先對(duì)懸臂掛籃技術(shù)進(jìn)行了理論上的介紹和分析，然后結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，來(lái)探討掛籃技術(shù)在橋梁施工工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：橋梁工程；掛籃技術(shù)；施工；

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1、緒論

橋梁掛籃施工當(dāng)中的主要設(shè)備是掛籃，這是一個(gè)能夠移動(dòng)的模板支架，沿著固定的軌道行走，通過(guò)掛在已經(jīng)完成的懸臂橋梁的梁段上，方便進(jìn)行橋梁下一階段的施工，循環(huán)往復(fù)直至橋梁整個(gè)梁段的施工完成。在這項(xiàng)施工技術(shù)當(dāng)中，混凝土模板的安裝、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等施工作業(yè)都是在高空中完成的，因此掛籃就顯得格外重要，它除了要有足夠的強(qiáng)度能夠施工作業(yè)的安全外，還必須能夠方便的行走，受到外力作用時(shí)的變形小，質(zhì)量輕、容易固定和拆卸。

一般來(lái)說(shuō)，掛籃是由主支架、懸掛系統(tǒng)、行走移動(dòng)系統(tǒng)、固定和平衡系統(tǒng)、模板和作業(yè)平臺(tái)系統(tǒng)組成的。在組成掛籃的各個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，主要承受外力的是主支架，它是由大型的型鋼和鐵管拼接組成的，模板和作業(yè)平臺(tái)上的荷載通過(guò)懸掛系統(tǒng)傳遞給了主支架，因此懸掛系統(tǒng)也必須穩(wěn)固可靠，一般使用有銷孔的鋼帶作為懸掛系統(tǒng)，行走移動(dòng)系統(tǒng)是使用液壓油缸作為動(dòng)力，可以在固定的軌道上進(jìn)行滑動(dòng)。模板和作業(yè)平臺(tái)系統(tǒng)可以分為模板系統(tǒng)和作業(yè)平臺(tái)兩塊，其中模板系統(tǒng)是由端模、內(nèi)模、側(cè)模和底模構(gòu)成的，一般的模板的尺寸要綜合考慮施工梁段的長(zhǎng)度、高度和厚度后確定，要盡量的使用整體模板，減少模板的型號(hào)，使用模板附加塊，盡可能的節(jié)約模板材料，減輕結(jié)構(gòu)重量；作業(yè)平臺(tái)經(jīng)常會(huì)設(shè)置在掛籃的前部，可以方便的進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉和進(jìn)行管道的壓漿作業(yè)。

2、工程概況

本次的施工橋梁全長(zhǎng)1321m，橋面的寬度是15.75m，橋梁的布置形式為：簡(jiǎn)支梁（4×30m）+連續(xù)剛構(gòu)梁（121m+2×158m+121m）+簡(jiǎn)支梁（4×30m）。整個(gè)橋梁的上部是連續(xù)的箱梁結(jié)構(gòu)，橋墩是雙薄板橋墩，邊墩是柱式的橋墩，箱梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁底面寬度是8m，頂面的寬度是15.75m，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是C50，按照三向的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，使用YGM型預(yù)應(yīng)力錨具對(duì)Rb=1860MPa的低松弛的鋼絞線施加568kN的控制張拉力。

3、掛籃的設(shè)計(jì)荷載

橋梁施工當(dāng)中的掛籃設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)部分，分別是掛籃的長(zhǎng)度和掛籃橫向斷面的布置。其中掛籃的長(zhǎng)度主要是根據(jù)橋梁懸臂段的灌注分段長(zhǎng)度決定的，橋梁箱梁截面的形式和橋梁的寬度決定掛籃橫向斷面的布置形式。一般來(lái)說(shuō)在橋梁的橫向截面是一個(gè)箱體時(shí)，全截面使用一個(gè)掛籃就可以完成施工，在橋梁的箱梁是多箱體的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況使用一個(gè)掛籃或多個(gè)掛籃進(jìn)行施工。

在進(jìn)行掛籃設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的荷載主要有掛籃自重、模板荷載、作業(yè)工人荷載和作業(yè)機(jī)械荷載等，設(shè)計(jì)荷載時(shí)掛籃的自重主要考慮掛籃設(shè)備和平衡的荷載，模板的荷載一般先按照1kPa進(jìn)行計(jì)算，主要考慮的是側(cè)模、底模、端模和內(nèi)模各個(gè)部件的重量，然后在模板的尺寸確定之后計(jì)算得出模板荷載，作業(yè)工人荷載在設(shè)計(jì)當(dāng)中一般按照2kPa進(jìn)行計(jì)算，作業(yè)機(jī)械荷載主要有油泵、千斤頂和振動(dòng)器等，特別要注意的是設(shè)計(jì)當(dāng)中要考慮振動(dòng)器引起的振動(dòng)荷載。

掛籃的具體設(shè)計(jì)方案如下：考慮到掛籃的底部受到的荷載最大，因此設(shè)置掛籃底部的橫梁是結(jié)構(gòu)最主要的受力結(jié)構(gòu)，其中掛籃的后部橫梁在施工當(dāng)中是用錨桿固定在已經(jīng)完成澆筑的鋼筋混凝土橋梁上，施工當(dāng)中要注意在錨桿上施加預(yù)應(yīng)力，本次工程當(dāng)中施加的預(yù)應(yīng)力為10噸，掛籃底部的前橫梁和縱向的橫梁都是簡(jiǎn)易的梁，在受到荷載作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的豎向變形，因此，在掛籃的使用過(guò)程當(dāng)中要在這些梁上布置測(cè)點(diǎn)，觀察梁的撓度變化和彈性變形情況。

4、掛籃的施工

4.1 制作和安裝掛籃

掛籃的主要承重支架是兩對(duì)貝雷支架在施工現(xiàn)場(chǎng)加工完成的，開(kāi)始制作掛籃之前要對(duì)使用的材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，尤其是要確保錨固用的螺紋鋼吊桿絕對(duì)安全可靠，在制作的過(guò)程當(dāng)中要注意按照設(shè)計(jì)圖紙和相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范進(jìn)行，不能疏忽大意。在橋梁的橋墩頂葉梁完成施工后，就要在橋墩頂部進(jìn)行掛籃的安裝。具體的安裝步驟如下：首先完成掛籃主支架的安裝，然后進(jìn)行錨固系統(tǒng)的安裝，懸掛系統(tǒng)的安裝、底部的模板架安裝、側(cè)部模板架安裝，在鋼筋完成綁扎之后，進(jìn)行內(nèi)部模板的安裝，最后進(jìn)行端部模板的安裝和對(duì)平臺(tái)的張拉。

在完成掛籃的安裝之后，要對(duì)掛籃進(jìn)行技術(shù)和安全的全面檢查，根據(jù)設(shè)計(jì)的荷載進(jìn)行相應(yīng)的承壓試驗(yàn)，測(cè)出掛籃的殘余變形和彈性變形，以方便后期控制各個(gè)施工梁段的預(yù)拱度。掛籃主體安裝完成之后，要進(jìn)行附屬安全設(shè)施的安裝，如護(hù)欄、扶梯等。

4.2 澆筑混凝土

橋梁施工時(shí)，一般使用的是泵送混凝土，本次工程使用的是塌落度在14厘米到18厘米之間的泵送混凝土，在進(jìn)行澆筑的過(guò)程當(dāng)中，注意溫度的變化以方便調(diào)整混凝土的澆筑速度。在進(jìn)行混凝土澆筑前，首先要對(duì)掛籃的中線、掛籃底部模板的標(biāo)高、預(yù)應(yīng)力束管道和其他的預(yù)埋部件進(jìn)行檢查，確保無(wú)誤之后進(jìn)行混凝土的澆筑。

混凝土澆筑是從掛籃的前部開(kāi)始的，這樣能夠方便控制掛籃的變形，避免澆筑的新老混凝土連接處出現(xiàn)裂縫，在對(duì)預(yù)應(yīng)力束管道進(jìn)行混凝土的灌注前，可以在波紋管當(dāng)中添加內(nèi)襯，一般使用的是硬塑料管，這樣能夠預(yù)防管道受到混凝土作用被壓扁。管道當(dāng)中的定位鋼筋網(wǎng)架距離控制在0.5m，這樣能夠保證在進(jìn)行混凝土的振搗時(shí)波紋管不會(huì)上浮，影響預(yù)應(yīng)力的張拉或引起混凝土的崩裂。在完成混凝土的澆筑之后，要用通孔器對(duì)波紋管進(jìn)行檢查，保證管道的通暢。

4.3 合攏連續(xù)梁和橋梁結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換

連續(xù)梁的合攏要根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和連續(xù)梁的溫度情況綜合考慮，在進(jìn)行合攏時(shí)，要確保動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)對(duì)稱。合攏時(shí)，首先把梁兩端的預(yù)埋件和外剛性支撐相連、焊接，快速?gòu)埨A(yù)應(yīng)力束，澆筑混凝土。值的注意的是連續(xù)梁合攏口處的混凝土強(qiáng)度等級(jí)要高于梁體的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，最好使用添加早強(qiáng)劑的微膨脹性混凝土，在澆筑的過(guò)程中要確保振搗密實(shí)。最后在混凝土的強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)梁體的預(yù)應(yīng)力鋼索進(jìn)行張拉，拆除勁性骨架。

完成連續(xù)梁的合攏作業(yè)之后，要進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換。首先檢查連續(xù)梁的合攏施工能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的受力狀態(tài)，施工誤差是否滿足梁體的線性要求。根據(jù)連續(xù)梁分段懸臂澆筑的特點(diǎn)，以各個(gè)梁段的負(fù)彎矩應(yīng)力筋為轉(zhuǎn)換支承點(diǎn)，在各段連續(xù)梁完成合攏之后，連續(xù)梁的梁體完成正負(fù)彎矩的交替分布。一般來(lái)說(shuō)，多跨連續(xù)梁的梁體合攏施工是先邊跨再中跨，這是因?yàn)橹锌缡艿綔囟群奢d的影響更大，先邊跨后中跨能夠更好的保證梁體的穩(wěn)定。

5、結(jié)語(yǔ)

伴隨著現(xiàn)代社會(huì)科技的發(fā)展和進(jìn)步，橋梁施工機(jī)械化程度的不斷提高，基于現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工計(jì)算分析不斷發(fā)展，懸臂掛籃施工技術(shù)會(huì)日趨成熟，降低大跨徑橋梁的施工難度，方便人民群眾的生產(chǎn)和生活。

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