橋梁掛籃施工技術
2016-07-05
0 引言
在橋梁工程建設中，懸臂掛籃技術已經(jīng)比較成熟，但是掛籃一般應用在比較高的空中，其結構相對較為復雜，對施工的技術要求較高。本文結合位于敦化市境內(nèi)的小石河特大橋34#～37# 墩掛籃懸澆連續(xù)箱梁施工，從橋梁工程建設中懸臂掛籃技術施工的條件及優(yōu)點、掛籃設計、施工工藝等進行探討，為廣大橋梁建設同行提供參考。
1 掛籃技術的應用條件及優(yōu)點
1.1 應用前提條件 掛籃施工不是在任何情況下都通用的橋梁工程的施工技術，它必須滿足以下前提條件才能實施：①大跨度、大型化的橋梁施工。因為掛籃施工在小型橋梁工程中會影響工期而增加額外的費用，而且沒有必要使用掛籃設備就能很好地完成橋梁工程。②不能斷航的河流。在遇到河流時，橋梁工程無法進行河流的攔截或斷航要求，此時，應用掛籃施工技術可以有效解決施工困難。③跨越繁忙的公路和鐵路。遇到繁忙的公路和鐵路路段，在進行橋梁工程的施工時不允許隔斷交通的情況下，為了施工安全和施工質(zhì)量，必須采用掛籃施工技術。④跨越深谷下面，搭支架非常困難或無法搭支架，采用掛籃施工比較方便。以上條件鐵路橋梁工程在施工時，用普通施工技術很難達到要求，所以，選擇掛籃施工技術符合實際情況，而且經(jīng)濟實用。
1.2 優(yōu)點 ①液壓驅(qū)動整體走行一次到位，在自動化的基礎上大大提高安全系數(shù)。②新澆筑梁段混凝土重量通過斜拉梁或斜拉帶等作用在已成梁段上，結構受力科學，穩(wěn)定牢靠。應用箱梁豎向預應力筋解決傾覆穩(wěn)定性問題，掛籃配重減輕。③采用型鋼制備梁體等重要受力構件，重量輕，便于拼裝和轉(zhuǎn)移，在一定程度上保證了掛籃施工進度。④掛籃具有較強的剛度，結構承載力滿足施工要求，能夠保證混凝土施工質(zhì)量。
2 掛籃設計
橋梁掛籃施工中一重要節(jié)點就是掛籃設計。為了在保證工程質(zhì)量的前提下進一步縮短工期，掛籃設計要求掛籃結構單一，合理受力，質(zhì)量小，以便于拼裝和轉(zhuǎn)運，但是要保證結構強度，以便于錨固和裝卸。
?、僭谠O計階段，掛籃的寬度應該參考橋梁寬度和箱梁截面形式而定，其長度須根據(jù)懸臂灌注最大分段長度設定。施工中，若為單箱箱梁，則全截面僅需一個掛籃即可施工；若為多箱箱梁，則須多個掛籃分別施工。②掛籃荷載須參考不同的施作階段和結構部件來優(yōu)化組合，一般分為：模板重量（包括內(nèi)模、底模、側模、端模等各部件），前期先參考0.8～1.0KPa的平均重計算，設定模板尺寸后再作進一步計算；施工中使用附著式振動器；施工人群荷載以2kpa為標準進行估算；最大節(jié)段混凝土重量；千斤頂、油泵重量；掛籃自重。③掛籃驗算：先對空載條件下掛籃行走的平衡穩(wěn)定性進行驗算，混凝土澆筑過程中的傾覆穩(wěn)定，因為掛籃走行屬高空作業(yè)，模架能夠轉(zhuǎn)運和移動，因此須重點檢驗掛籃結構的強度、剛度和穩(wěn)固性，以確保行走安全、可靠。掛籃重量須與估算值基本一致，同時要向主梁設計部門及時反饋掛籃的實際重量及相關參數(shù)，以便為階段驗算提供參考依據(jù)。
3 橋梁施工中掛籃的施工工藝
3.1 掛籃的制作與安裝 在橋梁掛籃施工階段，掛籃的制備與拼裝須遵循一定的順序。模架拼裝前先進行安全大檢查，查看現(xiàn)場的安全條件，確認機械設備和人員是否到位。根據(jù)模架拼裝要求逐步拼裝，裝好后測驗模架的安全性能，同時在掛籃四周配裝防止人員掉落的安全防護設施，保障人員安全。制作懸臂掛籃的過程中，一定要嚴格參考設計圖紙逐項制作。制作好以后拼裝前進行安全檢測，確保模架穩(wěn)固后再拼裝。吊籃的安裝也應遵循一定的規(guī)范和流程，盡量從源頭控制安裝質(zhì)量，為后續(xù)施工提供安全保障。
3.2 掛籃預壓 掛籃拼裝完畢后，為了檢驗其強度、剛度和安全性，須在橋位進行預壓及靜載試驗，以消除其非彈性變形，針對掛籃前端撓度及引起主桁架變形的原因，確定力與位移的關系，以便在施工階段利于底模板立模，并對標高進行適當調(diào)整。為了控制掛籃配重，須參考現(xiàn)場條件和施工要求，應用千斤頂張拉鋼絞線方案進行預壓。借助在承臺頂上提前埋設的地錨穿束，鋼絞線上端從前底橫梁與梁上的千斤頂處穿過，再用錨具將鋼絞線錨固，然后借助油壓千斤頂分級加載預壓掛籃模架。
3.3 梁段混凝土的灌注施工 ①混凝土在拌和站集中拌和，再泵送至現(xiàn)場；②混凝土灌注分層約40厘米厚；③混凝土灌注順序：橫隔板→腹板→底板→橫隔板→腹板及頂板四周。④混凝土入模導管安裝間距約為1.5m，導管底面距混凝土灌注面1m。鋼筋分布較密集的節(jié)段可增設一定數(shù)量的導管，同時須將個別鋼筋斷開用作導管入口，混凝土澆筑至入口處時再焊接恢復。⑤采用Φ70或Φ50和Φ30插入式振搗器進行混凝土搗固。鋼筋稀疏處用大振搗棒，鋼筋密集處用小振搗棒。振搗棒的作用半徑需經(jīng)試驗確定，振動棒移動距離不得超過振動棒作用半徑的1.5倍。⑥灌注混凝土前，先用水徹底沖洗原墩頂混凝土面。采用與原混凝土標號相同的砂漿均勻攤鋪在原墩頂混凝土面上，厚度2cm。鋪筑前用水泡木模板，以免其干燥吸水。灌注底腹板混凝土前，對頂板鋼筋頂面要用布或草袋覆蓋，以防松散混凝土粘附其上。⑦用插入式振搗器在頂板混凝土澆注完成后對頂腹板接縫處進行充分的二次振搗，確保連接處密實、可靠。⑧混凝土灌注結束后，要加強對梁段包括箱梁內(nèi)側和外側的撒水養(yǎng)護。
3.4 邊跨現(xiàn)澆段施工 ①裝設支架時須嚴格控制支架位移。允許支架頂部出現(xiàn)小程度的位移。為避免底模板和支架對合龍段的約束力過大，允許底模板和支架之間存在微量的水平位移，以提高模架對現(xiàn)澆段梁體隨溫度縱向位移及混凝土收縮變形的適應性。鋼筋滾筒安放于支架下的混凝土基礎頂面，以便掛籃模架、模板和新澆混凝土順橋軸方向隨箱梁作微量的水平移動。②施工順序：邊跨現(xiàn)澆段在主垮T構懸澆施工結束前七天完成。裝配好邊跨現(xiàn)澆段支架后，為避免其發(fā)生較大的非彈性變形，須預壓支架，預壓重量至少為施工重量的1.4倍，最終確定彈性變形。③預壓邊跨現(xiàn)澆段的支架以消除其非彈性變形。測定彈性變形。混凝土澆筑前參考梁段重梁加施工荷載的10%、20%、30%、50%、80%、100%、120%、140%用水箱逐級加載預壓，每級預壓至少半小時，最后兩級延長至1小時。
4 掛籃施工的安全控制
4.1 做好安全技術交底工作 參加掛籃懸澆施工的人員必須熟知懸澆施工的工藝流程，接受安全技術交底，嚴格執(zhí)行高空作業(yè)、水上作業(yè)的安全規(guī)定，嚴格執(zhí)行各自崗位及所用機具的安全操作規(guī)程，系好安全帶，戴好安全帽，穿好救生衣。
4.2 持證上崗 參加掛籃懸澆施工的特種作業(yè)人員要想上崗操作，必須要經(jīng)培訓合格，并持有效特種作業(yè)操作證。指揮人員與操作人員距離較遠時應用對講機指揮聯(lián)絡。
4.3 嚴把掛籃設計關 掛籃系非標設備，一般由施工方自行設計制造安裝。 根據(jù)懸澆施工要求，精心設計，計算數(shù)據(jù)準確，有足夠的安全系數(shù)，結構合理，在保證安全的前提下，盡量減輕自重。為安全使用，必須嚴把設計關。
5 結束語
掛籃施工是橋梁施工的重要組成部分，其已成為當代大跨度施工工程中必不可少的施工工藝，也是施工中的一個難點。一定要確保施工的規(guī)范性和正確性，提高相關數(shù)據(jù)的準確性，以對整個施工進行有效控制，確保施工技術的安全，并不斷的優(yōu)化施工工藝，以提高掛籃的施工技術水平，使掛籃能更好的發(fā)揮作用。
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