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(tǒng)的施工方法在面對高墩大跨、深澗峽谷及類似的地面作業(yè)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(xiàng)目的正常進(jìn)行。交通事業(yè)不斷發(fā)展對公路橋梁建設(shè)的要求越來越高，在這種時代背景之下，將懸臂掛籃技術(shù)合理地應(yīng)用到橋梁工程實(shí)際，能夠給施工環(huán)境構(gòu)建一個高效安全的空中施工作業(yè)平臺，變傳統(tǒng)的地面平面施工作業(yè)為向空間立體施工作業(yè)發(fā)展，有效地解決了地面作業(yè)場地條件不足帶來的一系列問題。加強(qiáng)橋梁施工懸臂掛籃技術(shù)的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 懸臂掛籃結(jié)構(gòu)組成

懸臂掛籃結(jié)構(gòu)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(shè)備，能夠有效提高施工效率、保障工程質(zhì)量。懸臂掛籃通常由以下部分構(gòu)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(gòu)件。主懸臂通常由高強(qiáng)度鋼材制成，具有足夠的承載能力和穩(wěn)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(wěn)定性。豎直支撐桿通常由鋼管或鋼板制成，具有足夠的強(qiáng)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(wěn)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(fù)責(zé)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(qiáng)度和剛性。

五是懸臂掛籃平臺。懸臂掛籃平臺是工人進(jìn)行施工作業(yè)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(shè)有護(hù)欄和安全設(shè)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(wěn)定運(yùn)送[1]。

2 公路橋梁懸臂掛籃技術(shù)應(yīng)用

2.1 工程概況

某橋梁工程項(xiàng)目采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)形式，總長度為1.1km，沿東北至西南方向搭建，橫跨當(dāng)?shù)氐暮恿鲄^(qū)域，地面標(biāo)高為922m，相對高差為34.76m。該橋梁工程項(xiàng)目是一座重要的連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)，采用連續(xù)梁墩的設(shè)計，柱體高度為27m，用于跨越當(dāng)?shù)睾恿?。首先，橋梁工程?xiàng)目設(shè)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(jié)構(gòu)采用整體墻面形式，以確保整體運(yùn)行的穩(wěn)定性效果。在連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的中間設(shè)置一個支柱，該支柱距離側(cè)向中線為3.1m，以有效控制直線基礎(chǔ)墻面的厚度。再次，梁截面采用單箱單室腹板結(jié)構(gòu)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(shè)置。最后，該連續(xù)梁工程采取分節(jié)段施工方式。

2.2 施工準(zhǔn)備階段

2.2.1 掛籃拼裝

為了確保掛籃拼裝作業(yè)的順利進(jìn)行，必須做好多項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

首先，需要對各個結(jié)構(gòu)部件的質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)檢查，同時進(jìn)行桿件預(yù)埋處理。

其次，在掛籃拼裝過程中需鋪設(shè)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(nèi)，從而確保掛籃長期保持水平狀態(tài)。在掛籃拼裝的各個工序中，必須進(jìn)行仔細(xì)的檢測分析，以確保各個結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量合格。

最后，在每個環(huán)節(jié)都應(yīng)由專人進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督檢查，以確保掛籃拼裝施工效果達(dá)到要求。

2.2.2 掛籃加載試驗(yàn)

在懸壁掛籃的現(xiàn)場施工中，工作人員采用掛籃加載試驗(yàn)的方法，用于控制掛籃的變形量和內(nèi)部形態(tài)的變化。通過計算、對比測量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)的整體性能。

在該項(xiàng)目中，在合理的溫度情況下進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)工作，采取堆載試驗(yàn)的方法進(jìn)行最大荷載分析。由于不同結(jié)構(gòu)部分的荷載參數(shù)存在一定差異，所以使用砂袋進(jìn)行計量和分析。在試驗(yàn)過程中進(jìn)行1～4 級荷載增加，分別為170t、137t、85t 和108t，并嚴(yán)格控制加載程序和參數(shù)值。同時，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置合理的荷載持續(xù)時間（不少于20min），加載工作結(jié)束2h 后進(jìn)行加載試驗(yàn)分析，以掌握箱梁的應(yīng)力變化狀態(tài)[2]。

2.3 施工階段

2.3.1 掛籃安裝

掛籃結(jié)構(gòu)安裝包含滑軌安裝、預(yù)應(yīng)力安裝以及精軋螺紋鋼預(yù)埋等工序。為確保掛籃安裝施工的質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，需嚴(yán)格控制每道工序的施工質(zhì)量。

首先，安裝掛籃的底模塊。通過螺紋鋼進(jìn)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(tài)。

其次，拆除梁段外模板。通過吊車進(jìn)行現(xiàn)場外模板的運(yùn)輸作業(yè)，將其放置在指定的位置，并進(jìn)行模板主桁架結(jié)構(gòu)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(yán)格執(zhí)行設(shè)計方案標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)懸臂掛籃安裝控制工作。合理設(shè)置吊耳、錨固筋等，并確保各個部位之間的間距符合標(biāo)準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題，應(yīng)及時進(jìn)行返修處理，以確保懸臂吊裝施工的質(zhì)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(jié)構(gòu)的安裝是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在該橋梁項(xiàng)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(jìn)行掛籃安裝時，結(jié)合現(xiàn)場的具體狀態(tài)和工程要求，調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)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(zhì)量和效率。采用對稱懸臂掛籃施工模式，能夠確保整體結(jié)構(gòu)達(dá)到平衡性標(biāo)準(zhǔn)。將掛籃安裝到規(guī)定部位后，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行移動并設(shè)定在預(yù)定部位，然后進(jìn)行現(xiàn)澆作業(yè)[3]。

（2）模板支設(shè)

在施工過程中，需要對主桁的變形進(jìn)行計算（見表1），明確相關(guān)參數(shù)，再進(jìn)行模板支設(shè)。逐一安裝模板，包括內(nèi)模板、外模板、底模板、支護(hù)底模板等結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行主桁架前側(cè)懸吊結(jié)構(gòu)施工。外模板安裝必須符合工程需求，以確保掛籃能夠在預(yù)定部位按照要求進(jìn)行移動。模板支設(shè)步驟如下：

表1 主桁變形計算表

第一，內(nèi)模板安裝。根據(jù)工程要求安裝內(nèi)模板，確保其穩(wěn)固地固定在主桁結(jié)構(gòu)上。

第二，外模板安裝。安裝外模板，確保其與內(nèi)模板緊密配合，形成完整的模板結(jié)構(gòu)。外模板的安裝位置和穩(wěn)定性對掛籃的移動至關(guān)重要，必須符合工程要求。

第三，底模板安裝。內(nèi)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(hù)底模板安裝。支護(hù)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(wěn)定性和承載能力需要滿足設(shè)計要求。

（3）掛籃走行

掛籃走行包括以下環(huán)節(jié)：

一是掛籃軌道。第一，現(xiàn)場清理。工作人員需要對工作區(qū)域進(jìn)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(yùn)行順暢。第二，潤滑處理。根據(jù)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(yùn)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(jìn)一步保護(hù)滑軌表面，確保其免受外部環(huán)境的侵蝕。第四，模板準(zhǔn)備。確保底模板、內(nèi)模板和外模板的錨桿已經(jīng)安裝到位，且混凝土處于脫離狀態(tài)，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(nèi)外模板移動到規(guī)定的部位，確保底模的位置合適，受力條件良好，同時確?；壍陌惭b質(zhì)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(jìn)行全面的安全檢查，特別要關(guān)注底部平臺移動、軌道鋪設(shè)等環(huán)節(jié)，確保軌道始終保持水平狀態(tài)，同時做好拉桿頭、接縫等方面的處理，以提高工程建設(shè)效果。第二，掛籃到位處理。掛籃移動到規(guī)定的部位后，按照工藝方案進(jìn)行后錨系統(tǒng)安裝，同時調(diào)整受力條件，使其達(dá)到最佳狀態(tài)[4]。

（4）箱梁懸臂澆筑

箱梁懸臂澆筑需要按照設(shè)計方案進(jìn)行施工。在澆筑混凝土之前，需要在箱梁內(nèi)部設(shè)置鋼筋骨架，以有效提高箱梁的強(qiáng)度和耐久性。隨后，施工人員將混凝土從澆筑車輛或泵送設(shè)備中輸送到懸臂掛籃中，并確?；炷辆鶆蚍植?。澆筑過程中，必須密切監(jiān)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(qiáng)度得到充分發(fā)展[5]。

（5）預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工

預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重要影響，預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束流程如下：

第一，材料準(zhǔn)備。開始穿束前，需要準(zhǔn)備預(yù)應(yīng)力鋼絞線、孔道或?qū)Ч?、張拉設(shè)備、灌漿材料以及相關(guān)的工具和安全裝備。

第二，孔道準(zhǔn)備。進(jìn)行混凝土澆筑時，需要在構(gòu)件中留出孔道或?qū)Ч?，以便將預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過。這些孔道必須按照設(shè)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(zhǔn)備。對預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行預(yù)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(yè)。穿束過程通常采用人工或卷揚(yáng)機(jī)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(shè)計的路徑穿過孔道結(jié)構(gòu)。在卷揚(yáng)機(jī)輔助穿束中，卷揚(yáng)機(jī)拉動鋼絞線將其穿過孔道，這種方法適用于長距離或復(fù)雜的穿束任務(wù)。

（6）預(yù)應(yīng)力張拉施工

預(yù)應(yīng)力張拉施工是一項(xiàng)復(fù)雜的工程過程，通常采用分級張拉方式，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和整體性能。

第一級張拉（低應(yīng)力）：在這一級別的張拉中，借助張拉設(shè)備將預(yù)應(yīng)力鋼絞線輕輕拉伸至較低的張力水平，通常為結(jié)構(gòu)設(shè)計張拉力的20%～30%。在第一級張拉結(jié)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(yù)應(yīng)力鋼絞線，并確保其與混凝土結(jié)構(gòu)充分黏結(jié)。

第二級張拉（中等應(yīng)力）：在第一級張拉結(jié)束、灌漿完全固化后，進(jìn)行第二級張拉。在這一級別的張拉中，需要借助張拉設(shè)備將預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)一步拉伸，通常要達(dá)到設(shè)計張拉力的50%～60%。在第二級張拉結(jié)束后，需要再次進(jìn)行灌漿，以確保預(yù)應(yīng)力鋼絞線與混凝土結(jié)構(gòu)緊密連接。

第三級張拉（最終應(yīng)力）：在這一級別的張拉中，需要借助張拉設(shè)備將預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉伸至設(shè)計張拉力的100%，這是結(jié)構(gòu)所需的最終預(yù)應(yīng)力水平。

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

3 結(jié)語

綜上所述，在公路橋梁施工中合理應(yīng)用懸臂掛籃技術(shù)，對保障橋梁工程的建設(shè)進(jìn)度以及工程的穩(wěn)定性有重要幫助。文章結(jié)合某工程橋梁項(xiàng)目實(shí)例，對公路橋梁懸臂掛籃工藝過程進(jìn)行了深入探討，明確了懸臂掛籃施工要點(diǎn)，同時對張拉過程的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行探究，分析表明，嚴(yán)格控制施工工序?qū)μ岣吖窐蛄簯冶蹝旎@施工的穩(wěn)定性有重要幫助。今后開展同類工程項(xiàng)目時，應(yīng)積極引入更為先進(jìn)、智能的技術(shù)手段，提高懸臂掛籃施工的自動化程度，以更好地保證作業(yè)過程的安全性、效率及質(zhì)量。