預應力混凝土橋梁工程中懸臂施工技術分析

文/楊勇、李鵬麟

1 前言

在鋼構橋梁與大跨度橋梁項目建設中，懸臂施工技術是常用的一種施工方式，該技術具備施工效率高、施工簡便等優勢。在應用時可以將預應力混凝土的承受負彎矩能力的優勢發揮，可以將跨中正彎矩轉變為支點負矩，在一定的范圍上提升管橋梁跨越能力。

2 懸臂掛籃施工技術的原理

因為懸臂掛籃施工作業方式相對簡單，所以被大量的使用到橋梁建筑施工領域內。其是懸臂澆筑方式中的一個種類，上部結構的掛籃可以按照要求進行移動，所以就不會使用吊機等大型的設備就能夠完成施工作業，操作比較簡單，施工成本也比較低，被廣泛應用到工程領域內。

懸臂掛籃施工技術在具體的實施環節中，工程技術人員應該深入到現場了解實際情況，合理的確定分段懸臂施工作業任務，明確具體的施工環節和順序，從而保證橋梁各個節段部分都能夠按照要求順利進行。懸臂掛籃施工技術的承載性能比較好，能夠滿足多種條件下的應用要求，不僅可以有效提升施工的速度，同時還能保證工程的質量合格，安全性達標，不會誘發嚴重的安全事故問題。雖然掛籃施工有著這些優勢，但是也需要重視掛籃設計方面，技術人員需要選擇自重小、功能齊全、操作方便的掛籃結構部件，有效降低操作難度、減少工作量，保證現場施工人員按照要求逐步開展施工，最終可以提升總體的經濟效益。

3 懸臂澆筑技術優勢

在工程施工中，懸臂施工技術使用期優勢為：

3.1 減少橋梁施工吊裝等多項工序，簡化了橋梁工程的施工流程。

3.2 懸臂施工工藝不受到地形影響，能在大跨進等大型橋梁工程應用。

3.3 機械施工程度高，具備循環施工作業特點，在中跨連接合攏施工時易操作，減少了施工步驟。

3.4 無需搭建滿堂支架結構，按照橋梁體現的建筑要求，懸臂施工技術有兩種施工工藝，即懸臂澆筑施工方法和懸臂拼接方法。對于懸臂拼接方法而言，主要是通過移動式或者固定式的懸吊設備將預制梁吊起，然后將環氧樹膠作為接縫主要材料，在施加預應力后，讓梁段各個位置實現結合[1]。而懸臂澆筑技術主要是將作為移動式掛藍為設備，將墩柱作為施工中心，采用掛藍逐漸向對稱的施工段進行澆筑，當混凝土強度滿足設計規范97%強度要求后，實施預應力束張拉施工，移動掛藍，之后進入下步驟的梁段澆筑。

4 預應力混凝土橋梁懸臂澆筑施工技術要點

4.1 （0 號）梁段施工

施工環節，在安裝支座之前，需要在支座位置的墊石上確定中線，之后按照中心線與需要安裝支座型號外形尺寸以及規格進行放樣，進行安裝施工。當活動支架完成安裝后，需在0 號梁段位置上設置臨時鎖定，一般來說臨時鎖定主要采用砂桶或者高標號硫磺砂漿制作臨時支墩，同時采用精軋螺紋鋼后宅的鋼絞線在梁體墩身進行連接，對臨時鎖定的裝置施加拉力。

4.2 掛籃施工

4.2.1 懸臂掛籃荷載設計的時候，按照懸臂澆筑的分段進行確定。通常情況下，需要考慮梁體的寬度與梁箱的截面形式。當橋梁斷面為一個箱時，可以采用掛籃方法施工；若橋梁截面存在多個箱，為了將掛籃施工靈活性提升，可以同時采用多個掛籃進行施工。另外，在掛籃荷載設計時，需要按照0.8～1.0kPa 的重量對模板進行計算，將模板的實際承載力計算出來。一般來說，模板重量包含了內膜、側膜、底膜還有端模等數據，當模板尺寸得到確定之后，還需要將相應的指標計算出來，保證模板使用的千斤頂油泵還有混凝土承載力，各項數據得到確定。此外在進行掛籃底模架設計的環節過程中，可以使用振動器自動設備作為掛籃底模架震動的主要支撐力，同時在進行項目開展的時候，人工荷載計算需要根據2kPa進行計算，從而保證懸臂掛籃的荷載設計滿足實際的要求[2]。

4.2.2 掛籃的制作與吊裝。在制作掛籃時，可以在施工現場對掛籃進行制作加工以及拼裝。在懸澆施工過程中，主承重架以及模板是非常關鍵的受力結構，因此在實踐的過程中需要引起重視。同時再進行加工的時候，需要嚴格按照施工圖紙的要求、規范進行制作，為了能及時將掛籃施工效率提高，在進行掛籃制作時，需要對錨固精軋螺紋鋼吊桿進行試驗，保證它的承載性滿足實際的要求。同時在掛籃焊接的時候，需要保證掛籃的焊接點的質量得到提高。當掛籃制作完成之后，需要采用吊機設備將掛籃調到指定的位置，再進行現場施工，保證整體工程的項目能夠有序開展。

4.2.3 掛籃的預壓試驗。施工環節，若采用的是掛籃進行橋梁的懸臂掛籃施工，在項目開展前需要做好主桁架等構件的預壓試驗。預壓試驗的主要目的是判斷結構的非彈性變形能力，對保證工程開展與施工人員的安全有積極作用。同時，在主桁架等構件的預壓試驗操作完成后，還需要對懸臂掛籃的其他荷載進行試驗，將懸臂掛籃的承載能力計算出來，一般來說，在橋梁懸臂掛籃的荷載需要大于最大節段大1～1.5 倍。在試驗時，需要做好掛籃加載數據記錄，從而給后續工程的立模標高等工作開展提供支持[3]。

4.3 懸臂澆筑施工

4.3.1 混凝土配合比的選定

一般來說，施工時采用的材料都是高性能混凝土材料。因此，需要對混凝土配合比進行合理的確定，混凝土配比在滿足彈性模量、設計強度以及耐久性之后，還需要對混凝土的可泵性易于振搗密實等方面性能進行研究。此外，在混凝土配合比設計時，要全面做好混凝土含砂率、水灰比、和易性、早起強度等性能指標進行試驗，將彈性模量方便、混凝土強度高的施工配合比設計出來。

4.3.2 混凝土的拌合

混凝土拌合時需要做好材料誤差的控制，把混凝土需要使用的泵送劑按照要求進行分帶，按照每盤投放的原則進行。預應力混凝土的投料為先投料砂料，然后投入水泥、碎石與泵送劑以及水。拌合時每盤拌合的時間需要＞3min；在拌合過程，需要對混凝土的坍落度檢測，查看是否與設計方案一致。

4.3.3 混凝土的運輸

采用混凝土泵送車進行混凝土的運輸，在混凝土泵送之前，需要使用1∶1 的水泥砂漿對管道進行潤滑處理，從而保證混凝土運輸到現場后的泵送狀態。同時，需要控制好混凝土運輸的路線與時間，以減少時間過長出現的混凝土結塊、離析等問題[4]。

4.3.4 混凝土的澆筑

箱梁混凝土施工步驟為：底板澆筑施工→腹板澆筑施工→頂板澆筑施工。在混凝土澆筑時，采用水平分層的方式進行操作，同時控制好混凝土的厚度（30cm），澆筑需要具備連續性，不可中途停止以免引起混凝土離析問題出現[5]。當混凝土澆筑完畢后，需要采用振搗器進行振搗施工，振搗施工之間每次需要控制在15～30s，不可漏振和過振。在施工時，按照快插慢拔的方式進行，同時需要注意預應力管、錨固等關鍵位置，不可碰觸。

4.3.5 梁體混凝土養護

當梁體全部標準完畢后，需要安排專門的負責人進行養護處理，養護時采用土工布覆蓋梁體，同時按照情況進行適當的灑水。當強度滿足實際要求后，方可進行模板拆卸施工，然后采用噴淋的養護方式進行操作，養護周期大于14d。

4.4 合攏段施工

對于預應力混凝土橋梁工程來說，合攏段的施工方式可以分成兩種，即：邊跨合攏、中跨合攏施工。

4.4.1 邊跨合攏施工

邊跨合攏施工時，為了能夠將混凝土結構的穩定性提高，需要在懸澆位置上配置相應的穩定裝置，同時對澆筑的過程進行控制，減少混凝土裂縫問題出現。此外，當混凝土澆筑完畢后其強度達到設計規范95%以上的強度標準，即可實施張拉施工，張拉完畢后需要拆卸相關固定裝置。值得注意的是當合攏段混凝土澆筑完畢后，在受到氣溫變化影響下，梁體會出現伸縮變形情況，并且不同的日照溫度對梁體的產生的溫度也會引起扭曲變形，因此，需要做好合攏段的臨時鎖定減少變形情況出現。臨時鎖定主要是采用雙36a 的支撐型鋼焊接而成，焊接完成后，在混凝土澆筑之處，在凌晨溫度最低點，將其焊接到梁內預埋鋼板上。

4.4.2 中跨合攏施工

當邊跨混凝土澆筑完畢后，橋梁懸臂系統就基本成型了，此時，就可進入中跨合攏的施工，在中跨合攏施工時要對混凝土澆筑的收縮性進行控制，減少收縮裂縫問題出現。當合攏段混凝土澆筑完成后，等到混凝土強度滿足規范95%的強度要求時，則可以進行后續鋼筋束張拉施工。

5 質量控制措施

5.1 合理選擇材料

為了能夠確保懸臂掛籃施工可以達到相應技術標準的要求，在工程項目開展進行中，應該全面的分析各個方面的因素，選擇合適的施工原材料，并且做好材料的質量管理和控制，所有材料進入到現場前都要做好檢測，不僅外觀、型號等方面合格，還要保證性能符合技術標準，任何不達標的材料都不能使用到工程實際中，從根本上消除質量缺陷。此外，施工開始前技術人員要對施工人員進行全面的技術交底，讓施工人員能夠充分了解設計圖紙的技術標準，理解具體要求，掌握各個環節的質量控制標準，確保各項施工都能夠遵守設計圖紙來進行，從而可以有效消除人員的影響因素，全面的提升工程質量水平[5]。

5.2 對結構撓度進行嚴格把控

懸臂掛籃線形控制對于橋梁工程來說影響比較直接，所以需要確保線形達到工程的技術標準，符合設計方案，施工人員要做好各個結構部分的撓度參數控制。在項目施工階段，要做好整體結構性能的分析和研究，確保各個環節的施工質量都能夠達到標準，并且要根據設計方案隨時進行線形的檢測，只要是有任何質量問題或者缺陷，都要立即停止施工，結合各個方面人員進行整改處理，可以達到橋梁工程的設計方案要求。這種操作之下，能夠使得橋梁工程質量符合標準，延長使用壽命，能夠滿足人們交通運行的需要。

5.3 對壓漿和預應力張拉過程進行合理管控

壓漿施工工序是橋梁施工的重要環節，對于整個工程的質量影響是最為直接的。為了能夠使得壓漿施工的質量達到設計方案和技術標準的要求，施工人員要做好水泥砂漿材料的質量管理，材料制作過程中，各個材料的配比比例要嚴格控制，以確保最終材料的質量達到標準要求。懸臂掛籃施工各個階段質量控制都是非常重要的，張拉施工結束后，經過檢驗合格就要立即開始壓漿作業，防止預應力筋暴露在空氣中時間過長而導致銹蝕問題嚴重，也能夠預防其他因素造成的預應力筋損壞，最終可以提升工程的總體質量。

6 結語

總而言之，在預應力混凝土橋梁工程建設中，懸臂施工技術是常用的一種技術。對該技術的應用要點進行分析，尋找出有效的基礎策略對提高懸臂澆筑工藝的應用效果有積極作用。在以上分析中，對懸臂橋梁施工工藝要點進行了討論，目的在于提升預應力橋梁工程的施工效果。