桥梁施工中菱形挂篮悬臂浇筑施工技术

2023-11-30张媛芳张媛

运输经理世界 2023年22期

张媛芳、张媛

（南昌公路桥梁工程有限公司，江西南昌 330077）

0 引言

在桥梁施工过程中，菱形挂篮悬臂浇筑施工技术的应用非常广泛。该技术通过将挂篮悬挂于悬臂部位，可实现在桥墩无法直接支撑的情况下进行悬臂浇筑的施工方式，不仅能提高桥梁施工效率，还能保证结构的稳定性和安全性。但菱形挂篮悬臂浇筑施工技术在实施过程中还存在相关的技术问题。因此，深入研究和理解这一技术的施工原理和关键要点，加强施工管理和控制，对确保桥梁建设有重要意义。

1 菱形挂篮悬臂浇筑技术

菱形挂篮悬臂浇筑施工技术是一种在大型桥梁建设中常用的特殊浇筑方法，可通过悬挂菱形挂篮，实现对桥梁主梁或悬索桥索塔等悬臂部位的混凝土连续浇筑施工。菱形挂篮悬臂浇筑施工技术具有明显优势。

首先，该技术可以提高施工效率，减少浇筑时间，从而加快项目进度。其次，相较于传统的支模浇筑方法，该技术能够降低人力成本，减少对大量支模的需求。再次，菱形挂篮悬臂浇筑技术能够提升施工安全性，通过降低悬臂区域的工作高度，降低施工和风险，保障施工人员的安全。最后，通过控制混凝土的流动速度和浇筑量，能够更好地保证施工质量[1]。

2 菱形挂篮悬臂浇筑技术应用

2.1 挂篮安装施工

2.1.1 制作挂篮

在挂篮制作的过程中，要严格管控每个环节，以确保挂篮符合技术标准。

首先，挂篮结构的稳定性、承载能力及安全性都是需要优先考虑的因素，施工人员不能随意调整挂篮结构尺寸，必须按照设计方案的要求进行制作。

其次，在挂篮加工环节，需严格执行设计方案和施工标准，控制加工位置，并使用数控切割机等先进设备进行加工。

最后，挂篮制作阶段明确焊接参数十分重要，工作人员必须严格遵守工艺方案做好焊接时间、速度、温度等方面的控制。由于挂篮结构内的部件较多，焊接工作量也相对较大，因此必须对所有环节进行全面控制，以防止漏焊、缺陷等问题。在挂篮制作过程中，还需要进行材质和功能方面的检测，选择符合要求的焊接材料，并加强焊接试验检测和分析，以确保焊接工艺符合标准，满足工程要求。

2.1.2 挂篮拼装

挂篮制作完成后，要将各个部件进行拼装，以形成完整的挂篮结构。拼装的第一步是对挂篮尺寸、形状和质量进行检查，确保其符合设计要求，必要时需对部件进行清洁和防腐处理，以保证挂篮的使用寿命和安全性能。在拼装过程中，需要根据设计方案使用合适的起重机、螺栓和焊接设备，进行挂篮组装，确保每个连接点的牢固性和准确性，以及整个挂篮结构的稳定性和平衡性。在挂篮拼装过程中，需要严格遵守安全操作规程，确保施工人员的安全。合理安排工作流程和人员配备，确保拼装工作高效顺利进行。拼装完成后，对挂篮的整体结构和连接部位进行细致的检查，确保没有缺陷、松动或其他问题[2]。

2.1.3 挂篮预压试验

挂篮预压试验是菱形挂篮悬臂浇筑施工中至关重要的环节，目的在于验证挂篮的承载性能和安全性。按照一定的顺序和时间要求进行预压试验，确保挂篮能够在实际使用中承受设计负荷并保持稳定。

（1）20%的预压试验

对挂篮加载其设计负荷的20%，这一级别的测试旨在初步验证挂篮的稳定性和可靠性。挂篮需要在该负荷下保持30min，没有明显的变形或失稳现象视为合格。

（2）50%的预压试验

对挂篮加载其设计负荷的50%，这一级别的测试在于进一步评估挂篮的承载能力和结构的稳定性。挂篮需要在该负荷下保持30min，之后对其进行详细的观察和测量，确认是否存在任何不正常的变形或振动。

（3）70%的预压试验

对挂篮加载其设计负荷的70%，这一级别的测试是为了验证挂篮的耐久性和安全性。挂篮需要在该负荷下保持30min，经过更加精确的观察和测量，检验其结构的稳定性和承载能力。

（4）100%的预压试验

对挂篮加载其设计负荷的100%，这一级别的测试是最关键的一步，用于验证挂篮在设计负荷下的性能和安全性。挂篮需要在该负荷下保持30min，之后对其进行全面的监测和评估，以确保没有任何结构上的问题或失效的情况。

（5）120%的预压试验

在这个级别下，挂篮将负荷其设计负荷的120%，以检验挂篮的超载能力和安全储备。虽然这个级别不在设计负荷范围内，但它可以确保挂篮在应对紧急情况或突发事件时的稳定性和可靠性[3]。

2.1.4 验收

首先，检查挂篮的各个部件是否齐全、连接是否牢固、焊接是否均匀且无缺陷。同时，检查挂篮的外观是否符合设计要求，如表面涂装是否完整、有无锈蚀和破损等。

其次，通过负荷试验，验证挂篮是否能够承受设计要求的负荷，且在加载过程中不发生变形或失稳的情况。此外，应评估挂篮的抗风荷载性能，以确保其在施工现场的稳定性。

再次，检查挂篮的安全装置和防护措施是否完善，以确保施工人员在挂篮上作业的安全性。

最后，进行非破坏性检测，如超声波探伤和磁粉探伤，以检测挂篮焊缝的质量和连接点的可靠性。此外，应对挂篮的材料进行检测，确保其符合相关标准和规范要求。

2.2 混凝土浇筑施工

首先，从悬臂部位开始施工。悬臂部位是指距离桥墩最远的区域，需要先对其进行浇筑，以形成起始点。施工人员将混凝土材料输送到悬臂部位，并进行浇筑和平整。

其次，腹板结构浇筑。这一部分的浇筑从顶板开始，施工人员将混凝土材料输送到顶板位置，并逐渐向下浇筑。为了确保混凝土均匀分布，应注意施工速度和振捣操作的协调，在浇筑过程中，需要不断进行平整和振捣，以保证混凝土的密实性。

再次，在腹板结构的浇筑过程中，还需要覆盖卸料板。卸料板通常放置在进料口的上方，用于控制混凝土的流动和分布，施工人员需要确保卸料板与腹板之间紧密连接，并检查其位置，并将之固定。

最后，根部施工。根部是挂篮与桥墩连接的部位，需要特别注意施工质量和稳定性，施工人员将混凝土输送到根部区域，并进行适当的平整和振捣，以确保混凝土结构的稳定性。在混凝土浇筑施工过程中，还需要做好振捣施工，确保混凝土的密实性。将振动器安置在混凝土表面，并确保其均匀分布。根据设计要求和工程特点，确定振捣设备的布置密度和位置。启动振动器，将振捣棒插入混凝土中，振捣操作应按照既定的节奏和顺序进行，确保整个挂篮区域均匀受力。在振捣过程中，要注意避免过度振捣或局部振捣不到位的情况。此外，在混凝土振捣施工时，要根据混凝土的特性和设计要求，控制振捣时间和深度，确保混凝土内部的气泡被充分排除，保证混凝土均匀分布，提高其密实性和强度[4-5]。

2.3 合龙段施工

合龙段施工包括永久支座安装、两侧高差控制、边跨施工、劲性骨架安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑和张拉等。

第一，施工开始前，先进行永久支座的安装。支座应准确安装在桥梁两侧的承台或墩台上，以提供合适的支撑和承载能力[6]。同时，要严格控制两侧的高差，确保高差不超过15mm，以保证桥梁的水平度和平稳度。

第二，施工过程中，先进行边跨部位的施工。边跨施工包括模板搭设、钢筋绑扎等工序，以确保结构和尺寸符合设计要求。随后进行劲性骨架的安装，将横梁和纵梁准确安装在支座上，并进行必要的调整和固定，以确保结构的稳定性和刚度[7-8]。

第三，劲性骨架安装完成后，进行钢筋的绑扎工作。按照设计要求和图纸，将钢筋按照预定的布置和间距进行绑扎，确保钢筋绑扎稳固，为后续混凝土浇筑提供支撑[9]。

第四，混凝土浇筑。根据设计要求和施工计划，控制混凝土浇筑时间和工艺，确保混凝土均匀分布。在施工过程中，要注意振捣和平整工作，以提高混凝土的密实性和表面质量。

第五，混凝土初凝后，进行张拉施工。根据设计要求和施工规范，使用张拉设备对预应力钢束进行张拉，并固定在锚固端，以增加梁的承载能力和刚度。同时，控制张拉力的大小和持续时间，确保预应力的准确施加[10]。

3 施工质量控制措施

3.1 加强安装环节的监督和控制

挂篮安装对悬臂浇筑水平有直接影响，因此需要加强对挂篮安装施工规范性的控制，确保基础结构的质量合格。进行挂篮安装前，确保所有所需设备、材料和工具的准备工作已经完成，检查挂篮的构件和连接件的完整性和合格性，确保其符合设计要求和质量标准。

第一，监督挂篮的安装位置和精度。挂篮安装应根据设计要求和图纸进行，确保将挂篮悬挂在准确的位置，并通过测量和调整控制其位置和高度，其间需由专人监督安装过程中的测量工作，以保证挂篮准确安装[11]。

第二，检查挂篮的固定和支撑，确保挂篮与永久支座牢固连接；检查挂篮与支撑结构之间的接触面和连接点，确保其紧密贴合和固定。

第三，施工人员进行现场结构自检，对整个挂篮结构的变形情况进行检查，执行技术标准要求进行调整处理，每次调整的距离为5mm，以防止发生严重的变形问题，确保挂篮结构安装质量合格。

3.2 有效控制梁体挠度

为了确保桥梁工程结构质量合格，达到施工标准，在混凝土结构浇筑施工中，需要通过线性软件对施工进度、材料、设备位置等方面进行控制，并收集现场的施工数据信息。对梁体挠度参数进行综合性计算，通常其变化应控制在5mm 以内。如果挠度参数超过5mm，应分析发生该变化的原因，了解影响因素，并采取合理的处理措施。同时，将各项数据记录到系统内，重新进行挠度数据计算分析，以达到数据精度标准，为后续的合龙施工提供依据。

4 菱形挂篮悬臂浇筑的安全管控措施

在菱形挂篮悬臂浇筑施工中，高空作业量较大，现场存在较高的危险性。加之现场施工环境复杂，工艺流程繁多，若现场的安全管理未按照标准要求进行，会对结构造成影响，甚至引发安全事故，危及施工人员的生命安全，并给工程企业带来巨大经济损失。因此，在现场施工环节中，应加强安全管理和控制，确保各个环节处于可控范围内，并严格执行菱形挂篮悬臂浇筑的工作要点。

在吊梁下放阶段，应由专业人员监测水平位移情况，确保下放位置的精确性。在轨道走行阶段，每次开启系统设备前都需检查横梁结构是否安全、稳固，同时确保速度控制在10m/h 以内。当挂篮与梁端之间距离约为1m 时，应减缓移动速度，保持结构平衡。

在挂篮施工、轨道移动和挂篮前移等操作中，要控制每个细节，消除安全隐患。同时，加强现场各部分的检查工作，确保每个结构都具有较高的安全性，从而保证施工顺利进行，不给工程留下任何隐患。对于现场存在的安全隐患问题，要立即组织人员进行整改处理，以防止对结构安全性产生负面影响。