公路橋梁連續(xù)剛構(gòu)掛籃懸澆技術(shù)及質(zhì)量控制

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-6903（2025）08-0001-03

0 引言

在山區(qū)、跨江跨河等復(fù)雜地形環(huán)境，公路橋梁承擔(dān)了連接交通要道、改善交通運(yùn)輸條件的重要作用。但隨著橋梁建設(shè)難度的增加，傳統(tǒng)施工工藝無法滿足現(xiàn)代公路橋梁高精度、大跨度的施工需求。連續(xù)鋼構(gòu)掛籃懸澆技術(shù)作為一種先進(jìn)的橋梁施工技術(shù)，因其適應(yīng)復(fù)雜地形、有效提升施工效率和保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量等優(yōu)勢，成為公路橋梁建設(shè)中廣泛采用的施工方法。因此，要重視公路橋梁連續(xù)鋼構(gòu)掛籃懸澆技術(shù)的施工，從而提高橋梁工程質(zhì)量、延長公路橋梁的使用壽命。

1公路橋梁連續(xù)剛構(gòu)掛籃的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

1.1橋臺和橋墩

公路橋梁連續(xù)剛構(gòu)掛籃的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，橋臺和橋墩是承載橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量和傳遞外部荷載的關(guān)鍵組成部分。橋臺作為橋梁的端部支撐結(jié)構(gòu)，位于橋梁兩端的陸地或山坡上，其主要作用是將橋梁結(jié)構(gòu)的荷載通過地基傳遞到地下。橋臺的設(shè)計不僅要考慮橋梁本身的重力作用，還需要考慮橋臺所在地質(zhì)條件、地震荷載等外部因素。

橋墩位于橋梁跨徑之間，能夠支撐中間部分的橋梁結(jié)構(gòu)并將荷載傳遞到地基。橋墩的設(shè)計需要考慮其承載能力以及與上部結(jié)構(gòu)的匹配性。在連續(xù)剛構(gòu)掛籃施工中，橋墩通過預(yù)應(yīng)力鋼筋或混凝土結(jié)構(gòu)提供必要的支撐力。

在掛籃懸澆施工過程中，掛籃需根據(jù)橋臺和橋墩的準(zhǔn)確定位和堅固基礎(chǔ)，通過支撐系統(tǒng)將橋梁的施工荷載均勻傳遞到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，確保施工過程中的應(yīng)力分布均勻且無偏移[1]。

1.2基礎(chǔ)平臺

掛籃懸澆施工過程中不斷增加的荷載會對橋墩及其周圍地基造成持續(xù)作用。因此，在正式施工前，必須搭建符合設(shè)計要求的基礎(chǔ)平臺，為施工設(shè)備的安裝、掛籃的支撐以及人員的操作提供堅實的支撐面，并分散集中荷載。

在掛籃施工中，基礎(chǔ)平臺通過合理的設(shè)計與布置，把荷載均勻傳遞到地基，避免局部受力過大引起沉降或滑移。掛籃的穩(wěn)定性直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)的施工精度和安全性，因此基礎(chǔ)平臺的設(shè)置必須符合《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求。

基礎(chǔ)平臺通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)形式。其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的抗壓強(qiáng)度與剛度，適用于重載環(huán)境和高穩(wěn)定性要求的工況。對臨時性較強(qiáng)或施工環(huán)境復(fù)雜的場地，可采用鋼結(jié)構(gòu)模塊化平臺，其憑借靈活的拼裝方式和較高的承載能力滿足不同工況需求。

1.3支座結(jié)構(gòu)

在連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中，支座結(jié)構(gòu)通常分為固定支座和活動支座兩類。固定支座主要用于限制橋梁的水平位移和豎向位移，確保橋梁與支撐結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)定連接，并承受著上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載、水平荷載以及由溫度和收縮引起的內(nèi)力。活動支座可以保證橋梁在溫度變化或荷載作用下產(chǎn)生一定的水平位移和轉(zhuǎn)動，從而起到調(diào)節(jié)橋梁內(nèi)部應(yīng)力的作用。

合理選擇支座類型并進(jìn)行精確布置，能夠有效控制橋梁結(jié)構(gòu)在掛籃施工期間的受力狀態(tài)。支座結(jié)構(gòu)具有承載力強(qiáng)、變形小、適應(yīng)性高等特點，設(shè)計時要充分考慮橋梁跨度、橋墩高度、荷載分布及環(huán)境影響等因素。在掛籃懸澆施工中，由于施工荷載不斷變化，支座剛度與強(qiáng)度以及變形特性需滿足橋梁設(shè)計要求[2]。

1.4掛籃架構(gòu)與吊裝系統(tǒng)

掛籃架構(gòu)通常由主梁、前橫梁、后橫梁、側(cè)模板支架、底模板支架等構(gòu)件組成。吊裝系統(tǒng)負(fù)責(zé)掛籃的提升與移動，使掛籃能夠沿著橋墩或橋梁主梁的方向逐段向前推進(jìn)。在施工過程中，掛籃架構(gòu)承載著新澆混凝土、模板、施工設(shè)備以及人員的質(zhì)量，因此其剛度與強(qiáng)度必須滿足設(shè)計規(guī)范要求，以避免因變形過大而導(dǎo)致混凝土澆筑截面偏移。主梁作為掛籃架構(gòu)的主要承力構(gòu)件，可采用高強(qiáng)度鋼材，利用前、后橫梁與底模板支架連接形成完整的承載體系。

1.5臨時支撐系統(tǒng)

臨時支撐系統(tǒng)采用鋼結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)形式，有較高的剛度和強(qiáng)度，能夠抵抗橋梁在施工過程中的動態(tài)荷載與水平推力，其結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活，可根據(jù)施工進(jìn)度與環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)整與拆卸。在掛籃懸澆施工中，每個澆筑段之間存在較大的懸臂力矩，若無可靠的支撐系統(tǒng)，橋梁結(jié)構(gòu)易發(fā)生局部過載或傾斜現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量甚至引發(fā)安全事故。設(shè)置臨時支撐系統(tǒng)，則可以在關(guān)鍵位置分擔(dān)荷載，降低橋梁結(jié)構(gòu)在施工階段的受力風(fēng)險。

2公路橋梁連續(xù)鋼構(gòu)掛籃懸澆技術(shù)分析

2.1拼裝與靜載試驗技術(shù)

拼裝技術(shù)是指在掛籃施工之前，將各個預(yù)制構(gòu)件或模板按照設(shè)計圖紙要求進(jìn)行試拼，避免因構(gòu)件誤差導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)連接困難或受力異常。靜載試驗技術(shù)是在掛籃或橋梁的關(guān)鍵部位施加荷載，模擬施工時的實際受力狀態(tài)，檢測掛籃的承載能力和變形特性，驗證橋梁的設(shè)計參數(shù)以及施工方案的合理性，從而為后續(xù)的正式澆筑提供依據(jù)。

在試拼階段，施工人員需要將掛籃構(gòu)件按照設(shè)計順序和位置依次拼裝，并重點關(guān)注連接部位的間隙、拼縫平整度及螺栓孔的對位情況。靜載試驗技術(shù)的施工方法分為加載與監(jiān)測兩個階段。加載階段通常采用配重法或液壓頂推法進(jìn)行模擬荷載試驗，依據(jù)設(shè)計方案逐級加載至最大設(shè)計荷載，并保持一段時間，以觀測掛籃或橋梁結(jié)構(gòu)的靜態(tài)變形與應(yīng)力分布情況[3]。

2.2 預(yù)壓施工

根據(jù)橋梁設(shè)計圖紙和掛籃施工方案，確定預(yù)壓試驗的荷載量與加載位置，模擬的荷載量應(yīng)不低于設(shè)計澆筑段混凝土及施工設(shè)備的總質(zhì)量，加載材料采用鋼筋混凝土塊或標(biāo)準(zhǔn)砂袋，加載前需檢查掛籃的各個連接節(jié)點、支撐系統(tǒng)及吊裝裝置的完好性。嚴(yán)格按照設(shè)計方案逐級加載，并保持每一級荷載一段時間，模擬混凝土逐層澆筑過程中的動態(tài)受力情況。

在加載過程中，將荷載均勻分布在預(yù)定位置，每一級加載后都應(yīng)暫停觀察一段時間，并記錄掛籃的變形量、應(yīng)力變化及支點反力等關(guān)鍵參數(shù)。加載至最大荷載后，保持一段時間，觀測掛籃是否存在異常變形、節(jié)點滑移或失穩(wěn)現(xiàn)象。實時監(jiān)測掛籃關(guān)鍵部位的應(yīng)力分布與變形量，驗證其實際受力狀態(tài)是否與理論計算結(jié)果一致。如果試驗結(jié)果顯示掛籃系統(tǒng)的變形量、應(yīng)力水平與設(shè)計要求相符，且沒有明顯的殘余變形與滑移現(xiàn)象，則說明掛籃能夠滿足后續(xù)施工荷載的要求。

2.3掛籃前移

在完成某一段混凝土澆筑后，將掛籃沿橋梁縱向移動至下一段施工位置的過程就是掛籃前移。操作前要全面檢查掛籃的各連接部件，確認(rèn)所有螺栓、銷釘和滑軌均處于良好狀態(tài)，避免在滑移過程中因部件損壞或松動引發(fā)事故。

可采用液壓頂推或卷揚(yáng)機(jī)牽引的方法進(jìn)行掛籃前移施工。液壓頂推法是使用液壓千斤頂逐步施力，使掛籃沿滑軌緩慢移動至目標(biāo)位置。卷揚(yáng)機(jī)牽引法是卷揚(yáng)機(jī)鋼纜施力牽引掛籃滑移。無論采用哪種方法，滑移過程中需控制速度和力度，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致掛籃晃動或傾斜。在滑移過程中，施工人員需對掛籃的受力情況和位置偏移進(jìn)行實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停正滑移并進(jìn)行調(diào)整。掛籃滑移至目標(biāo)位置后，需對掛籃的縱向、橫向及高程進(jìn)行精確調(diào)整。定位完成后立即進(jìn)行掛籃的固定操作，使用螺栓、銷釘和臨時支撐將掛籃穩(wěn)固在橋梁結(jié)構(gòu)上，防止后續(xù)施工中發(fā)生移位或晃動[4]

2.4混凝土懸臂澆筑

橋梁懸臂端通過掛籃支撐和模板固定，對混凝土進(jìn)行逐段澆筑，直至各懸臂段在中跨合龍或邊跨接合處完成澆筑的施工方法。該方法廣泛應(yīng)用于大跨度橋梁建設(shè)，尤其適用于跨越深谷、河流或其他無法設(shè)置臨時支撐的復(fù)雜地形環(huán)境。

施工時要先將掛籃固定在已澆筑段的端部，然后安裝底模、側(cè)模和端模。模板安裝時需特別注意模板接縫的密封性和內(nèi)表面的平整度，模板固定后進(jìn)行鋼筋綁扎工作，鋼筋的綁扎位置和數(shù)量必須嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求。采用分層澆筑的方法，每層澆筑厚度通常控制在30cm 左右，澆筑過程中需配合振搗作業(yè)，由于懸臂段混凝土自重較大且受力復(fù)雜，澆筑過程中需對掛籃的受力狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，防止掛籃因受力不均發(fā)生變形或滑移。

2.5體系轉(zhuǎn)換

根據(jù)設(shè)計方案在橋梁的關(guān)鍵位置布置荷載傳感器、應(yīng)變計和位移計，建立實時監(jiān)測系統(tǒng)，為后續(xù)體系轉(zhuǎn)換過程中的受力分析提供數(shù)據(jù)支持。逐步卸載臨時支撐，逐段加載正式支座，使橋梁逐漸過渡到設(shè)計狀態(tài)。確認(rèn)支座正常承載狀態(tài)后緩慢降低臨時支撐高度，直至其完全脫離橋梁，使橋梁結(jié)構(gòu)完全由正式支座承載。在降低過程中，需持續(xù)監(jiān)測橋梁關(guān)鍵部位的應(yīng)力變化和線形變化，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常就要立即暫停體系轉(zhuǎn)換，查明原因并進(jìn)行處理。在臨時支撐完全解除后，應(yīng)對橋梁結(jié)構(gòu)的線形、應(yīng)力、變形等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行全面檢測，確認(rèn)其滿足設(shè)計要求后方可進(jìn)行驗收。

2.6掛籃拆除技術(shù)

對掛籃的整體狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)各連接節(jié)點和受力部件是否有發(fā)生異常，并制定詳細(xì)的拆除方案與安全措施。施工人員需明確拆除順序與操作步驟，并對參與施工的人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全培訓(xùn)。一般采用“自上而下、對稱分段”的拆除方法。拆除時先解除掛籃與橋梁結(jié)構(gòu)的連接件，依次拆卸掛籃的前梁、后梁、底模和側(cè)模等部件。在拆解過程中，每拆除一個部件后都應(yīng)及時進(jìn)行臨時固定，防止未拆除部分因受力不均發(fā)生傾斜或滑移。在所有部件拆除完成后，將掛籃組件分類堆放并運(yùn)至指定地點，大型部件可采用塔式起重機(jī)或汽車起重機(jī)進(jìn)行吊裝移運(yùn)。

3公路橋梁連續(xù)剛構(gòu)掛籃懸澆質(zhì)量控制措施

3.1在施工準(zhǔn)備階段做好質(zhì)量控制

全面審核設(shè)計圖紙和施工方案，確認(rèn)施工技術(shù)路線、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是否完全一致。組織技術(shù)交底，將施工要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全措施傳達(dá)給施工人員，使其明確施工重點和難點，并根據(jù)設(shè)計要求和施工環(huán)境的具體情況，制定詳細(xì)的質(zhì)量控制計劃和檢測標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)施工提供科學(xué)依據(jù)。必須對進(jìn)場材料進(jìn)行抽樣檢測，立即清退不合格的材料，避免因材料問題影響掛籃施工的質(zhì)量。根據(jù)施工方案合理布置掛籃拼裝區(qū)域、材料堆放區(qū)及作業(yè)通道，確保現(xiàn)場整潔、作業(yè)通暢。對施工區(qū)域的地質(zhì)條件、氣象因素進(jìn)行充分評估，必要時采取地基加固或排水措施[5]。

3.2澆筑時做好施工監(jiān)測

在開展掛籃懸澆施工前，圍繞人員、材料、機(jī)械、技術(shù)等多方面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與精細(xì)籌備工作。一是在人員籌備上，要組建專業(yè)素養(yǎng)高、經(jīng)驗豐富的施工團(tuán)隊，開展針對性崗前培訓(xùn)，使其熟悉掛籃懸澆工藝流程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與安全規(guī)范，組織學(xué)習(xí)掛籃的結(jié)構(gòu)原理、不同工況下操作要點，提升人員實操能力。二是在材料管控方面，嚴(yán)格篩選鋼材、水泥、砂石料等原材料供應(yīng)商，依據(jù)設(shè)計要求對進(jìn)場材料逐批檢驗，鋼材檢查力學(xué)性能、外觀銹蝕情況，水泥核驗強(qiáng)度等級、安定性，杜絕不合格材料入場。三是在機(jī)械準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，針對掛籃、起重設(shè)備、混凝土輸送泵等關(guān)鍵機(jī)械，全面檢查設(shè)備性能、運(yùn)行狀況，調(diào)試掛籃的升降、行走系統(tǒng)，對起重設(shè)備的制動、限位裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，保障作業(yè)安全可靠。

3.3做好結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測

應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部由于外部荷載、溫度變化或其他因素引起的力學(xué)效應(yīng)，直接反映了結(jié)構(gòu)在外力作用下的受力狀態(tài)。在公路橋梁連續(xù)剛構(gòu)掛籃懸澆施工過程中，由于混凝土段逐步澆筑，橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)不斷變化，因此要開展施工過程中的應(yīng)力監(jiān)測。

第一，布設(shè)應(yīng)力監(jiān)測點。在橋梁的掛籃支撐點、橋梁截面連接處、合龍段及墩頂位置等關(guān)鍵部位，布設(shè)應(yīng)力傳感器，監(jiān)測這些部位的受力變化。

第二，實時采集與記錄數(shù)據(jù)。在施工過程中，通過專用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對各監(jiān)測點的應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集與記錄，并將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心進(jìn)行分析處理。數(shù)據(jù)采集頻率應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度與結(jié)構(gòu)受力變化情況確定，通常在混凝土澆筑、掛籃前移及預(yù)應(yīng)力張拉等關(guān)鍵工序時增加采集頻率。

第三，數(shù)據(jù)分析與反饋調(diào)整。采集到的應(yīng)力數(shù)據(jù)需與設(shè)計值進(jìn)行比對分析，判斷結(jié)構(gòu)受力是否在安全范圍內(nèi)。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果存在較大偏差，就要及時分析原因并采取相應(yīng)措施。

4結(jié)束語

為了滿足未來交通運(yùn)輸日益增長的需求與橋梁建設(shè)向大跨度、高精度方向發(fā)展的趨勢，必須高度重視公路橋梁連續(xù)鋼構(gòu)掛籃懸澆技術(shù)的施工，通過先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與科學(xué)管理手段的結(jié)合，全面提升橋梁建設(shè)質(zhì)量與施工效率。從而確保橋梁在長期運(yùn)營中保持穩(wěn)定與安全，降低運(yùn)營與維護(hù)成本，最終為構(gòu)建現(xiàn)代化綜合交通運(yùn)輸體系、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

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