公路橋梁懸臂掛籃技術應用

劉宇坤

（山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在公路橋梁施工中，傳統的施工方法在面對高墩大跨、深澗峽谷及類似的地面作業條件不足的情況時會存在操作困難、安全保障不足等問題，影響項目的正常進行。交通事業不斷發展對公路橋梁建設的要求越來越高，在這種時代背景之下，將懸臂掛籃技術合理地應用到橋梁工程實際，能夠給施工環境構建一個高效安全的空中施工作業平臺，變傳統的地面平面施工作業為向空間立體施工作業發展，有效地解決了地面作業場地條件不足帶來的一系列問題。加強橋梁施工懸臂掛籃技術的應用研究具有重要的現實意義。

1 懸臂掛籃結構組成

懸臂掛籃結構是指在橋梁施工中使用的一種特殊的掛籃裝置，是橋梁施工中非常重要的輔助設備，能夠有效提高施工效率、保障工程質量。懸臂掛籃通常由以下部分構成。

一是主懸臂。主懸臂是懸臂掛籃的核心部件，是用來支撐和懸掛懸臂段的主要承載構件。主懸臂通常由高強度鋼材制成，具有足夠的承載能力和穩定性，能夠保證懸臂掛籃的安全與可靠性。

二是豎直支撐桿。豎直支撐桿是主懸臂與橋墩之間的連接部件，用于將主懸臂固定在橋墩上，并提供縱向穩定性。豎直支撐桿通常由鋼管或鋼板制成，具有足夠的強度和剛性。

三是橫向支撐桿。橫向支撐桿用于將主懸臂與懸掛桁架之間連接起來，以提供橫向穩定性和剛性。橫向支撐桿通常由鋼管或鋼板制成，能夠確保整個掛籃結構的穩固性。

四是懸掛桁架。懸掛桁架是用于懸掛和支撐掛籃的重要部件，它位于主懸臂下方，負責承載和傳遞懸掛荷載。懸掛桁架通常由鋼材制成，具有足夠的強度和剛性。

五是懸臂掛籃平臺。懸臂掛籃平臺是工人進行施工作業的場所，位于懸掛桁架上方，提供安全的工作空間。懸臂掛籃平臺通常由鋼板制成，并設有護欄和安全設施，以確保工人的安全。

六是吊籃。吊籃是用于將工人和施工材料送至懸掛平臺的裝置，吊籃通常由鋼絲繩和鋼板制成，能夠承載工人和材料的重量，并確保穩定運送[1]。

2 公路橋梁懸臂掛籃技術應用

2.1 工程概況

某橋梁工程項目采用預應力混凝土結構形式，總長度為1.1km，沿東北至西南方向搭建，橫跨當地的河流區域，地面標高為922m，相對高差為34.76m。該橋梁工程項目是一座重要的連續橋梁結構，采用連續梁墩的設計，柱體高度為27m，用于跨越當地河流。首先，橋梁工程項目設置支座中心距兩端的距離為0.75m，梁的總長度為177.5m，采用二次拋物線變化形式。其次，墻面結構采用整體墻面形式，以確保整體運行的穩定性效果。在連續梁結構的中間設置一個支柱，該支柱距離側向中線為3.1m，以有效控制直線基礎墻面的厚度。再次，梁截面采用單箱單室腹板結構形式，頂板厚度為32cm，腹板厚度約為40cm，底板跨中采用二次拋物線變形設置。最后，該連續梁工程采取分節段施工方式。

2.2 施工準備階段

2.2.1 掛籃拼裝

為了確保掛籃拼裝作業的順利進行，必須做好多項準備工作。

首先，需要對各個結構部件的質量進行仔細檢查，同時進行桿件預埋處理。

其次，在掛籃拼裝過程中需鋪設大量的枕木，以使得箱梁腹板頂面高度差保持在合理的范圍之內，從而確保掛籃長期保持水平狀態。在掛籃拼裝的各個工序中，必須進行仔細的檢測分析，以確保各個結構的安裝質量合格。

最后，在每個環節都應由專人進行質量監督檢查，以確保掛籃拼裝施工效果達到要求。

2.2.2 掛籃加載試驗

在懸壁掛籃的現場施工中，工作人員采用掛籃加載試驗的方法，用于控制掛籃的變形量和內部形態的變化。通過計算、對比測量數據與標準數據之間的差異，選擇合理的施工方式，以消除彈性變形量，從而提升結構的整體性能。

在該項目中，在合理的溫度情況下進行現場試驗工作，采取堆載試驗的方法進行最大荷載分析。由于不同結構部分的荷載參數存在一定差異，所以使用砂袋進行計量和分析。在試驗過程中進行1～4 級荷載增加，分別為170t、137t、85t 和108t，并嚴格控制加載程序和參數值。同時，結合實際情況設置合理的荷載持續時間（不少于20min），加載工作結束2h 后進行加載試驗分析，以掌握箱梁的應力變化狀態[2]。

2.3 施工階段

2.3.1 掛籃安裝

掛籃結構安裝包含滑軌安裝、預應力安裝以及精軋螺紋鋼預埋等工序。為確保掛籃安裝施工的質量達到合格標準，需嚴格控制每道工序的施工質量。

首先，安裝掛籃的底模塊。通過螺紋鋼進行底模塊的固定處理，將軌道上的主桁架吊裝就位，使整個掛籃底部保持為懸吊狀態。

其次，拆除梁段外模板。通過吊車進行現場外模板的運輸作業，將其放置在指定的位置，并進行模板主桁架結構的連接與固定處理，確保安裝和吊裝施工效果符合要求。

最后，嚴格執行設計方案標準，加強懸臂掛籃安裝控制工作。合理設置吊耳、錨固筋等，并確保各個部位之間的間距符合標準。如果發現任何質量問題，應及時進行返修處理，以確保懸臂吊裝施工的質量合格。

2.3.2 箱梁懸臂施工

（1）掛籃懸臂施工模式

在橋梁工程施工過程中，掛籃結構的安裝是一個關鍵環節。在該橋梁項目施工中，對于1 號段的箱梁懸臂施工，采用掛籃懸臂施工方式。進行掛籃安裝時，結合現場的具體狀態和工程要求，調節預應力施工方式，以消除外部因素的干擾和影響，有效提升施工質量和效率。采用對稱懸臂掛籃施工模式，能夠確保整體結構達到平衡性標準。將掛籃安裝到規定部位后，根據實際需要進行移動并設定在預定部位，然后進行現澆作業[3]。

（2）模板支設

在施工過程中，需要對主桁的變形進行計算（見表1），明確相關參數，再進行模板支設。逐一安裝模板，包括內模板、外模板、底模板、支護底模板等結構，并進行主桁架前側懸吊結構施工。外模板安裝必須符合工程需求，以確保掛籃能夠在預定部位按照要求進行移動。模板支設步驟如下：

表1 主桁變形計算表

第一，內模板安裝。根據工程要求安裝內模板，確保其穩固地固定在主桁結構上。

第二，外模板安裝。安裝外模板，確保其與內模板緊密配合，形成完整的模板結構。外模板的安裝位置和穩定性對掛籃的移動至關重要，必須符合工程要求。

第三，底模板安裝。內外模板安裝完畢后安裝底模板，以支撐混凝土澆筑工作。

第四，支護底模板安裝。支護底模板用于支撐混凝土的重量，必須牢固地安裝在底模板上，其穩定性和承載能力需要滿足設計要求。

（3）掛籃走行

掛籃走行包括以下環節：

一是掛籃軌道。第一，現場清理。工作人員需要對工作區域進行清理，確保沒有雜物或障礙物影響工作。此外，需要清潔滑軌表面，以確保滑軌運行順暢。第二，潤滑處理。根據工藝要求，在滑軌表面涂抹一層潤滑油，這有助于提高滑軌的運行順暢度，減少摩擦。第三，鐵皮覆蓋。潤滑處理后，貼上一層鍍鋅鐵皮，以進一步保護滑軌表面，確保其免受外部環境的侵蝕。第四，模板準備。確保底模板、內模板和外模板的錨桿已經安裝到位，且混凝土處于脫離狀態，這是模板拆除和移動的前提條件。第五，模板移動。將配套的骨架與內外模板移動到規定的部位，確保底模的位置合適，受力條件良好，同時確保滑軌的安裝質量滿足工程要求，這有助于掛籃的正常移動和施工。

二是安全檢查。第一，進行全面的安全檢查，特別要關注底部平臺移動、軌道鋪設等環節，確保軌道始終保持水平狀態，同時做好拉桿頭、接縫等方面的處理，以提高工程建設效果。第二，掛籃到位處理。掛籃移動到規定的部位后，按照工藝方案進行后錨系統安裝，同時調整受力條件，使其達到最佳狀態[4]。

（4）箱梁懸臂澆筑

箱梁懸臂澆筑需要按照設計方案進行施工。在澆筑混凝土之前，需要在箱梁內部設置鋼筋骨架，以有效提高箱梁的強度和耐久性。隨后，施工人員將混凝土從澆筑車輛或泵送設備中輸送到懸臂掛籃中，并確保混凝土均勻分布。澆筑過程中，必須密切監測混凝土的流動性，以確保它能夠完全填充整個箱梁截面，且沒有氣泡或空洞。澆筑完成后，混凝土逐步硬化和固化通常需要一段時間。在此期間，施工人員需要定期檢查混凝土的溫度和濕度，以確保其強度得到充分發展[5]。

（5）預應力鋼絞線施工

預應力鋼絞線穿束對預應力結構的穩定性有重要影響，預應力鋼絞線穿束流程如下：

第一，材料準備。開始穿束前，需要準備預應力鋼絞線、孔道或導管、張拉設備、灌漿材料以及相關的工具和安全裝備。

第二，孔道準備。進行混凝土澆筑時，需要在構件中留出孔道或導管，以便將預應力鋼絞線穿過。這些孔道必須按照設計要求精確布置，并確保沒有混凝土渣滓或障礙物。

第三，鋼絞線準備。對預應力鋼絞線進行預處理，包括對鋼絞線的清潔、涂覆或包覆防銹材料，以確保其在穿束過程中不會受到損壞或腐蝕。

第四，穿束作業。穿束過程通常采用人工或卷揚機輔助模式。在人工穿束中，手動將鋼絞線穿過孔道，確保其沿設計的路徑穿過孔道結構。在卷揚機輔助穿束中，卷揚機拉動鋼絞線將其穿過孔道，這種方法適用于長距離或復雜的穿束任務。

（6）預應力張拉施工

預應力張拉施工是一項復雜的工程過程，通常采用分級張拉方式，以確保結構的安全性和整體性能。

第一級張拉（低應力）：在這一級別的張拉中，借助張拉設備將預應力鋼絞線輕輕拉伸至較低的張力水平，通常為結構設計張拉力的20%～30%。在第一級張拉結束后，需要在張拉錨具附近的孔道中注入灌漿材料，用于固定預應力鋼絞線，并確保其與混凝土結構充分黏結。

第二級張拉（中等應力）：在第一級張拉結束、灌漿完全固化后，進行第二級張拉。在這一級別的張拉中，需要借助張拉設備將預應力鋼絞線進一步拉伸，通常要達到設計張拉力的50%～60%。在第二級張拉結束后，需要再次進行灌漿，以確保預應力鋼絞線與混凝土結構緊密連接。

第三級張拉（最終應力）：在這一級別的張拉中，需要借助張拉設備將預應力鋼絞線拉伸至設計張拉力的100%，這是結構所需的最終預應力水平。

需要注意的是，在每個張拉級別完成后，需要進行質量檢查和監測，包括張拉力的測量、灌漿質量評估，以及孔道的清潔性和完整性檢查。

3 結語

綜上所述，在公路橋梁施工中合理應用懸臂掛籃技術，對保障橋梁工程的建設進度以及工程的穩定性有重要幫助。文章結合某工程橋梁項目實例，對公路橋梁懸臂掛籃工藝過程進行了深入探討，明確了懸臂掛籃施工要點，同時對張拉過程的技術內容進行探究，分析表明，嚴格控制施工工序對提高公路橋梁懸臂掛籃施工的穩定性有重要幫助。今后開展同類工程項目時，應積極引入更為先進、智能的技術手段，提高懸臂掛籃施工的自動化程度，以更好地保證作業過程的安全性、效率及質量。