高速公路橋梁施工中的懸臂掛籃技術應用

吳澤海、游征宇

（江西省嘉和工程咨詢監理有限公司，江西 南昌330000）

0 引言

懸臂掛籃技術的抗震性能極為優越，該技術具備跨度尺寸大、剛度性能好、變形量小等特點，被大量地應用到橋梁項目建設中。懸臂段是整個橋梁的核心部分，該結構對整體橋梁通行效果和質量都有直接的影響。在現場施工中需要嚴格落實施工結構的質量監督、管理規定及各項施工措施，遵循國家標準和技術規范，提升高速公路橋梁建設質量。

1 工程概況

某橋梁工程全長1.1km，該橋梁周邊區域內的海拔高度為688.1～987.0m 之間，海拔高度差為298.9m。經分析發現，現場施工中除巖堆分布區域之外，整個大跨橋梁表面的覆蓋層厚度相對較小，基礎巖石條件都處于外部裸露的環境中，為溶蝕性低山溝谷地形狀態。在橋梁的整幅設計環節，主橋施工處于直線段內，其跨度尺寸內設置為2 層40m，采取預應力混凝土箱梁的形式，在內部布置五道混凝土伸縮縫，支座采取水平布置的方式，在橋梁縱坡的箱體應用三角墊層進行施工。考慮到橋梁工程的特殊性，決定采用懸臂掛籃施工技術進行施工。

2 掛籃設計

由于箱梁結構尺寸以及懸臂結構有一定的技術要求，為了使工程結構的安全、質量都符合要求，根據項目施工進度組織落實各項工作。掛籃設計環節采取鋼加工方法實施，掛籃選擇三角桁架，采用抗傾覆方式達到平衡性要求，掛籃施工中應滿足下述技術標準：

第一，承載性能應達到最大梁段運行標準，即結構自重3350kN；

第二，結構梁體寬度尺寸設定為10.0/13m；

第三，現場施工各個橋梁階段長度控制為3.0～4.5m；

第四，梁體高為4.5～10.0m；

第五，掛籃應達到滿載重量7900kN 以下；

第六，采取平衡設置的方式施工；

第七，抗傾覆系數應達到2.0 以上；

第八，各個結構部分的允差控制在20mm 以內。

3 掛籃懸臂澆筑施工技術

3.1 墩頂臨時固結

連續梁施工過程中，為了消除懸臂兩端產生的不平衡力，提升懸臂結構的穩定性，施工環節一定要做好主梁和橋墩的臨時加固工作。墩頂臨時固結應參考實際尺寸大小，分析大橋的連續施工要求，墩頂臨時固結決定采用電阻絲加硫磺砂漿固結的方式進行錨固，提升整個固結塊的穩定性，消除不必要的影響和制約。此外，在梁底和墩頂間設置鋼筋混凝土支座，按照5cm 的厚度澆筑硫磺砂漿，這種砂漿施工簡便，能夠維護梁體的施工安全。

3.2 墩頂0#塊施工

墩頂0塊為連續梁基準塊結構，內部鋼筋分布較復雜、孔道密集度較高、單體混凝土體積大、質量要求高，必須加強質量管理和控制。

在施工環節，針對墩身高度較大的情況，在現場應用墩旁三角托架方式組織開展施工。托架制作時需要選擇剛性強的材料作為基礎材料。而后采取自動焊接方法進行焊接，焊接完畢后進入預埋環節。在預埋階段，墩身需要預埋精軋螺紋鋼實現錨固處理，如有必要可以應用小型千斤頂開展錨固鋼筋初張拉施工，確保結構的緊固性合格，防止后續施工發生沉降的問題。

安裝托架后，按照1.2 倍的施工荷載量進行預壓試驗，保證結構具有良好的穩定性，消除外部非彈性變形因素的干擾，為后續梁體的施工提供更多的參考依據。在此過程中，鋼筋綁扎要結合預應力孔道設計的具體位置做出適當調整，避免施工過程中因切割造成孔道位置偏離。結束鋼筋綁扎后，進行混凝土澆筑施工，在澆筑混凝土前，要復核預埋件的位置和數量。混凝土澆筑順序是先將底板進行處理，之后延伸到腹板和頂板，實現充分澆筑。

3.3 掛籃安裝

拼裝掛籃的環節中，要選擇墩旁塔吊和汽車進行配合，組裝順序如圖1 所示。

圖1 掛籃安裝工藝

3.4 標準節段施工

標準節段工藝流程如圖2 所示。

圖2 工藝流程（砼=混凝土）

3.5 合龍段施工

3.5.1 設置剛性支撐

在合龍段施工的過程中，為了避免合龍段混凝土因溫差變化出現嚴重的開裂，需要在周圍設置支撐性鋼板和預應力筋。設置剛性支撐是為了避免溫度升高造成工梁段膨脹，消除不定壓力的影響和約束。設置臨時預應力鋼束主要是為抵抗溫度降低造成的收縮，降低混凝土開裂的可能性。

3.5.2 環境溫度控制

澆筑合龍段前，要對周圍的橋梁高層軸線長度進行檢測，并對一周之內的溫度變化進行測量和記錄，把握溫度變化值和一天中的最低溫度時間段。然后結合升降溫度的特點，避免低溫條件，在溫度變化不大的情況下進行合龍段澆筑施工。

3.5.3 配重

為保證合龍段混凝土澆筑環節處于相對穩定的平衡狀態，確保合龍段高差控制在合理的范圍內，應在合龍段兩端施加配重，保證其重量符合實際需要，能夠維持合龍段混凝土施工荷載量，配重一般會選擇水箱和混凝土預制塊。合龍段澆筑前，應結合實際情況采取減載處理。

3.5.4 混凝土

對合龍段混凝土配比嚴格控制，保證符合技術標準要求，并且應超過其他節段一個等級。完成澆筑之后，進行預應力高速張拉試驗，將臨時剛性支撐拆除，完成全橋合龍。在合龍段混凝土使用的過程中，需要合理控制水灰比、增加一定量的膨脹劑，避免出現收縮變形，確保強度符合規范要求。

3.6 線形控制

3.6.1 線形控制點設置

0塊施工時，需要在頂面、腹板、翼緣板周圍設置合理的測量點，為后期線控基準點提供更多的選擇。在澆筑梁段時，要結合具體的情況做出調整，然后對相應的測量點位進行布設。適當調整線控測量點，保證符合高程的需要。

3.6.2 觀測墩身變形

開展主墩施工的過程中，應當預埋沉降觀測點，定期觀測主墩沉降變形狀況，消除不利因素，合理把握位移狀況。避免橋面兩懸臂在施工過程中因為荷載量不均勻導致截斷，發生事故。

4 質量把控措施

4.1 掛籃施工前期堆載預壓的必要性

考慮到掛籃的彈性變形和非彈性變化，加上內部縫隙、緊固程度等不同因素的作用，在荷載過程中容易出現較大程度的變形，引起標準高度變化，使其缺乏一定的設計深度。所以在箱梁混凝土澆筑之前，要做好預壓處理，保證荷載量符合規范。

4.2 掛籃行走過程中的安全性

懸臂段在施工前，針對橋梁工程的底板、腹板鋼筋采取分塊安裝的方法進行施工，同時灌注混凝土、拆除掛籃環節都要達到平衡性的要求，確保T 梁兩側平衡度偏差在10t 以內。掛籃是鐵構件，所以必須保證線路正常運行，以免產生漏電危險，掛籃現場施工用電管理嚴格控制，線路由專業人員組織鋪設施工。

懸臂澆筑施工中，應組織專人開展掛籃錨固螺栓安裝，前后吊桿做好關鍵受力分析，同時落實千斤頂、鍛煉、鋼絲繩等維護與管理，及時總結問題并處理。移動掛籃時要對前一段的豎向精軋鋼進行張拉試驗，確保豎向和橫向精軋鋼能夠為掛籃提供有效的受力。在非彈性位移的前提下，為了保證掛籃的受力安全，還需要在掛籃行走移位的過程中對每段行走量進行錨固，避免掛籃出現嚴重的傾覆。在相同T 構上的兩套掛籃移位時，應保持同時、對稱進行，位移差控制在40cm 以內。在移動操作中，掛籃后部應設置有保險倒鏈，速度在10cm/min 以下。

掛籃行走之前，必須將人員全部撤離，且不能在移動影響范圍內。澆筑混凝土施工前，應組織人員對現場進行全面檢查，做好驗收與管理工作，消除不利因素的影響。

4.3 澆筑混凝土時需注意事項和掛籃的撓度

澆筑施工采取水平分層、斜向分段方式，按照先跨中后兩邊、先底板與腹板后頂板方式澆筑施工。

在澆筑施工環節，底模的適當部位上應沿著橋向設置5～7 個20×20 的孔，確保在澆筑環節有效控制。頂板澆筑環節應及時恢復，達到牢固性要求。底板混凝土澆筑中坍落度應適當增大，頂板混凝土坍落度應適當減小。底板至腹板澆筑時，內模以上2～3cm 位置處停止澆筑，在底部混凝土達到初凝狀態后，才能開始腹板混凝土澆筑施工。組織人員開展全面檢查，存在上返的問題應及時停止澆筑施工，并采取措施處理。及時清理多余混凝土，確保平整度合格。在橫隔板和梁端兩側，一定要按照澆筑的各項環節密實處理混凝土，禁止出現嚴重的空洞和漏振現象。頂板混凝土一般分為兩層進行澆筑，首層混凝土由于坍落度較大，很容易和腹板混凝土實現充分的融合，第2 層整體的坍落度較小，有助于收漿抹面。振搗混凝土的過程中，禁止直接接觸模板。

除此之外，還要做好波紋管和其他預埋件的處理。混凝土盡量選擇對稱澆筑的形式。在澆筑過程中，要隨時進行振搗處理，按照分層澆筑的整體原則，把握腹板和墊板的混凝土情況。在分層澆筑過程中，需要避開錨墊板的具體位置，避免因施工縫過大而帶來的各種影響。

4.4 強化壓漿和預應力張拉控制力度

在懸臂掛籃施工的環節中，要做好壓漿和預應力注漿的控制工作，保證注漿的飽和性，施工環節中，需派遣專業人員進行全面控制。預應力操作系統在整個掛籃結構中具有至關重要的作用，要嚴格按照要求進行抗腐蝕性處理，保證預應力張拉度的大小。通過強化壓降以及控制預應力張拉力度，從源頭上解決橋梁結構的穩定性問題。

5 結語

綜合上述分析，在橋梁工程施工過程中，懸臂掛籃技術的應用可以對橋梁工程建設質量與進度提供很大幫助。因此，在施工環節，需要明確懸臂掛籃技術的施工指標，做好技術工藝的控制。此外，在今后橋梁工程項目建設中，需要加大力度做好懸臂掛籃技術的優化，通過更新技術方案、引進全新技術措施、完善施工現場質量安全管理措施，才能發揮出懸臂掛籃技術的應用效果。