基于單側懸臂掛籃技術的大跨徑連續橋梁施工方法

摘要：由于大跨徑連續橋梁施工環境復雜、作業難度較高，難以保證施工安全和質量，文章提出基于單側懸臂掛籃技術的大跨徑連續橋梁施工方法。以某大跨徑連續橋梁工程為研究對象，分別從掛籃形式的確定、施工參數的獲取、掛籃安裝、懸臂澆筑方面對單側懸臂掛籃技術做深入分析。施工監測結果表明，單側懸臂掛籃施工對梁體撓度變形的影響較小，驗證本次大跨徑連續橋梁施工質量良好。

關鍵詞：單側懸臂掛籃技術；大跨徑連續橋梁；橋梁施工；施工監測

中圖分類號：U448.21+5" " " " 文獻標識碼：A" " " " DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2024.11.051

文章編號：1673-4874（2024）11-0172-04

0引言

21世紀以來，我國大力推進基礎設施建設發展，其中橋梁建造項目發展迅猛。我國橋梁工程在施工技術、建造材料、結構類型等方面，均積累了相當豐富的經驗。預應力混凝土橋梁的誕生，徹底改變了我國傳統橋梁施工方法，不僅大大節約了建橋材料與資金，而且可以加快施工工期。大跨徑連續混凝土橋梁施工技術的應用，開創了我國現代化橋梁發展的新時代，促使我國橋梁結構更加完善。大跨徑連續混凝土橋梁具有外形尺寸小、橋下凈空大等優勢，橋墩和主梁之間固結，可以省去支座。但因此在橋墩混凝土因外界溫度等因素發生收縮徐變時，會對主梁產生較大影響，所以橋梁懸臂施工至關重要。然而，大跨徑連續橋梁工程的施工工藝復雜，技術難度相對較大，在施工過程中存在一定風險，所以進一步探究大跨徑連續橋梁懸臂施工技術對推動我國橋梁發展具有重要意義。

1工程概況

本文主要依托某市新建鐵路線工程中的大跨徑連續橋梁項目，主橋為分離式的上下行兩幅箱梁。根據設計方案的要求，主橋箱梁為50#預應力鋼筋混凝土結構，縱向梁高由根部向跨中成拋物線變化，最大寬度為12.8m。在該大跨徑連續橋梁施工中，首先需要進行T梁施工，然后結合懸臂施工組成橋梁整體結構，本文主要針對橋梁施工中的懸臂掛籃技術進行詳細介紹。

2單側懸臂掛籃施工技術

2.1確定掛籃形式

由于大跨徑連續橋梁施工對單側懸臂掛籃技術水平的要求較高，所以掛籃形式的選擇至關重要［1］。根據掛籃構造類型，可以將掛籃分為桁架式與斜拉式，其中斜拉式掛籃結構更為簡單，操作靈活方便，桁架式掛籃穩定性與平衡性更好。本文經過整理，繪制如圖1、圖2所示的常用掛籃形式構造圖。

由圖1可知，桁架式掛籃就是在橋梁的上部結構構造一個自身荷載較小的桁架，這種掛籃形式可以根據自身錨固或壓重來協調穩定性能的問題，而且通過桁架的向外延伸可以在一定程度上加快大跨徑連續橋梁的施工速度。由圖2可知，斜拉式掛籃［2］是從桁架式掛籃結構進化而來，這種掛籃結構的上部一般采用斜拉桿來取代桁架結構傳遞荷載，且配有軸承的鋼輪，使掛籃系統行走更加方便，而且這種掛籃形式具有操作簡便和掛籃重量輕等特點。本文結合大跨徑連續橋梁施工的實際情況，綜合考慮到掛籃重量、施工拆卸等多方面因素，最終決定采用三角斜拉式掛籃來進行本次大跨徑連續橋梁施工。由于在大跨徑連續橋梁施工中，懸臂各塊段混凝土為澆筑形式，所以要求單側掛籃的剛度應足夠，避免在掛籃安裝過程中因結構內部受力而出現變形現象。在實際的單側懸臂掛籃施工過程中，不僅需要選擇合適的掛籃形式，而且需要對掛籃結構參數詳細掌握，下文將針對單側懸臂掛籃施工參數展開分析。

2.2獲取施工參數

在大跨徑連續橋梁懸臂掛籃施工之前，需要對相應的施工參數進行確定。掛籃結構與材料參數需要結合實際的大跨徑連續橋梁施工設計圖紙進行確定，本文不詳細贅述。除掛籃結構與材料參數之外，最重要的就是荷載參數的確定［3］。根據我國公路橋梁設計標準規范要求可知，荷載參數對大跨徑連續橋梁的穩定性具有重要影響。按照單側懸臂掛籃施工技術規范，本次施工中選定的掛籃荷載參數與系數如表1所示。

如表1所示，關于掛籃施工中結構自重等荷載需要根據實際的大跨徑連續橋梁施工現場來確定，而風荷載則需要根據風壓值來獲取，風壓值的計算公式如式（1）所示：

P=0.625v2（1）

式中：P——大跨徑連續橋梁施工現場基本風壓；

v——施工現場基本風速。

在進行單側懸臂掛籃施工過程中，需要結合施工現場的實際情況與布載原則，對表中幾種荷載類型進行組合計算，進而確保單側懸臂掛籃結構的穩定。

2.3掛籃安裝施工

在確定了掛籃形式與施工參數之后，開始進行掛籃安裝施工［4］。

（1）需要充分了解大跨徑連續橋梁施工背景，對懸臂掛籃設計圖紙做好全面的掌握，確保每一個作業環節都能達到懸臂掛籃對穩定性與可靠性的要求。

（2）在做好準備工作之后，通過枕木對大跨徑連續橋梁兩側腹板的高度差進行調節，確保掛籃處于水平狀態，并將安裝前支腿的軌道與安裝后行走的軌道鋪設在施工現場。

（3）利用塔吊機開始掛籃安裝施工。安裝時由下至上按順序進行，在第一節掛籃安裝成功之后，要及時進行連接，且嚴格控制掛籃行走軌道的拼接方向與大跨徑連續橋梁拱軸線方向一致，這樣可以避免掛籃在后續行走過程中出現軌道劃船錯位等狀況造成工程事故。

（4）利用倒鏈葫蘆將掛鉤臨時固定在大跨徑橋梁箱梁端面處，并將兩端掛鉤和橫梁連接在一起，確保掛鉤的螺栓緊固，不會發生松動現象。安裝掛籃底模平臺時，利用塔吊將底模吊裝至固定位置后，通過鋼絲繩套在橫梁上，再利用倒鏈葫蘆將其拖拉到位后進行固定。安裝三角桁架時，同樣使用塔吊機結合倒鏈葫蘆進行拖拉，保證三角桁架安裝到位后，及時使用緊固螺栓將其固定，避免發生墜落。三角桁架安裝如圖3所示。

在三角桁架連接到位后，通過人工拖拉的形式，將抗剪柱、滑輪安裝在一起。穿過下弦桿將掛籃底模平臺拼接在一起后，全部掛籃結構安裝結束。在整個掛籃結構安裝施工過程中，需要注意每一個構件都要及時緊固到位，避免因構件墜落發生的工程事故。

2.4懸臂澆筑施工

在單側懸臂掛籃施工過程中，懸臂澆筑施工是整個工程的重點部分，對施工進度和大跨徑連續橋梁施工質量都有著重要影響［5］。在利用單側懸臂掛籃技術進行懸臂澆筑施工時，主要采用泵送的方式來完成混凝土澆筑工序。所以在懸臂澆筑之前，施工人員需要全面勘察并分析大跨徑連續橋梁施工現場的地形條件與天氣狀況，選擇合適的混凝土材料與合理的施工方案后，即可通過單側掛籃開始懸臂現澆施工。在懸臂澆筑作業階段，需要對鋼筋和錨桿位置進行監管，合格后才可以開始混凝土澆筑。與此同時，施工人員還需加強對鋼筋網的控制，如果鋼筋網連接不符合施工要求，有可能會造成管道上浮等問題。懸臂澆筑施工需按照混凝土塊的順序開展作業，這樣可以確保懸臂標高的設計精度，這也是大跨徑連續橋梁安全施工的關鍵。澆筑過程中，使用普通鋼筋混凝土即可滿足懸臂施工強度標準，確保懸臂混凝土塊澆筑施工一次完成，避免出現裂縫等質量問題。如果在懸臂澆筑施工過程中發現任何問題，需要及時進行返工處理，防止懸臂后續使用期間出現斷裂等狀況。這樣才能確保單側懸臂掛籃技術的穩定性與可靠性，達到大跨徑連續橋梁施工標準要求。

3施工監測

該工程采用的單側懸臂掛籃技術，需要經歷一個漫長且復雜的施工過程，雖然全部按照設計圖紙與施工要求進行懸臂掛籃施工，但施工過程中極易受溫度等外界因素的影響，導致橋梁整體施工質量難以控制，所以本節將通過對橋梁撓度的監測來判斷本次施工質量。結合以往的施工監控經驗和該大跨徑連續橋梁的實際情況，進行撓度監測點的布置，如圖4所示。

如圖4所示，本文在大跨徑連續橋的每一個懸臂混凝土澆筑梁上均布設了4個監測點，橋墩承臺頂設對角觀測點，這樣可以對橋梁懸臂的各混凝土結塊澆筑階段、預應力鋼筋張拉階段以及掛籃前移階段所引起的梁端撓度變化進行全面監測。在大跨徑連續橋梁施工過程中，撓度監測時間需嚴格固定在每日的8：00-9：00，以此避免因溫度變化造成的監測數據誤差。理論上大跨徑連續橋梁梁體剛度較大，單側懸臂掛籃施工所引起的梁端撓度變形較小，但在實際施工中，受溫度變化等外界因素的影響，往往使得梁端撓度變形實測值大于理論變形值。所以本文將通過實測與理論對比的方法，來判斷本次單側懸臂掛籃施工中撓度變形值是否符合工程需求。監測結果如圖5～7所示。

根據圖5～7監測數據，可以獲得單側懸臂掛籃施工中梁端撓度變形實測值與理論計算值之間的誤差，結果如表2所示。

由表2可知，在本次大跨徑連續橋梁單側懸臂掛籃施工過程中，無論是因為懸臂澆筑、張拉預應力鋼束，還是因為掛籃前移，所引起的兩端撓度變形的實測值與理論值之間的絕對誤差均＜0.5mm，主要來源于測量誤差，所以單側懸臂掛籃施工對梁體撓度的影響滿足橋梁結構變化原理，本次大跨徑連續橋梁施工符合預期。

4結語

隨著國家對交通基礎建設的大力投資，我國道路橋梁修建施工技術取得高速發展。本文主要以某城市鐵路新線建設項目中的大跨徑連續橋梁項目為研究背景，對單側懸臂掛籃技術進行了深入研究，主要從掛籃選型、施工過程等方面進行了詳細分析。未來將從單側懸臂掛籃受力的角度出發，對三角掛籃各個構件的安全性能進行詳細探討，以此提升單側懸臂掛籃技術在大跨徑連續橋梁施工中的可操作性。

參考文獻：

［1］朱良清，楊艷，陳裕波.大跨度不對稱連續剛構橋懸臂施工技術研究［J］.科技通報，2022，38（8）：96-102.

［2］舒宏生，侯潤鋒，劉新華，等.波形鋼腹板PC組合箱梁橋同步異位懸臂施工新型掛籃設計研究［J］.施工技術（中英文），2022，51（5）：57-61.

［3］左少華.清溪西路橋異步掛籃設計及施工關鍵技術［J］.世界橋梁，2022，50（2）：44-50.

［4］尚錕.三角托架結合掛籃一體化設計施工墩頂0號和1號塊關鍵技術研究［J］.公路，2022，67（1）：166-173.

［5］司義德，袁堂濤.中央索面斜拉橋前支點復合式掛籃施工技術［J］.施工技術，2021，50（5）：90-93.

作者簡介：呂宏亮（1988—），工程師，研究方向：橋梁工程。

收稿日期：2024-05-06