鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃施工質量控制研究

申 虹

（中鐵十八局集團 第一工程有限公司，河北 涿州 072750）

目前，掛籃結構在鐵路橋梁建設工程中起到了比較重要的作用，該技術被廣泛使用在很多的大跨度橋梁建設中，目前很多的大跨徑混凝土預制橋梁都是利用連續(xù)掛籃施工技術，在建設過程中利用機械懸臂對建筑材料進行短距離的運輸，不僅能夠大大降低來回的運輸成本，同時對提高材料的單位運輸效率具有很大的幫助。因此該技術適合使用在一些大型機械設備無法觸及的工作區(qū)域，和其他的施工技術相比具有更加簡單、方便的特點。

1 連續(xù)梁掛籃施工技術特點分析

從部分施工案例實踐效果來看，連續(xù)梁掛籃工藝技術的運用可以總結為以下幾個方面的特點：首先該技術在應用的同時還需要配合斜拉帶以及斜拉梁的設計工作，以上兩種結構的應用主要是為了能夠保證橋梁的整體受力平衡，避免后期因為過大的荷載力出現(xiàn)坍塌的情況。其次如果沒有在建設梁體上面布置行走的系統(tǒng)則需要通過設置液壓驅動系統(tǒng)保證掛籃結構的穩(wěn)定運行，這樣掛籃才能夠達到指定區(qū)域后迅速精準地展開工作。該技術在運用的同時，施工人員對于周圍受力結構應該做好加固工作，按照承載力方式以及大小的不同利用多種方式降低荷載。最后，混凝土材料的澆筑強度以及使用質量，對于橋梁建設的意義重大，在施工過程中技術人員必須要有效利用掛籃技術計算整體的承載能力以及荷載參數(shù)，從而確定混凝土內部材料的各種分配比例，為了能夠有效解決混凝土施工中存在的水平裂縫問題，需要及時清理掉表面的泥漿以及雜質，做好養(yǎng)護工作，確保不會出現(xiàn)極端的分層情況。

2 我國連續(xù)梁施工情況

以我國目前正在開展的種種建設項目為例，鐵路工程在建設過程中總是不可避免地會跨越正在使用的國道，此時往往需要在國道上面建設預應力混凝土連續(xù)的箱梁工作，連續(xù)箱梁以單箱單邊室作為橫截面結構。以某工程為例，此工程需要跨越的國道長度總計長度為106m，因此該段的連續(xù)梁建設長度為103m。支座距離兩端的距離需要控制在1m左右，三個連續(xù)梁的支座高度以數(shù)學二次函數(shù)的計算方式呈現(xiàn)。掛籃施工是橋梁混凝土連續(xù)懸臂施工的重要組成部分，因為該結構施工方便并且應用價值高，所以被廣泛普及利用。

在橋梁建設中應用最為廣泛的類型為菱形掛籃并且借助懸臂施工法輔助工作。隨著掛籃技術的不斷發(fā)展和完善，很多混凝土施工工序被逐漸規(guī)則化和規(guī)范化，又因為掛籃技術本身施工周期較短并且經(jīng)濟方便，所以各大鐵路在建設過程中都是配合利用發(fā)展成為一種連續(xù)掛籃橋梁施工體系。有關施工團隊只有徹底掌握掛籃施工的基本工藝以及控制要點，才能夠切實提高施工質量。

3 掛籃施工主要的技術問題

3.1 掛籃設計及安裝不合理

掛籃是連續(xù)梁懸臂段施工過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，掛籃在設計的時候需要根據(jù)橋梁的尺寸以及重量進行設計，主要采用的是鋼結構以及桁架支撐，其對穩(wěn)定性和抗傾覆性有著很高的要求，但是在施工時往往存在掛籃設計不合理，掛籃的尺寸不滿足工程精度的要求、掛籃最大承載力不能滿足重量的要求、掛籃的抗傾覆力矩不能承受傾覆要求等等問題，導致在施工時產(chǎn)生各種不安全的因素，影響了橋梁施工的精度和質量，也對施工安全造成了很大的影響。另外，掛籃在安裝前也沒有進行詳細的檢查和檢測工作，同樣給后期的施工造成了很大的難度。

3.2 現(xiàn)澆質量不夠

在橋梁段施工過程中，主要工程就是進行懸臂段鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作。但在實際施工中，存在著鋼筋布置不合理、鋼筋直徑不滿足要求、鋼筋綁扎方式不滿足規(guī)范要求、搭接長度不夠等問題。由于懸臂段的混凝土澆筑在施工時難度很大，很多施工現(xiàn)場澆筑質量不到位，振搗密實不滿足要求等，給橋面梁的施工質量帶來很多的不利因素。還有在現(xiàn)澆時由于施工的技術問題，兩邊的橋面高程及平整度不滿足設計要求，給后期的施工增加了難度。

3.3 合攏不到位

合攏是使橋梁連成整體的一個非常重要的步驟，在橋梁合攏時要求非常高的施工技術。合攏工作對橋梁的高程精度、混凝土的強度和澆筑振搗效果、內部的鋼筋綁扎及連接有很高的技術要求，但是很多施工企業(yè)對合攏部分的工作質量要求不到位，技術也比較落后，造成難以合攏或者合攏結果使兩側橋面板難以連接在一起，給橋梁質量及安全造成隱患。

4 連續(xù)梁掛籃施工技術要點

4.1 掛籃選型與設計作業(yè)

橋梁項目施工期間使用連續(xù)梁掛籃施工技術，必須選擇合適型號的掛籃，這是該項技術的要點之一，可以通過掛籃、橋梁梁體合理分配承重重量。施工過程中比較常見的掛籃類型有菱形、斜拉式、三角式，這三種掛籃類型不需要大量節(jié)點，變形率低、實用性高。如果選擇三角平衡式掛籃，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性方面，多運用在大跨徑橋梁、懸臂式橋梁項目中。選擇掛籃型號時，還需要制定科學合理的掛籃設計方案，確定掛籃系統(tǒng)的內部結構，精準計算橋梁承重結構的各項參數(shù)，要求參數(shù)和橋梁定位工程最大稱重保持一致，再采用縱橫交錯技術，優(yōu)化設計掛籃承載力，得到的承載力數(shù)據(jù)可以作為掛籃后錨系統(tǒng)設計依據(jù)，將掛籃錨點、預留孔緊密連接。掛籃設計方案中還包括吊籃系統(tǒng)、底籃承載力這兩項內容，建議選擇工字型焊接法，提高吊籃系統(tǒng)、底籃、橫梁質量。

4.2 承載力與彈性形變作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中，掛籃的承載力和彈性形變決定最后的施工效果，在連續(xù)梁掛籃施工中也有一定的難度，施工人員要注意三個問題：第一，如果墩頂兩側部位的施工進度相同，建議及時采用底膜加掛水箱推載的施工方式；第二，確定施工現(xiàn)場受力試驗點時，荷載分配要考慮鋼絲滑輪設備，當荷載數(shù)據(jù)在120%以內可以進行掛籃試驗；第三，組織彈性形變試驗，應該選擇逐級加載的方法，最大階段重點以50%為最佳，逐級增加至100%，當達到120%時可以結束。荷載加載期間要對掛籃變形進行觀察，詳細記錄觀察所得的數(shù)據(jù)。

4.3 掛籃組裝作業(yè)

掛籃組裝施工的要求比較嚴格，需要具備規(guī)范性、統(tǒng)一性，橋梁工程施工前期，掛籃組裝技術應用會對后期施工埋下隱患，這就需要施工人員明確組裝掛籃環(huán)節(jié)的技術要點：第一，橋梁工程中主梁的移動，不能出現(xiàn)橋梁坍落、傾覆等現(xiàn)象；第二，綜合分析掛籃移動架整體安全性，尤其是后端部位，軌距與橋梁施工規(guī)范相符；第三，準確設置梁中心線，作為掛籃安裝標準。

4.4 鋼梁安裝作業(yè)

橋梁工程中應用連續(xù)梁掛籃施工技術，綁扎是最為核心的施工方法，以此來提高鋼梁安裝穩(wěn)定性，期間還需要定位完成鋼梁焊接，焊接時要有預應力管道和預應力體系。通常制定預應力體系的過程中，要在三向連續(xù)梁的基礎上進行，有效規(guī)避預應力管道、普通鋼筋布設之間的矛盾。若這兩個環(huán)節(jié)的施工作業(yè)存在沖突，施工人員可以及時局部調整，使骨架鋼筋、橫豎向預應力鋼筋處于合理的位置，并且合理布設縱向預應力管道。

4.5 混凝土澆筑作業(yè)

橋梁施工荷載是現(xiàn)場管理控制的要點，最好在橋梁兩端荷載聚恒條件下澆筑混凝土，可以消除連續(xù)梁兩端混凝土澆筑存在的質量偏差，采用兩端交叉的施工方式完成混凝土泵送作業(yè)。泵送環(huán)節(jié)混凝土的兩端供應要對稱，規(guī)避混凝土質量偏差的產(chǎn)生?；炷翝箔h(huán)節(jié)要嚴格按照底板、腹板、頂板的順序進行，澆筑人員還要注意波紋管表面質量，是否出現(xiàn)變形、破損等質量問題，振搗棒、波紋管之間不能直接接觸。

4.6 掛籃走行作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中，掛籃走行也具有一定的難度，主要體現(xiàn)在預先檢查環(huán)節(jié)，施工人員對掛籃走行結構、懸掛與走行系統(tǒng)進行預先檢查，確保所有系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，隨后再開始掛籃走行作業(yè)。為了提高這一環(huán)節(jié)施工的安全性，通常會選擇頂推法、張拉線法，其中張拉線法施工難度較高，需要使用相應的錨具固定鋼絞線，鋼絞線的另外一端需要穿過掛籃，固定在掛籃前支座的中央，這一操作流程務必要確保準確性，以免掛籃走行偏差導致橋梁工程質量問題，以及因為鋼絞線的反復張拉在現(xiàn)場埋下安全隱患。

5 橋梁工程連續(xù)梁掛籃施工優(yōu)化建議

5.1 掛籃預壓環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁工程現(xiàn)場吊籃結構的施工要全程保證安全，需要從工廠組裝環(huán)節(jié)做好控制，特別是預壓主機架。工作人員嚴格檢查吊籃性能，確定吊籃主框架是否存在無彈性變形的可能性，再實施數(shù)據(jù)測量。吊籃處于不同載荷條件下，彈性變形使得懸梁截面底部模型標高的優(yōu)化更加科學合理。安裝吊籃時可以提前將吊籃后部固定孔預留。掛籃走行準備工作結束后需要馬上桁架錨固，針對預軋鋼施加預應力，這時施工人員要將底部模具抬起，期間底部模具的前、后下部橫梁位置和降低環(huán)節(jié)要保持一致。施工現(xiàn)場除反向鏈兩個懸掛點外的水平方向動臂數(shù)量大于4個，其余位置的動臂要一步提升到位。

5.2 掛籃行走環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

正式開始掛籃行走作業(yè)前，工作人員需要對后錨固與所有部位的受力進行檢查，排除可能存在的所有安全隱患。掛籃行走操作要由工作經(jīng)驗比較豐富的人員負責，左右兩側主桁架、T構兩懸臂行走不能存在偏差。開啟千斤頂油泵，加油速度不能過快，當掛籃出現(xiàn)走動，或者掛籃走動的同時后錨限位手拉葫蘆緩慢放下即可停止加油，要安排專門人員負責掛籃移動情況的檢查，如果發(fā)現(xiàn)移動異常必須立刻停止行走作業(yè)，問題解決后方可繼續(xù)后續(xù)施工。軌道、梁體錨固移動施工同樣要由專門負責，現(xiàn)場錨固點數(shù)量要大于4個，2片主構架之間的差值小于3cm，行走速度不能超過0.1m/min，以此確保主構架走行作業(yè)期間軸線不會出現(xiàn)橫向偏位的現(xiàn)象。當掛籃移動已經(jīng)到達指定位置后，工作人員要檢查現(xiàn)場零號塊臨時錨固、前后錨點、吊帶等，隨后在施工現(xiàn)場安裝后錨固、水平限位設備，待安裝工作結束后可以開始斜拉帶懸掛底模平臺的施工，期間必須嚴格控制掛籃傾覆與坍落等質量問題的產(chǎn)生?；炷翝仓h(huán)節(jié)，施工人員要嚴格檢查藍底標數(shù)值，如果誤差大于5mm要及時調整。

5.3 線形控制環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁工程連續(xù)梁結構施工過程比較繁瑣，包含大量施工細節(jié)與階段，且所有階段對橋梁工程施工的影響并不相同，如果選擇不同的混凝土澆筑工藝，便會導致各個施工階段的位移與設計值之間的偏差。掛籃施工現(xiàn)場沒有進行施工控制的條件下發(fā)現(xiàn)位移現(xiàn)行，會發(fā)生梁形狀變形、橋梁狀態(tài)與設規(guī)定脫節(jié)，結構發(fā)生破壞等問題。組織掛籃線形控制時，為了確保閉合前懸臂端豎向撓度數(shù)據(jù)的合理性，主梁軸線側向位移必須在允許數(shù)值范圍內，閉合之后的橋接線形狀要與規(guī)定保持一致。在偏轉控制環(huán)節(jié)，中線控制、主梁截面尺寸數(shù)據(jù)要準確，掛籃施工時可以進行精準的管控，加強橋梁工程中主梁施工的安全性。為了獲得理想的線形控制效果，施工單位要在現(xiàn)場組建線路控制隊伍，與資質高、專業(yè)性強的線路類型第三方監(jiān)測機構合作，科學、合理的統(tǒng)計所有觀測數(shù)據(jù)，將其與得到的理論計算對比，作為數(shù)據(jù)管控依據(jù)。在軸線偏差控制的過程中，施工現(xiàn)場的全站儀設備要與齊墩中心點、墩軸線對齊，采集精準的模板垂直度、所有點坐標、高程數(shù)據(jù)。

5.4 橋梁梁端施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁施工的后期階段，橋梁梁端底板、頂板孔洞需要保留，橋梁工程現(xiàn)場的所有細節(jié)要精準控制與優(yōu)化。針對孔洞的位置進行計算，以免橋梁連接處的結構質量問題。掛籃施工時鋼管要固定于橋梁鋼筋處，根據(jù)橋架施工情況，調整千斤頂和橋梁上方位置，使預留孔不能移位。

5.5 預應力管道安裝環(huán)節(jié)的優(yōu)化建議

橋梁工程現(xiàn)場的連續(xù)梁掛籃施工技術中的預應力十分重要，為了能夠保證最后施工效果，現(xiàn)場的技術人員要重視預應力管道安裝環(huán)節(jié)。其一，合理控制施工進度，確定尺寸從參數(shù)之后再進行相應環(huán)節(jié)的施工，規(guī)避預應力管道數(shù)值偏差，保證后續(xù)施工的有序進行；其二，根據(jù)預應力管道在現(xiàn)場的布設情況進行加固處理，加固結構后及時復核，保證管道位置的準確性。

6 結語

綜上所述，在橋梁項目施工現(xiàn)場連續(xù)梁掛籃施工技術十分常見，有利于提高橋梁結構的安全性與平穩(wěn)性，同時還可以均衡結構受力，從掛籃選型、掛籃組裝、鋼梁安裝等細節(jié)部分入手，解決掛籃施工中存在的質量問題，提高施工效率，為今后橋梁工程施工與連續(xù)梁掛籃施工技術的應用提供參考。