橋梁工程中的掛籃施工關(guān)鍵技術(shù)要點探究

胡厚義

中交一公局第二工程有限公司 江蘇蘇州 215000

伴隨我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各類橋梁的施工工藝也在不斷改進。高強混凝土結(jié)構(gòu)是橋梁工程中最常用的結(jié)構(gòu)形式。施工階段根據(jù)橋梁承載能力及結(jié)構(gòu)形式的不同，選取最合理的工藝進行建設(shè)，橋梁的施工方法主要包括現(xiàn)澆支架法、懸臂法、頂推法、預制拼裝等多種施工方法。采用懸臂式現(xiàn)澆的，即掛籃法，就是把橋梁結(jié)構(gòu)分成若干段，然后由墩臺向兩邊依次澆筑的施工。

掛籃施工有效克服了地形等不利自然條件的制約，廣泛應用于大跨徑，跨越深水、山谷、立體交通等處，是橋梁工程應用頻率最高的工藝之一。伴隨著橋梁結(jié)構(gòu)形式的豐富，出現(xiàn)了超大寬幅斷面箱梁、不對稱漸變箱梁等非傳統(tǒng)掛籃工藝施工的橋梁結(jié)構(gòu)，也對掛籃施工技術(shù)提出了更高的要求。

圖1 拉薩納金大橋35m超大寬幅斷面箱梁掛籃施工

施工中需要明確掛籃施工難點，管控好掛籃施工關(guān)鍵技術(shù)要點，并對其進行質(zhì)量控制，才能保證懸臂式掛籃澆筑施工達到要求。

1 掛籃施工技術(shù)的施工原理

掛籃結(jié)構(gòu)實質(zhì)是錨固在現(xiàn)澆梁頂端，提供下一澆筑節(jié)段作業(yè)平臺，承擔各工況施工荷載的可前移的鋼結(jié)構(gòu)模板體系。掛籃在完成一個節(jié)段施工滿足前移要求后，進行前移并調(diào)整固定，進入下節(jié)段現(xiàn)澆梁的施工，一直循環(huán)直至懸澆段完成。

掛籃目前常用的主要有三角掛籃、菱形掛籃、弓弦式掛籃等形式，其結(jié)構(gòu)主要包括架體承重體統(tǒng)、模板及平臺系統(tǒng)、懸掛及錨固系統(tǒng)、液壓及行走系統(tǒng)等四大系統(tǒng)組成，各獨立系統(tǒng)通過有效配合施工，又形成了高效施工的整體。在進行掛籃設(shè)計的過程中，針對橋梁的分段情況、施工需求以及掛籃重量等多方面因素對掛籃進行合理有效的設(shè)計，保證穩(wěn)定性、強度以及剛度等多方面的需求能夠得到充分滿足，還可保障其錨固、行走等環(huán)節(jié)的可靠性、便利性，確保掛籃的重量能夠控制在合理的范圍內(nèi)，保障自身安全強度、移動可靠性、穩(wěn)定性等多方面因素。在安全范圍內(nèi)進行掛籃重量設(shè)計，提供堅實保障，助力橋梁工程施工順利、安全開展。

2 掛籃施工關(guān)鍵技術(shù)要點

2.1 掛籃的制作與安裝要點

在制作掛籃的過程中，施工人員應嚴格按照圖紙進行制作，重點保證結(jié)構(gòu)焊縫要求，在制作完成后，應仔細檢查掛籃的安裝構(gòu)架，確定掛籃的牢固性和可靠性后再進行安裝施工工作。在安裝的過程中，施工人員應嚴格遵循安裝的施工順序，還應對整個安裝過程進行全面檢查，充分保障安裝質(zhì)量安全。

掛籃安裝需要利用通過現(xiàn)澆形成的0號塊，掛籃進場前應根據(jù)掛籃主桁架的寬度，結(jié)合施工圖中0號塊長度進行核算，檢查0號塊長度是否滿足掛籃安裝的空間要求。一般情況下，0號塊長度如果大于2倍掛籃主桁架的長度加1m，基本能滿足掛籃安裝要求，同時能保證懸臂端掛籃的安全距離。

如果采用掛籃租賃形式，0號塊長度不滿足符合承載能力的掛籃安裝，可將掛籃架體沿橫向交錯布置。另一種方法是采用支架現(xiàn)澆將1號塊澆筑完畢以保證掛籃安裝空間要求。前種方法需要額外增加豎向錨固架體的精軋鋼，但其施工工況與設(shè)計工況更為一致。后種方法工藝明確，但1號塊現(xiàn)澆工況與設(shè)計不一致，增加了懸澆線性控制難度。施工單位應結(jié)合現(xiàn)場綜合考慮選用的解決方案。如果是根據(jù)橋體新設(shè)計的掛籃，掛籃設(shè)計單位應根據(jù)現(xiàn)有圖紙，考慮掛籃安裝空間要求，進行掛籃架體設(shè)計。

設(shè)計單位在設(shè)計初期也應結(jié)合最重懸澆段重量需要的掛籃形式，估算掛籃安裝空間，調(diào)整優(yōu)化0號塊長度，從源頭上減少掛籃安裝困難的情況發(fā)生。

2.2 掛籃預壓試驗技術(shù)要點

掛籃預壓在掛籃安裝后即可進行，預壓荷載一般按照懸澆段最重塊并考慮安全系數(shù)確定。預壓試驗不僅可以保證掛籃結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，還能幫助施工人員及時發(fā)現(xiàn)掛籃應用過程中潛藏的問題并進行有效的處理，更好地滿足橋梁工程施工對懸臂掛籃技術(shù)提出的要求，有效降低橋梁工程施工難度和出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性。

預壓有兩種方式進行。一種是掛籃對拉預壓，也稱為水平預壓，此方法是掛籃安裝前進行。將兩片掛籃主架體平放地面，底對底安裝，然后在懸吊點施加對應荷載。另一方案是堆載預壓，在掛籃安裝后模擬澆筑箱梁進行堆重預壓。兩種方式各有其特點，均能滿足掛籃預壓要求，施工單位根據(jù)現(xiàn)場情況及相關(guān)要求選取。

圖2 掛籃對拉預壓示意圖

在復雜梁體結(jié)構(gòu)懸澆施工中，還應針對特殊結(jié)構(gòu)對掛籃施工以及結(jié)構(gòu)本身可能出現(xiàn)的問題開專項研究。例如江蘇省蘇州市東環(huán)快速路的南湖路高架橋，該橋跨越京杭大運河，主橋長260m，分為78.5m+120m+61.5m三跨，預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁，雙幅設(shè)置。受周邊線路影響，該橋的梁體在懸澆范圍設(shè)計為橫向漸變形式，第1跨、第2跨為單箱雙室截面，第3跨由單箱雙室截面漸變?yōu)閱蜗淙医孛?。最大變化幅度為左幅，頂寬?0.7m漸變到28.867m。這種形式國內(nèi)外懸臂施工中比較少見，首要解決橫向不對稱荷載引起的扭矩對橋梁施工以及安全造成的不利影響。施工單位需從掛籃澆筑時橫向不對稱荷載對橋梁穩(wěn)定性影響，特殊工況懸臂澆筑線性控制，節(jié)段裂縫控制構(gòu)造措施等方向進行專題研究。根據(jù)研究試驗所得數(shù)據(jù)，結(jié)合理論計算及工藝，制定合適的施工方案，以此強化懸臂掛籃技術(shù)在橋梁工程施工中應用優(yōu)勢和價值。

2.3 掛籃施工安全技術(shù)要點

（1）掛籃安裝。掛籃安裝時必須先安裝好錨固和輔助限位裝置。在焊接桁架系統(tǒng)時，注意對未成形的桁架桿件進行穩(wěn)固，防止倒下傷人。拼裝底模系統(tǒng)時，高空作業(yè)穿掛安全帶，臨水作業(yè)穿救生衣。作業(yè)過程中應嚴格遵守各個工種安全操作規(guī)程，特別是起重工種。特別注意懸空作業(yè)時的安全防護。

涉及跨越航道的掛籃施工，為保證航道內(nèi)過往船舶的通行安全，掛籃底模需設(shè)置防護網(wǎng)包裹形成密閉結(jié)構(gòu)，掛籃走形時防護措施隨掛籃模板一并前移，確保每個施工階段都在掛籃防護網(wǎng)內(nèi)施工，有效防止在施工過程中的雜物墜落。在側(cè)模與底模之間設(shè)置網(wǎng)兜，防止?jié){液滲漏。為了防止施工時電焊和氧割時掛籃內(nèi)物件著火，在梁體頂面醒目順手的位置安放滅火器，保證施工機具及防護網(wǎng)的安全。

（2）掛籃行走。掛籃行走前應各個部位進行檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理后，方可前移。桁架行走前要測定已完成節(jié)段梁端標高，并定出箱梁中軸線。掛籃前移在拆除模板錨固、掛籃主桁后部錨固及手拉葫蘆前，必須事先確認相關(guān)替代錨固裝置已發(fā)揮作用，嚴禁出現(xiàn)“先拆后錨”操作。

前移時沿箱梁中軸線對稱向兩端推進，盡量同步移動，防止掛籃轉(zhuǎn)角、偏位造成掛籃受扭。各片掛籃主桁行走距離差不得超過10cm，若發(fā)現(xiàn)超過的情況，及時停止整體行走，單獨調(diào)整不同步的主架體行走到與整體同步位置，然后繼續(xù)前移。在掛籃前移過程中，操作平臺上嚴禁站人，遇有大風、大霧或雷雨天氣，掛籃嚴禁前移。

（3）掛籃拆除。掛籃拆除主要分為掛籃底盤拆除、掛籃外側(cè)模及外導梁拆除、掛籃主桁拆除三個步驟。

下放底模平臺時，速度要同步勻速，防止模板部件發(fā)生扭曲或彎折。底模平臺下放時卷揚機一定要勻速，專人指揮卷揚機操作人員。發(fā)現(xiàn)不均勻下降時應立即停止，及時調(diào)整。

吊點要正確牢固，起吊時應扣好溜繩，并聽從信號指揮，不得超載。機械起吊物件前，應先檢查機械設(shè)備和繩索的安全性和可靠性，起吊后下面不得站人和通行，物件下放距地面1m時，作業(yè)人員方可靠近操作。

2.4 施工過程控制要點

在下一箱梁混凝土澆筑前，表面灑適量水進行濕潤，防止新舊混凝土結(jié)合面銜接質(zhì)量不良。澆筑時應注意對掛籃觀察，若發(fā)現(xiàn)異常情況立即對進行處理，以保安全。

懸澆箱體內(nèi)倒角及齒塊鋼筋密集，容易出現(xiàn)空洞。鋼筋密集區(qū)域采用30型插入式振搗器。嚴格控制混凝土振搗時間，防止過振造成混凝土離析和泌水情況，齒塊處混凝土允許適當延長振搗時間，避免齒塊混凝土空洞影響后續(xù)張拉。

由于工藝要求，橫向一半的鋼束及豎向精軋鋼張拉壓漿時間較晚。在灑水養(yǎng)護時，應可能減少造成對該鋼束銹蝕的影響。

預應力管道安裝時候在橋面處設(shè)置排氣孔，并用膠帶封閉，在根部設(shè)置壓漿管伸出箱梁腹板。豎向預應力鋼束在底部設(shè)排氣管，伸入腹板外，以保證壓漿密實。

嚴格控制橋面材料的不平衡堆載，特別是后穿鋼絞線整盤吊運至橋面時，一定要T構(gòu)兩端對稱放置，且盡量在腹板處放置。

當壓漿的管道超過50m后，壓漿液的初始流動度控制在12.5S-14S左右具有較好的工作性能，當管道進一步加長時，壓漿液的初始流動度宜按照較大值進行控制，防止壓漿液過快凝固對壓漿質(zhì)量造成不利影響。

3 結(jié)語

在橋梁工程施工過程中，結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響橋梁的運行能力和承載能力。施工中應根據(jù)工程實際情況，采用合理的施工工藝，把控關(guān)鍵施工技術(shù)要點，完成連續(xù)梁掛籃施工，才能保證混凝土澆筑質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生。