橋梁掛籃懸臂施工研討

蔣昌盛

(廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

在公路工程、鐵路工程以及市政工程中，橋梁工程都是施工的重點和難點，連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)、斜拉橋、甚至是拱橋都會用掛籃懸臂施工工藝，無論是懸臂澆筑還是懸臂拼裝，掛籃本身就是一個值得廣大路橋工作者深入研究的課題。本文旨在對掛籃的設(shè)計與加工方面提出討論與研究。

1 掛籃設(shè)計與加工應(yīng)考慮的因素

1.1 符合規(guī)范要求

規(guī)范一般10～15年就會進行更新，了解新規(guī)范、捕捉新動向，把規(guī)范運用于生產(chǎn)，這對路橋工作者是基本要求。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、橋涵施工技術(shù)規(guī)范等都是必須滿足的，特別是規(guī)范發(fā)布新版本時，新舊規(guī)范的變動對于掛籃的設(shè)計會有較大的影響，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)中就規(guī)定掛籃的總變形量≤20 mm。

掛籃的設(shè)計要以規(guī)范為依據(jù)，在規(guī)范允許的范圍內(nèi)進行各方面的優(yōu)化。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，受力簡潔明了

目前，施工中常見的掛籃有三角掛藍、菱形掛籃、桁架掛籃、貝雷梁掛籃、前支點掛籃等，這些掛籃之所以能夠在眾多形式中得以存留推廣，是因為它們的受力簡明，這對于設(shè)計者來說是非常值得思考的問題，既要發(fā)揚傳統(tǒng)，又要勇于創(chuàng)新，對于新材料的應(yīng)用要了解材料力學(xué)性能，也要遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計原理。

1.3 滿足加工與施工方便

一套好的掛籃最終是要用于實際生產(chǎn)的，無論是生產(chǎn)掛籃的加工車間，還是橋梁施工現(xiàn)場，方便都是必不可少的，只有方便了，質(zhì)量才上得去，安全才能得到保障。掛籃的拼裝、調(diào)節(jié)、行走、澆筑或吊裝、拆除，每一個工序都關(guān)乎全局。一座橋的工期往往是以年為單位來計算的，任何一個環(huán)節(jié)在任何一個時間點都不能出現(xiàn)差池，一套好的掛籃能為項目創(chuàng)造良好的收益。

1.4 具有一定的前瞻性

近年來，我國橋梁建設(shè)發(fā)展迅速，掛籃本身也是企業(yè)的固定資產(chǎn)，它必須預(yù)見在自身的壽命周期內(nèi)橋梁的設(shè)計變遷，滿足更高、更大的橋梁的施工要求，避免浪費與重復(fù)投資。

1.5 檢修方便

雖然掛籃不算是特種設(shè)備，也沒有強制要求必須執(zhí)證上崗，但社會各界對掛籃施工還是非常重視的。加工質(zhì)量的檢查、運行過程的保養(yǎng)以及配件的維修與更換，都是掛籃壽命周期內(nèi)非常重要的措施，掛籃設(shè)計時應(yīng)考慮為今后的舉措提供方便。

1.6 安全方面

在掛籃設(shè)計初期加入安全設(shè)施，如吊裝時的防打轉(zhuǎn)設(shè)施、剎車系統(tǒng)、安全圍欄、人行通道、安全帶的掛座、備用系統(tǒng)，把安全配套設(shè)施納入結(jié)構(gòu)設(shè)計，免除后期增補安全設(shè)施，同時也減少現(xiàn)場對掛籃進行隨意的改動。

2 掛籃拼裝與預(yù)壓

2.1 掛籃的拼裝

出廠前應(yīng)進行試拼，過程須按設(shè)計圖紙進行，設(shè)計、加工單位有必要到現(xiàn)場指導(dǎo)拼裝，并進行關(guān)鍵技術(shù)的交底。有條件的要運用BIM技術(shù)進行演示，讓參與各方心中有數(shù)，做事有依據(jù)。

2.2 掛籃預(yù)壓

預(yù)壓是檢驗掛籃加工質(zhì)量和承載能力的有效措施，預(yù)壓應(yīng)按既定方案進行，應(yīng)逐級加載，按規(guī)范要求進行超壓，作好相關(guān)的測量和記錄，并留有足夠的觀察時間。卸載時也要逐級進行，不可突然卸載。水箱法、堆載法、模擬法是常見的預(yù)壓方法，這些方法各有優(yōu)缺點，應(yīng)綜合考慮各種既有的和可創(chuàng)造的條件，確定最具代表性的預(yù)壓方案。

預(yù)壓的重量要對重力和力矩兩重數(shù)據(jù)進行驗證，通過計算得出彈性形變、非彈性形變與受力之間的關(guān)系，為懸臂施工提供計算預(yù)抬值的重要參數(shù)。

3 掛籃底籃與0#塊底模的結(jié)合

這是一個創(chuàng)新的思維方向。0#塊作為掛籃安裝的“根”，以往的施工中都是等0#塊的混凝土達到凝期→預(yù)應(yīng)力施作→拆除0#塊模板→安裝掛籃。如果能把0#塊的底模和掛籃的底籃完美的結(jié)合，在材料、設(shè)備得到充分利用的同時，節(jié)省約7 d的工期。

從理論上看，這種創(chuàng)新思維是可行的。0#塊的施工與橋墩的高度有關(guān)，矮墩一般采用落地支架，大多數(shù)是從承臺上開始搭設(shè)；高墩一般采用牛腿支架更為經(jīng)濟。支架的設(shè)計要把底模如何分解、掛上掛籃納入重點，使得這個大塊頭能夠變形成功。

4 掛籃桁架如何兼顧起重功能

掛籃起重分兩種情況：(1)懸臂拼裝工藝；(2)懸臂澆筑工藝。

4.1 懸臂拼裝

懸臂拼裝所用的掛籃也叫橋面吊機、拱上吊機等。其起重能力需要達到整個節(jié)段的重量再乘上安全系數(shù)，是懸臂拼裝工藝的主要指標(biāo)和重點關(guān)注對象。

各種專業(yè)吊機、吊具通過最合理的搭配被安裝到掛籃上，發(fā)揮著巨大的作用。多點同時起吊則用計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)，能做到精準(zhǔn)控制。

4.2 懸臂澆筑

懸臂澆筑所用到的掛籃起重功能則是輔助設(shè)備。波形鋼腹板PC結(jié)合梁的掛籃需要滿足鋼腹板的安裝，預(yù)應(yīng)力箱梁需要滿足張拉的輔助吊裝。

起重量一般不超過1 t，桁車吊、桅桿吊、扒桿吊得到了很好的運用，如要起吊鋼絞線、鋼筋，則要按3 t設(shè)計。

5 掛籃調(diào)節(jié)與行走

5.1 掛籃調(diào)節(jié)

掛籃的調(diào)節(jié)是一個精細(xì)活，包括線形、預(yù)拱等關(guān)鍵參數(shù)，它將直接影響橋梁的質(zhì)量與合龍精度，對橋梁運營與維修養(yǎng)護也具有重要意義。同時也是施工安全不可忽視的重要工序。

5.2 掛籃行走

掛籃行走是整個施工過程中最受關(guān)注的步驟，掛籃事故大多發(fā)生在行走過程，該過程的可控性還需要進一步加強，隨著數(shù)控與智能技術(shù)的加入，掛籃行走也適應(yīng)了我們的實際生產(chǎn)，成功加強了安全防線。

6 掛籃施工安全

安全不僅僅是法規(guī)上寫的責(zé)任，更是廣大參建人員的幸福，應(yīng)從技術(shù)上杜絕一些常見隱患。

掛籃施工安全主要指結(jié)構(gòu)安全，強度、剛度、穩(wěn)定性須滿足一定的安全系數(shù)。各工況的最不利條件應(yīng)有備用啟動機制。人可能到達的地方必須設(shè)計有效圍擋。

施工中對安全設(shè)置要安裝到位、使用得當(dāng)、保護修繕，不可破壞、挪用安全設(shè)施。

7 結(jié)語

掛籃懸臂施工工藝在橋梁施工中是最常見的工藝，具有悠久的歷史，也有著光明的前景，我們路橋建設(shè)者們應(yīng)精益求精，不斷開拓創(chuàng)新，把現(xiàn)有優(yōu)點發(fā)揚到極致，并運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)預(yù)防和解決存在的問題。