橋梁施工中菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)

張媛芳、張媛

（南昌公路橋梁工程有限公司，江西 南昌 330077）

0 引言

在橋梁施工過程中，菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。該技術(shù)通過將掛籃懸掛于懸臂部位，可實(shí)現(xiàn)在橋墩無法直接支撐的情況下進(jìn)行懸臂澆筑的施工方式，不僅能提高橋梁施工效率，還能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)在實(shí)施過程中還存在相關(guān)的技術(shù)問題。因此，深入研究和理解這一技術(shù)的施工原理和關(guān)鍵要點(diǎn)，加強(qiáng)施工管理和控制，對(duì)確保橋梁建設(shè)有重要意義。

1 菱形掛籃懸臂澆筑技術(shù)

菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)是一種在大型橋梁建設(shè)中常用的特殊澆筑方法，可通過懸掛菱形掛籃，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁主梁或懸索橋索塔等懸臂部位的混凝土連續(xù)澆筑施工。菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

首先，該技術(shù)可以提高施工效率，減少澆筑時(shí)間，從而加快項(xiàng)目進(jìn)度。其次，相較于傳統(tǒng)的支模澆筑方法，該技術(shù)能夠降低人力成本，減少對(duì)大量支模的需求。再次，菱形掛籃懸臂澆筑技術(shù)能夠提升施工安全性，通過降低懸臂區(qū)域的工作高度，降低施工和風(fēng)險(xiǎn)，保障施工人員的安全。最后，通過控制混凝土的流動(dòng)速度和澆筑量，能夠更好地保證施工質(zhì)量[1]。

2 菱形掛籃懸臂澆筑技術(shù)應(yīng)用

2.1 掛籃安裝施工

2.1.1 制作掛籃

在掛籃制作的過程中，要嚴(yán)格管控每個(gè)環(huán)節(jié)，以確保掛籃符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

首先，掛籃結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、承載能力及安全性都是需要優(yōu)先考慮的因素，施工人員不能隨意調(diào)整掛籃結(jié)構(gòu)尺寸，必須按照設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行制作。

其次，在掛籃加工環(huán)節(jié)，需嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案和施工標(biāo)準(zhǔn)，控制加工位置，并使用數(shù)控切割機(jī)等先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行加工。

最后，掛籃制作階段明確焊接參數(shù)十分重要，工作人員必須嚴(yán)格遵守工藝方案做好焊接時(shí)間、速度、溫度等方面的控制。由于掛籃結(jié)構(gòu)內(nèi)的部件較多，焊接工作量也相對(duì)較大，因此必須對(duì)所有環(huán)節(jié)進(jìn)行全面控制，以防止漏焊、缺陷等問題。在掛籃制作過程中，還需要進(jìn)行材質(zhì)和功能方面的檢測(cè)，選擇符合要求的焊接材料，并加強(qiáng)焊接試驗(yàn)檢測(cè)和分析，以確保焊接工藝符合標(biāo)準(zhǔn)，滿足工程要求。

2.1.2 掛籃拼裝

掛籃制作完成后，要將各個(gè)部件進(jìn)行拼裝，以形成完整的掛籃結(jié)構(gòu)。拼裝的第一步是對(duì)掛籃尺寸、形狀和質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保其符合設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)需對(duì)部件進(jìn)行清潔和防腐處理，以保證掛籃的使用壽命和安全性能。在拼裝過程中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)方案使用合適的起重機(jī)、螺栓和焊接設(shè)備，進(jìn)行掛籃組裝，確保每個(gè)連接點(diǎn)的牢固性和準(zhǔn)確性，以及整個(gè)掛籃結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和平衡性。在掛籃拼裝過程中，需要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，確保施工人員的安全。合理安排工作流程和人員配備，確保拼裝工作高效順利進(jìn)行。拼裝完成后，對(duì)掛籃的整體結(jié)構(gòu)和連接部位進(jìn)行細(xì)致的檢查，確保沒有缺陷、松動(dòng)或其他問題[2]。

2.1.3 掛籃預(yù)壓試驗(yàn)

掛籃預(yù)壓試驗(yàn)是菱形掛籃懸臂澆筑施工中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，目的在于驗(yàn)證掛籃的承載性能和安全性。按照一定的順序和時(shí)間要求進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)，確保掛籃能夠在實(shí)際使用中承受設(shè)計(jì)負(fù)荷并保持穩(wěn)定。

（1）20%的預(yù)壓試驗(yàn)

對(duì)掛籃加載其設(shè)計(jì)負(fù)荷的20%，這一級(jí)別的測(cè)試旨在初步驗(yàn)證掛籃的穩(wěn)定性和可靠性。掛籃需要在該負(fù)荷下保持30min，沒有明顯的變形或失穩(wěn)現(xiàn)象視為合格。

（2）50%的預(yù)壓試驗(yàn)

對(duì)掛籃加載其設(shè)計(jì)負(fù)荷的50%，這一級(jí)別的測(cè)試在于進(jìn)一步評(píng)估掛籃的承載能力和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。掛籃需要在該負(fù)荷下保持30min，之后對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的觀察和測(cè)量，確認(rèn)是否存在任何不正常的變形或振動(dòng)。

（3）70%的預(yù)壓試驗(yàn)

對(duì)掛籃加載其設(shè)計(jì)負(fù)荷的70%，這一級(jí)別的測(cè)試是為了驗(yàn)證掛籃的耐久性和安全性。掛籃需要在該負(fù)荷下保持30min，經(jīng)過更加精確的觀察和測(cè)量，檢驗(yàn)其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。

（4）100%的預(yù)壓試驗(yàn)

對(duì)掛籃加載其設(shè)計(jì)負(fù)荷的100%，這一級(jí)別的測(cè)試是最關(guān)鍵的一步，用于驗(yàn)證掛籃在設(shè)計(jì)負(fù)荷下的性能和安全性。掛籃需要在該負(fù)荷下保持30min，之后對(duì)其進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，以確保沒有任何結(jié)構(gòu)上的問題或失效的情況。

（5）120%的預(yù)壓試驗(yàn)

在這個(gè)級(jí)別下，掛籃將負(fù)荷其設(shè)計(jì)負(fù)荷的120%，以檢驗(yàn)掛籃的超載能力和安全儲(chǔ)備。雖然這個(gè)級(jí)別不在設(shè)計(jì)負(fù)荷范圍內(nèi)，但它可以確保掛籃在應(yīng)對(duì)緊急情況或突發(fā)事件時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性[3]。

2.1.4 驗(yàn)收

首先，檢查掛籃的各個(gè)部件是否齊全、連接是否牢固、焊接是否均勻且無缺陷。同時(shí)，檢查掛籃的外觀是否符合設(shè)計(jì)要求，如表面涂裝是否完整、有無銹蝕和破損等。

其次，通過負(fù)荷試驗(yàn)，驗(yàn)證掛籃是否能夠承受設(shè)計(jì)要求的負(fù)荷，且在加載過程中不發(fā)生變形或失穩(wěn)的情況。此外，應(yīng)評(píng)估掛籃的抗風(fēng)荷載性能，以確保其在施工現(xiàn)場的穩(wěn)定性。

再次，檢查掛籃的安全裝置和防護(hù)措施是否完善，以確保施工人員在掛籃上作業(yè)的安全性。

最后，進(jìn)行非破壞性檢測(cè)，如超聲波探傷和磁粉探傷，以檢測(cè)掛籃焊縫的質(zhì)量和連接點(diǎn)的可靠性。此外，應(yīng)對(duì)掛籃的材料進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。

2.2 混凝土澆筑施工

首先，從懸臂部位開始施工。懸臂部位是指距離橋墩最遠(yuǎn)的區(qū)域，需要先對(duì)其進(jìn)行澆筑，以形成起始點(diǎn)。施工人員將混凝土材料輸送到懸臂部位，并進(jìn)行澆筑和平整。

其次，腹板結(jié)構(gòu)澆筑。這一部分的澆筑從頂板開始，施工人員將混凝土材料輸送到頂板位置，并逐漸向下澆筑。為了確保混凝土均勻分布，應(yīng)注意施工速度和振搗操作的協(xié)調(diào)，在澆筑過程中，需要不斷進(jìn)行平整和振搗，以保證混凝土的密實(shí)性。

再次，在腹板結(jié)構(gòu)的澆筑過程中，還需要覆蓋卸料板。卸料板通常放置在進(jìn)料口的上方，用于控制混凝土的流動(dòng)和分布，施工人員需要確保卸料板與腹板之間緊密連接，并檢查其位置，并將之固定。

最后，根部施工。根部是掛籃與橋墩連接的部位，需要特別注意施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，施工人員將混凝土輸送到根部區(qū)域，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠秸驼駬v，以確保混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在混凝土澆筑施工過程中，還需要做好振搗施工，確保混凝土的密實(shí)性。將振動(dòng)器安置在混凝土表面，并確保其均勻分布。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程特點(diǎn)，確定振搗設(shè)備的布置密度和位置。啟動(dòng)振動(dòng)器，將振搗棒插入混凝土中，振搗操作應(yīng)按照既定的節(jié)奏和順序進(jìn)行，確保整個(gè)掛籃區(qū)域均勻受力。在振搗過程中，要注意避免過度振搗或局部振搗不到位的情況。此外，在混凝土振搗施工時(shí)，要根據(jù)混凝土的特性和設(shè)計(jì)要求，控制振搗時(shí)間和深度，確保混凝土內(nèi)部的氣泡被充分排除，保證混凝土均勻分布，提高其密實(shí)性和強(qiáng)度[4-5]。

2.3 合龍段施工

合龍段施工包括永久支座安裝、兩側(cè)高差控制、邊跨施工、勁性骨架安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑和張拉等。

第一，施工開始前，先進(jìn)行永久支座的安裝。支座應(yīng)準(zhǔn)確安裝在橋梁兩側(cè)的承臺(tái)或墩臺(tái)上，以提供合適的支撐和承載能力[6]。同時(shí)，要嚴(yán)格控制兩側(cè)的高差，確保高差不超過15mm，以保證橋梁的水平度和平穩(wěn)度。

第二，施工過程中，先進(jìn)行邊跨部位的施工。邊跨施工包括模板搭設(shè)、鋼筋綁扎等工序，以確保結(jié)構(gòu)和尺寸符合設(shè)計(jì)要求。隨后進(jìn)行勁性骨架的安裝，將橫梁和縱梁準(zhǔn)確安裝在支座上，并進(jìn)行必要的調(diào)整和固定，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度[7-8]。

第三，勁性骨架安裝完成后，進(jìn)行鋼筋的綁扎工作。按照設(shè)計(jì)要求和圖紙，將鋼筋按照預(yù)定的布置和間距進(jìn)行綁扎，確保鋼筋綁扎穩(wěn)固，為后續(xù)混凝土澆筑提供支撐[9]。

第四，混凝土澆筑。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工計(jì)劃，控制混凝土澆筑時(shí)間和工藝，確保混凝土均勻分布。在施工過程中，要注意振搗和平整工作，以提高混凝土的密實(shí)性和表面質(zhì)量。

第五，混凝土初凝后，進(jìn)行張拉施工。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范，使用張拉設(shè)備對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行張拉，并固定在錨固端，以增加梁的承載能力和剛度。同時(shí)，控制張拉力的大小和持續(xù)時(shí)間，確保預(yù)應(yīng)力的準(zhǔn)確施加[10]。

3 施工質(zhì)量控制措施

3.1 加強(qiáng)安裝環(huán)節(jié)的監(jiān)督和控制

掛籃安裝對(duì)懸臂澆筑水平有直接影響，因此需要加強(qiáng)對(duì)掛籃安裝施工規(guī)范性的控制，確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格。進(jìn)行掛籃安裝前，確保所有所需設(shè)備、材料和工具的準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，檢查掛籃的構(gòu)件和連接件的完整性和合格性，確保其符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

第一，監(jiān)督掛籃的安裝位置和精度。掛籃安裝應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和圖紙進(jìn)行，確保將掛籃懸掛在準(zhǔn)確的位置，并通過測(cè)量和調(diào)整控制其位置和高度，其間需由專人監(jiān)督安裝過程中的測(cè)量工作，以保證掛籃準(zhǔn)確安裝[11]。

第二，檢查掛籃的固定和支撐，確保掛籃與永久支座牢固連接；檢查掛籃與支撐結(jié)構(gòu)之間的接觸面和連接點(diǎn)，確保其緊密貼合和固定。

第三，施工人員進(jìn)行現(xiàn)場結(jié)構(gòu)自檢，對(duì)整個(gè)掛籃結(jié)構(gòu)的變形情況進(jìn)行檢查，執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行調(diào)整處理，每次調(diào)整的距離為5mm，以防止發(fā)生嚴(yán)重的變形問題，確保掛籃結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量合格。

3.2 有效控制梁體撓度

為了確保橋梁工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量合格，達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工中，需要通過線性軟件對(duì)施工進(jìn)度、材料、設(shè)備位置等方面進(jìn)行控制，并收集現(xiàn)場的施工數(shù)據(jù)信息。對(duì)梁體撓度參數(shù)進(jìn)行綜合性計(jì)算，通常其變化應(yīng)控制在5mm 以內(nèi)。如果撓度參數(shù)超過5mm，應(yīng)分析發(fā)生該變化的原因，了解影響因素，并采取合理的處理措施。同時(shí)，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄到系統(tǒng)內(nèi)，重新進(jìn)行撓度數(shù)據(jù)計(jì)算分析，以達(dá)到數(shù)據(jù)精度標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的合龍施工提供依據(jù)。

4 菱形掛籃懸臂澆筑的安全管控措施

在菱形掛籃懸臂澆筑施工中，高空作業(yè)量較大，現(xiàn)場存在較高的危險(xiǎn)性。加之現(xiàn)場施工環(huán)境復(fù)雜，工藝流程繁多，若現(xiàn)場的安全管理未按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成影響，甚至引發(fā)安全事故，危及施工人員的生命安全，并給工程企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)中，應(yīng)加強(qiáng)安全管理和控制，確保各個(gè)環(huán)節(jié)處于可控范圍內(nèi)，并嚴(yán)格執(zhí)行菱形掛籃懸臂澆筑的工作要點(diǎn)。

在吊梁下放階段，應(yīng)由專業(yè)人員監(jiān)測(cè)水平位移情況，確保下放位置的精確性。在軌道走行階段，每次開啟系統(tǒng)設(shè)備前都需檢查橫梁結(jié)構(gòu)是否安全、穩(wěn)固，同時(shí)確保速度控制在10m/h 以內(nèi)。當(dāng)掛籃與梁端之間距離約為1m 時(shí)，應(yīng)減緩移動(dòng)速度，保持結(jié)構(gòu)平衡。

在掛籃施工、軌道移動(dòng)和掛籃前移等操作中，要控制每個(gè)細(xì)節(jié)，消除安全隱患。同時(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場各部分的檢查工作，確保每個(gè)結(jié)構(gòu)都具有較高的安全性，從而保證施工順利進(jìn)行，不給工程留下任何隱患。對(duì)于現(xiàn)場存在的安全隱患問題，要立即組織人員進(jìn)行整改處理，以防止對(duì)結(jié)構(gòu)安全性產(chǎn)生負(fù)面影響。

5 結(jié)語

菱形掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)是目前橋梁工程建設(shè)的主要技術(shù)之一，有助于提升橋梁工程的質(zhì)量與效率。采用該技術(shù)時(shí)，在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)高空作業(yè)、施工環(huán)境和工藝流程的把控，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展，提高菱形掛籃懸臂澆筑技術(shù)水平，制訂安全、高效的橋梁施工方案。