橋梁施工中掛籃懸臂澆筑施工技術的應用探討

盧靜

（中交四公局第三工程有限公司，北京 100123）

1 橋梁施工中掛籃懸臂澆筑施工技術的基礎

掛籃懸臂澆筑技術是指在一座橋梁上部橫跨結構框架施工中，在每個橋墩順橋向兩側分別設置一個工作支撐平臺，采用專用設備對稱地逐段向跨中澆筑混凝土梁體，并逐段懸臂施加橋梁預應力的一種施工工藝方法。

在這一技術當中所涉及到的主要支撐結構包括：模板、支架、承重、錨固、行走等系統，該技術在橋梁工程當中進行施工時，首先需要將橋梁結構劃分為2m-5m的不同節段，以掛籃為主構建施工平臺，從而借助于便捷的掛籃懸臂澆筑方式對整體工程開展施工建設。在橋梁工程整體的頂梁結構位置實施掛籃懸臂施工，前后移動完成后，只需要將錨固安設在橋梁不同節段之中，便可在掛籃平臺開展安設鋼筋、澆筑懸臂、壓漿等施工操作，待完成橋梁某一節段的施工操作后，便可摘下掛籃平臺固定在橋梁結構上的錨固，并將其固定在下一節段之中，針對橋梁下一節段進行澆筑施工，整個施工過程反復循環以上流程，直至橋梁掛籃懸臂澆筑施工完成為止。但在切實開展橋梁掛籃懸臂澆筑施工時，則需要對掛籃種類做好嚴格篩選，選擇具有較好穩定性以及較高強度的掛籃懸臂類型，從而有效發展掛籃懸臂澆筑施工技術的作用價值，為橋梁工程的施工質量夯實堅固基礎。

2 工程概況

以某橋梁建設施工工程項目橋梁作為案例分析研究對象，在橋梁工程當中，連續預應力混凝土土橋結構的變截面參數為35+60+35 米，其中截面結構的類型為單箱單室。結合橋梁工程的實際受力需求，在施工建設時應用到三向預應力方式實施施工。其中橋梁工程的主體結構應用到的施工方式則為菱形吊籃結構。橋梁工程中的橋墩結構為T型，而每個對應的不同T型橋墩則又分為不同的8 塊。在施工建設過程當中應用到的最大懸臂，其長度能夠達到27.5m，應用這一懸臂結構實施施工，澆筑工程長度為4m，整體結構重量高達95 噸，并且每一T型橋墩的實際澆筑平衡力需要處于相對穩定的20OKN以內。主橋上部橋梁結構主體采用掛籃法施工。施工流程如圖1 所示。

圖1 掛籃懸臂澆筑施工流程圖

3 掛籃懸臂澆筑在橋梁工程中應用關鍵技術分析

3.1 0#塊施工

3.1.1 支架搭設

墩頂現澆梁段（0#段）采用鋼管樁支架法施工，橋墩則需要應用到6 根Φ630*10mm鋼管在單側形成加固支撐效果，并沿橋梁施工方向，設置兩排以上的鋼管立柱結構，其中這一結構同時也需要應用到20#槽鋼，從而對橋墩結構實施水平方向支撐。以56a#工鋼方式在橋墩頂部進行放置，箱梁底板其實際的施工范圍設置12.6 型鋼架作為支撐梁，6mm 厚鋼模板。箱梁翼緣板范圍采用工56a 型鋼做為承重梁，現澆支架采用砂筒卸架。縱梁間距依次為1.26、0.16、4×0.20、0.525、8×0.5、0.525、4×0.20、0.16、1.26。

0#段混凝土一次澆筑完畢，澆筑時要兩端平衡澆筑，實施混凝土澆筑時，需要注意不同結構施工位置的先后順序，首先實施底板澆筑，其次為腹板澆筑，最后則是頂板的澆筑處理。

3.1.2 支座安裝

3.1.2.1 安裝支座之前需要進一步詳細檢查墊石的實際標高參數，并保障經過檢測墊石其各個頂角的實際高度與預測差值之間需要小于2mm。

3.1.2.3 支座安裝工藝：在工廠當中對于球型支座進行組裝時，需要進行詳細的調節，并對其中上部結構以及下座板等實施精準的調平處理。支座偏心的實際參數如表1。

表1 支座縱向預偏量（mm）

在支座當中嵌入混凝土結構，并對支座進行調平處理，其中的支座以及頂部標高等都需要實施調節至與設計標高相同的殘花，促使底部以及支承墊石之間能夠形成20 ～30mm空隙，隨后對注漿模板實施安裝。具體如圖2。

圖2 灌漿用模板示意圖

通過對支座中心位置以及其實際標高進行全面檢查后，實施灌注時需要應用的高強度關注材料，并且檢測其抗壓強度，需要保證灌漿材料整體壓強高于55MPa。

對整體支護下部以及螺栓孔隙實施注漿填充時，則需要從支付中心開始注漿，隨后檢測注漿范圍，直到全面填充支護底板以及鋼模之間的縫隙，則完成注漿施工。如圖3 所示。

圖3 重力灌漿示意圖

正式實施灌漿作業前，需要全面檢測漿體體積，避免實施灌漿時由于灌漿量不夠，從而導致中間缺漿，確定最終所需灌漿應用到的材料之后，卸除模板，檢測是否存在漏漿現象，如有發現，則需要及時應用泥漿進行填補，從而促使缺口位置獲取充足砂漿以及楔塊，擰緊下座板螺栓并拆除座版系統轉換連接螺栓，完成安裝處理后，則需要對支座具體狀況進行全面檢測，并將裸露在外的錨栓以及預埋板等進行涂裝處理，避免出現銹蝕問題。

在安裝支座的過程當中，需要保障其中心線始終與主梁的中心結構位置處于平行狀態，且檢測其頂面水平標高，需要能夠與施工設計當中的相應參數相符，并且使活動支架縱向上下導向塊處于平衡狀態。

3.2 掛籃安裝

安裝掛籃以前，主桁架要采取千斤頂對拉預壓。從而消除其非彈性變形和測取其彈性變形值。將主桁架反扣在正式對掛籃進行施工安裝時，則需要應用到千斤頂對主桁架實施對拉預壓處理，進一步解決其彈性變形值問題，其中的主桁架反扣（見圖4）則需要應用到液壓千斤頂等梁體張拉設備實施對拉處理，從而促使其加載力能夠形成自重1.2 倍的20%、40%、60%、80%、100%、120%等6 個不同的等級實施試驗加載之后，明確實際的測試吊點擾度效果。完成主桁架對拉處理后，則需要應用到吊車將掛籃主桁架移裝到滑道上，并在其中預埋U 型螺栓，促使其形成吊裝整體，利用支架對第一組構件進行定位，隨后與第二組構件進行橫聯，進而安裝門架以及吊帶結構，完成主體安裝之后進行模板吊裝處理，隨后對掛籃側模進行吊裝。

圖4 掛籃主構架預壓安裝布置圖

掛籃安裝好后必須通過試壓消除結構的非彈性變形。本靜載試驗采用液壓油頂反拉，以4#段（單節最重）的實際重量參數進一步進行荷載試驗，其中砼結構重力的計算式為59.039m3×2600Kg/m3×10N/Kg=1535.02KN。澆筑砼實際加載力計算為（1535.02+50）×1.2=1902.02KN。采用Φ32精軋鋼作為反拉材料，每側布置4 個反拉點（編號為1、2、3、4），間距為1.66m、1.92m、1.66m。

3.3 掛籃的走行

完成梁段灌注處理之后，需要檢測混凝土實際強度，保障其能夠達到標準設計強度之后，按照施工設計，實施張拉壓漿處理，等待其壓漿強度達到85%，則對掛籃進行移動。

首先需要脫模螺栓抽拔側模完成，拆除底模位置結構的后端錨桿，僅用螺紋鋼滑吊底膜。其次拆除吊桿并用后滑梁架吊住滑梁，避免拆除滑道錨固，實施檢測。借助于走行驅動裝置向前移動滑道，最后到達下一灌注點位，檢測滑道是否就位，觀測其直角水平位置，明確滑道距離是否符合實際設計要求，檢測合格后放松千斤頂，裝配移動掛籃。

借助于走行驅動裝置移動掛籃，并同時移動底模與側模直到下一階段。借助于錨桿錨固掛籃與豎向預應力筋，并增加錨固點，隨后安裝側模吊桿，對后滑梁架進行調整。調整模板位置及標高。

3.4 邊跨現澆段施工

應用到直徑630mm 壁厚10mm 鋼管進行支架搭設處理，共設三排，其兩排設置于承臺上，1 排設置于土層上，地基處理方法為打設鋼管樁作為基礎，鋼管入土不小于25m。鋼管間距，縱向間距2.65m、3.85m，橫向間距2m、2x3.75m、2m。橫向分配梁則需要應用到雙拼工56a 型鋼結構材料，橋墩位置處采用雙拼工25a 型鋼，縱梁采用工25a 型鋼做承重縱梁，其上設置100x100mm 橫向方木間距200mm 及15mm厚竹膠板，現澆支架采用砂筒卸架。縱梁間距依次為3x0.9、3x0.3、8x0.6、3x0.3、3x0.9m。翼緣范圍縱梁上方設扣件式支架，橫向間距900mm,縱距900mm,步距1000mm。

3.5 合龍段施工中的平衡設計

完成懸臂梁段的澆筑施工處理之后，則需要及時拆除懸臂掛籃，在橋墩T形結構的兩端懸臂處，配備相應的預備承重水箱，對合龍段進行施工處理時，則需要促使T形結構其兩端懸臂都能夠處于相對較為對稱平衡狀態。正式實施合龍施工前，需要檢測懸臂實際彎矩受力程度，進而設計平衡時，則需要按照橋墩彎矩平衡狀況，考慮到不同荷載問題：

3.5.1 合龍吊架其自身的結構重量及施工前的混凝土澆筑荷載參數。

3.5.2 直接作用于懸臂的荷載。

3.5.3 合龍段施工后混凝土實際重量。

通過在預備承重水箱當中加水，促使重量平衡處于均值狀態，結合施工設計在近端與遠端位置結構增設平衡重噸位。如圖5 所示。

圖5

3.6 掛籃結構計算

工程前支點掛籃結構可看作彈性支撐空間鋼架，為保證施工順利，簡化掛籃結構，需結合構件材質與界面尺度，建立單元，各單元組合利用ANSYS軟件計算分析。根據工程掛籃結構構成，包括前橫后、主縱梁、中橫梁、中支點、拱架拱圈等，根據實際受力情況，對掛籃進行分析。

狀況1：掛籃實施定位，并加以錨固處理，風垂直向上錘，張拉力為1300kN，且風向速度13.6m/s，計算掛籃變形、受力情況。

狀況2：掛籃實際張拉力為1300kN，混凝土完成1/2 澆筑處理后，尚未凝固，風速13.6m/s，計算掛籃變形、受力情況。

狀況3：掛籃混凝土完成1/2 澆筑處理后，未完全凝固，斜拉索張力2480kN, 風速為13.6m/s，計算掛籃變形、受力情況。

結果見表2。

表2 主要構件應力表

掛籃定位錨固后，采取工況一的方式，整體初張拉狀態穩定。

3.7 變形監測

各階段對墩頂開展變形監測，結果可知，施工階段墩頂平均變形-9.25mm，各施工工況下，墩頂變形產生“中巴效應”，變形值“擺動”對應，符合理論計算。

3.8 節段應力

在橋梁掛籃懸臂澆筑施工針對掛籃懸臂澆筑混凝土展開管控工作時，應當著重注意節段部位的實際應力，將應力變化通過監管系統進行實時統計，從根本掌握掛籃懸臂的應力狀況。正常頂部應力約為1.87MPa，而底部應力小于頂部應力，并與橋梁掛籃懸臂澆筑施工中的節段變化規律相符。

4 結論

總而言之，掛籃懸臂澆筑施工具有明顯的低成本、效率高、便于控制等優勢，被廣泛應用于現代橋梁工程建設中。因此，在橋梁施工中應用該技術時，一定要準確了解具體的施工技術和操作要點，做好橋梁施工過程中質量安全風險的監控和控制，確保現代橋梁工程后階段施工安全。