摘 要：在建設(shè)高速公路橋梁的過程中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的應(yīng)用范圍增加，該技術(shù)強(qiáng)化了橋梁的剛度、強(qiáng)度，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。基于對(duì)建設(shè)效率、施工安全以及成本的考慮，懸臂掛籃施工技術(shù)在橋梁連續(xù)施工中的應(yīng)用比較頻繁，且效果較好?；诖耍阅掣咚俟窐蛄汗こ虨槔?，在概述工程情況的基礎(chǔ)上，闡述了預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂的技術(shù)特征，并匯總介紹了懸臂掛籃技術(shù)的具體流程與要點(diǎn)，希望能夠?qū)︻愃乒こ添?xiàng)目的施工提供指導(dǎo)依據(jù)，推動(dòng)高速公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的應(yīng)用與普及。

關(guān)鍵詞：高速公路橋梁工程；預(yù)應(yīng)力；連續(xù)梁；懸臂施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-6903（2024）07-0019-03

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在結(jié)構(gòu)、性能以及耐久性等方面，和一般的鋼筋混凝土梁橋之間存在明顯的不同。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋多采用懸臂澆筑施工法，受預(yù)應(yīng)力大小、加筋混凝土等級(jí)等因素的影響比較大。本文以某高速公路橋梁工程為例，在概述工程情況的基礎(chǔ)上，闡述了預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂的技術(shù)特征，并匯總介紹了懸臂掛籃技術(shù)的具體流程與要點(diǎn)，希望能夠?qū)︻愃乒こ添?xiàng)目的施工提供指導(dǎo)依據(jù)，推動(dòng)高速公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的應(yīng)用與普及。

1 工程概況

某大橋和運(yùn)河之間存在約95°的交角，橋跨為2×（3×30） m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁+（36+60+36） m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁+2×（3×30） m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，總長(zhǎng)度約499 m，主橋?qū)挾燃s為25.5 m。

主橋上部為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變高度連續(xù)箱梁，布置特點(diǎn)為雙幅結(jié)構(gòu)，每幅單箱單室，箱底的寬度為6.5 m，懸臂為6 m（單側(cè)為3 m），全寬為12.5 m。箱梁頂面設(shè)有單向坡，坡向?yàn)闄M向，坡度為2%，底板無坡度，保持水平狀態(tài)。

箱梁0#塊的長(zhǎng)度為10.5 m，采用支架澆筑的方式，兩側(cè)均分設(shè)了7個(gè)懸澆節(jié)段，其中3個(gè)節(jié)段的長(zhǎng)度為3.25 m，4個(gè)節(jié)段的長(zhǎng)度為3.5 m，采用掛籃懸臂澆筑技術(shù)進(jìn)行施工。采用懸臂法對(duì)4個(gè)T構(gòu)進(jìn)行施工，每T構(gòu)1#～7#塊都應(yīng)用掛籃懸澆技術(shù)，最大長(zhǎng)度為3.5 m，最大質(zhì)量為87.1 t?？紤]到本次工程安排的進(jìn)度比較緊張，為了趕工期，在箱梁懸臂施工過程中配置了8套掛籃進(jìn)行同步作業(yè)。

2 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂的技術(shù)特征

2.1 具備持續(xù)性

預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂技術(shù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)有著嚴(yán)格的要求，為了保障結(jié)構(gòu)的連續(xù)性不受影響，可以在橋梁梁段之間增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼束或預(yù)應(yīng)力鋼筋，讓所有的梁段連接成一個(gè)整體，從而保證結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，進(jìn)而優(yōu)化橋梁的剛度以及承載性。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂能夠在很大程度上減少橋梁結(jié)構(gòu)中的接縫數(shù)量和轉(zhuǎn)向構(gòu)造。

通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使橋梁各部分之間的銜接更為緊密，有利于降低因接縫和轉(zhuǎn)向構(gòu)造過多導(dǎo)致的應(yīng)力集中風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而可以提升橋梁在正常使用狀態(tài)下的耐久性、安全性[1]。

2.2 能實(shí)現(xiàn)荷載分擔(dān)和轉(zhuǎn)移

在這種技術(shù)具體應(yīng)用過程中，橋梁荷載會(huì)在預(yù)應(yīng)力鋼束、鋼筋等的傳遞作用下影響到對(duì)應(yīng)的梁段，從而實(shí)現(xiàn)荷載分布的均勻性。通過優(yōu)化預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)的合理性，加強(qiáng)對(duì)受力情況的分析，可以將應(yīng)力分?jǐn)偟剿辛憾紊?，還能通過作用力的轉(zhuǎn)移原理，將荷載轉(zhuǎn)到支座上，從而強(qiáng)化橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，保證橋梁應(yīng)用的安全性具有重要意義。

2.3 具備良好的剛度和撓度

這種技術(shù)通過預(yù)先對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)施加應(yīng)力，可以使得橋梁在承受外部荷載時(shí)能夠保持良好的剛度和撓度。研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力的大小、布置方式可以在一定程度上影響橋梁的剛度、撓度。因此可以利用它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)橋梁性能加以優(yōu)化，保證橋梁在荷載的影響下依然具備合理的剛度和形變控制能力，優(yōu)化橋梁在使用階段的舒適度。

3 高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂掛籃技術(shù)

3.1 掛籃的制作

掛籃是現(xiàn)代橋連續(xù)梁施工中的常用技術(shù)之一。掛籃主要由兩部分組成，即承重構(gòu)架、錨固懸掛系統(tǒng)。在掛籃上可以對(duì)下一梁段進(jìn)行施工作業(yè)，如模板安裝、鋼筋安裝、壓漿等。大多數(shù)工序都能基于掛籃技術(shù)的支持完成作業(yè)任務(wù)，甚至還能對(duì)多個(gè)節(jié)段進(jìn)行同步作業(yè)，在保障作業(yè)質(zhì)量的同時(shí)還能夠有效增強(qiáng)施工效率，適合工期比較趕的工程。

掛籃的形式比較多樣化，按照形狀劃分，常見有三角掛籃、菱形掛籃、弓弦式掛籃等，在本次的案例工程中，采用的掛籃形式為菱形，由菱形桁架拼裝主桁，再加上頂部與底部的橫梁、內(nèi)側(cè)和外側(cè)的導(dǎo)梁、底籃、內(nèi)側(cè)和外側(cè)的模，即為掛籃的所有結(jié)構(gòu)[2]。這種掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，受力清楚，拆卸、安裝的難度較低，在實(shí)際應(yīng)用過程中，移動(dòng)的穩(wěn)定性比較高，因此具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在制作掛籃時(shí)，可以結(jié)合具體的設(shè)計(jì)方案制定對(duì)應(yīng)的制作標(biāo)準(zhǔn)，然后將對(duì)應(yīng)的組件轉(zhuǎn)運(yùn)到施工區(qū)域，在現(xiàn)場(chǎng)完成最后的拼裝[3]。

3.2 懸臂掛籃安裝

在進(jìn)行掛籃安裝前，必須針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)情況進(jìn)行綜合性的調(diào)查，為制定后續(xù)的安裝方案提供依據(jù)。其運(yùn)輸方式分為公路、水路及鐵路運(yùn)輸。對(duì)公路運(yùn)輸方式，一般要利用大型起重機(jī)將掛籃分段或整體吊運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。如果施工現(xiàn)場(chǎng)靠近鐵路時(shí)，在滿足相應(yīng)條件的基礎(chǔ)上也可以利用履帶起重機(jī)或其他專用設(shè)備在鐵軌上直接進(jìn)行吊裝作業(yè)。水路運(yùn)輸則適用于臨近水域的工程項(xiàng)目，掛籃可以通過駁船運(yùn)送至指定位置。為了做好水路和鐵路運(yùn)輸方式之間的銜接，需要搭建臨時(shí)性的渡橋連接設(shè)施。

為了確保掛籃在航行過程中的穩(wěn)定性和安全性，需使用纜風(fēng)繩對(duì)其進(jìn)行牽引。在制定掛籃安裝方案時(shí)，需要充分考慮到施工區(qū)域的空間面積、設(shè)施設(shè)備的布局特點(diǎn)、施工周期等。在做好準(zhǔn)備工作后，再安裝掛籃。以吊架為連接中端，將安裝好的掛籃和橋梁連在一起，接著從合龍檢查、焊接等方面對(duì)懸臂梁進(jìn)行進(jìn)一步的施工。

在橋梁工程中，掛籃安裝是一項(xiàng)比較重要的工作，利用懸臂掛籃技術(shù)進(jìn)行作業(yè)對(duì)于保障橋梁質(zhì)量具有一定的幫助。在進(jìn)行施工期間，需要重點(diǎn)關(guān)注安裝質(zhì)量。按照操作規(guī)程，對(duì)掛籃平臺(tái)上的鋼筋進(jìn)行綁扎處理，進(jìn)而發(fā)揮吊架的支撐作用，使其安設(shè)在主梁兩側(cè)。在完成主梁拼裝后，接著進(jìn)行預(yù)鉆孔、預(yù)埋。在主梁上配置兩臺(tái)相同規(guī)格（Φ150）的液壓千斤頂，并將其對(duì)準(zhǔn)懸臂孔的對(duì)應(yīng)位置完成連接操作。接著焊接掛籃，并在其與橋梁之間配置、錨固短期性的拉索[4]。

3.3 掛籃預(yù)壓試驗(yàn)

在完成掛籃制作與安裝工序后，還要進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。在進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)過程中，要注意選取具有代表性的橋位，通過逐級(jí)增加荷載質(zhì)量，來動(dòng)態(tài)觀察和記錄掛籃在不同荷載下的變形情況、承載力以及結(jié)構(gòu)位移等的變化趨勢(shì)，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)施工標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，確保掛籃在施工過程中始終維持安全性和穩(wěn)定性。執(zhí)行荷載預(yù)壓試驗(yàn)工作的人員必須具備豐富的專業(yè)知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，能夠嚴(yán)格按照既定的程序記錄數(shù)據(jù)。如果變形程度比較大，可以適當(dāng)改變預(yù)壓荷載。

在測(cè)試預(yù)壓荷載的過程中，還要科學(xué)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，重點(diǎn)搜集上橫梁后毛梁、前下橫梁等區(qū)域的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息。在進(jìn)行掛籃預(yù)壓試驗(yàn)期間，需要牽拉鋼絞線，并串起淺底橫梁進(jìn)行錨固，之后慢慢提高預(yù)壓荷載的數(shù)值水平，依次完成多種荷載水平下的試驗(yàn)，為之后的工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。在試驗(yàn)期間，需要以預(yù)應(yīng)力為基礎(chǔ)，選擇合適的反支點(diǎn)預(yù)壓，這樣有利于簡(jiǎn)化操作難度，提高受力模擬的真實(shí)性。

3.4 鋼筋安裝

在安裝0#段端模時(shí)需要使用鋼管支架進(jìn)行支撐。在選擇支撐架的原材料時(shí)，槽鋼的使用次數(shù)較多，這種材料具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠承受較大的荷載和壓力。在鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道的安裝過程中，需要先進(jìn)行底模定位，然后將底板、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力波紋管融入其中，確定孔洞的位置和數(shù)量。

在進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，要堅(jiān)持謹(jǐn)慎操作的原則，避免使已綁扎好的鋼筋發(fā)生位移或損壞。接著開始安裝頂板鋼筋、放置預(yù)埋件。先扎底板鋼筋，再依次按照腹板鋼筋，使用豎向預(yù)應(yīng)力筋及波紋管使其插入指定位置。安裝頂板模板時(shí)，要按照規(guī)定的方法進(jìn)行鋼筋捆扎操作，比如在布設(shè)預(yù)應(yīng)力管道之前，需要先明確布設(shè)的范圍以及間距。在安裝預(yù)應(yīng)力管道過程中，要合理布設(shè)安裝位置，并在實(shí)際作業(yè)中對(duì)準(zhǔn)事先規(guī)劃好的位置，注意要保證波紋管的順直性，避免出現(xiàn)急彎、位置偏移等情況。采用鋼筋井字形的方式對(duì)孔道進(jìn)行加固處理，控制好鋼筋間的偏差，使其控制在2 mm以內(nèi)。

3.5 混凝土澆筑施工

在開始進(jìn)行該環(huán)節(jié)的土澆筑作業(yè)前，要先做好配合比的設(shè)計(jì)工作，在經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)和數(shù)據(jù)分析后，明確混凝土各種原材料的比例。要求選用的原材料必須符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

在澆筑前，要注意觀察與調(diào)整原材料的攪拌速度，以免因?yàn)樗俣冗^快或過慢導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生分離、泌水或結(jié)構(gòu)受力不均等問題。將制備好的混凝土材料運(yùn)送到施工區(qū)，然后對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，在確認(rèn)沒有位移等問題后，再進(jìn)行澆筑作業(yè)。一般在澆筑時(shí)會(huì)選擇分層法，這種方法比較適用于澆筑量較大的區(qū)域，可以有效減少因混凝土自由落體距離過大而引發(fā)的內(nèi)部裂縫風(fēng)險(xiǎn)，還能確保梁體成型質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求相符。

在完成鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道的安裝作業(yè)后，可以采用泵送澆筑的方式進(jìn)行連續(xù)澆筑，依次保證混凝土的密實(shí)度和完整性。在混凝土作業(yè)過程中，還要在兩側(cè)懸臂處進(jìn)行對(duì)稱澆筑。施工人員要積極觀察掛籃結(jié)構(gòu)的變形情況，以避免因此產(chǎn)生混凝土裂縫。在澆筑過程中，一般按照前端、后端的順序進(jìn)行作業(yè)。為保證梁體受力的穩(wěn)定性，可以在兩端設(shè)置合適質(zhì)量的水箱，并且水箱的質(zhì)量應(yīng)該和合龍段存在一定的比例關(guān)系，在澆筑作業(yè)的推進(jìn)過程中，水箱質(zhì)量也應(yīng)該持續(xù)增加。

在完成澆筑后，要立即開展檢查工作，如果發(fā)現(xiàn)施工管道出現(xiàn)漏漿等問題，需要及時(shí)進(jìn)行封堵。澆筑期間，工作人員要對(duì)澆筑后的水泥強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，使其在開展預(yù)應(yīng)力作業(yè)前達(dá)到15 MPa以上，再移動(dòng)掛籃進(jìn)行下一步工作[5]。

3.6 預(yù)應(yīng)力施工

在混凝土澆筑完成后，待其達(dá)到一定的硬化強(qiáng)度后，需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。這一環(huán)節(jié)的作業(yè)效果會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量，因此需要使用專門的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行操作。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉前，為保證相關(guān)儀器設(shè)備的應(yīng)用精度，有關(guān)工作人員需要對(duì)千斤頂和油表進(jìn)行標(biāo)定處理。例如在標(biāo)定油表時(shí)，可以應(yīng)用萬能機(jī)、傳感器進(jìn)行處理，但是由于前者與油泵之間同步性差，導(dǎo)致讀數(shù)瞬時(shí)誤差較大，因此可以利用最小二乘法得到精準(zhǔn)的數(shù)值信息。

預(yù)應(yīng)力張拉工藝中，需要確保標(biāo)定和工作狀態(tài)的同步性，做好對(duì)應(yīng)力數(shù)值、張拉伸長(zhǎng)值等參數(shù)的控制工作。在張拉作業(yè)過程中，需要保證對(duì)應(yīng)的應(yīng)力穩(wěn)定性，當(dāng)數(shù)值變化進(jìn)入穩(wěn)定階段后即可對(duì)預(yù)應(yīng)力筋展開錨固施工。在張拉作業(yè)期間，多會(huì)用到千斤頂、錨具錨墊板，為此還要做好進(jìn)油、回油速度的控制工作，保證張拉平衡。

3.7 合龍張壓段施工

在合龍張壓階段施工時(shí)，必須嚴(yán)格遵守施工要求，以確保工程質(zhì)量。因此，在作業(yè)期間應(yīng)選擇懸臂掛籃在該段外側(cè)進(jìn)行施工，其旨在確保合龍段與已完工的梁體之間能夠順滑銜接。施工團(tuán)隊(duì)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)并制作合適的模板，內(nèi)側(cè)模板以自制模板為主。在施工過程中，操作人員應(yīng)靈活應(yīng)用專業(yè)的機(jī)械設(shè)備，鎖定整個(gè)梁體結(jié)構(gòu)。

微膨脹混凝土澆筑是合龍段施工中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，為優(yōu)化澆筑作業(yè)水平，在澆筑過程中，需要嚴(yán)格控制混凝土的強(qiáng)度、膨脹效果。在該環(huán)節(jié)的作業(yè)過程中，還要重視環(huán)境溫度對(duì)施工效果的影響，尤其要注意避免在高溫環(huán)境下進(jìn)行施工。每當(dāng)外界溫度過高時(shí)，不僅會(huì)導(dǎo)致混凝土的澆筑和硬化過程受到影響，使其難以達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且還會(huì)對(duì)掛籃系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

在施工期間還要做好撓度控制工作，在實(shí)際操作中，撓度會(huì)受到多種因素的影響，包括但不限于掛籃的變形、預(yù)應(yīng)力損失、測(cè)量誤差以及混凝土徐變等。掛籃的變形問題會(huì)嚴(yán)重影響擾度。為了保障擾度控制達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在施工期間應(yīng)該盡可能地緊固所有的螺栓，有效減少掛籃在施工過程中的變形量。

4 結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在高速公路橋梁工程中的應(yīng)用十分廣泛，在施工過程中采用懸臂掛籃技術(shù)有利于優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度，提高其使用壽命，并且還有助于控制工程成本，提高工程進(jìn)度，和其他工藝相比，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分突出，可以在類型工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。

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