橋梁施工方案研究

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摘要：文章針對目前已有的橋梁懸臂施工領域中所存在的問題，結合國內外當前較為流行的技術手段，提出了基于內部控制的橋梁懸臂施工技術解決方案，突破了以往常規的橋梁懸臂定性施工的限制，可應用于多數橋梁懸臂施工方案中，解決了橋梁懸臂對于特定場地的應用限制問題，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：懸臂技術；橋梁施工；方案研究

隨著“一帶一路”以及“互聯網＋”等國家方針政策的不斷提出和落實，對我國現階段的交通基礎設施提出了更高的要求，財政部每年都為這類基礎的項目、設施投入巨大的資金支持，在這些項目和設施中，橋梁的建設在某種程度上占據了很大一部分，在經過多年的橋梁施工建設之后，橋梁各方面的施工技術得到了快速發展，我們也積累了很多寶貴的技術經驗，橋梁的懸臂施工技術便是在這樣的環境下而逐步發展起來的。總體上來說，橋梁的懸臂施工技術的特點可以概括如下幾方面：操縱方便、施工快捷、成本低廉。目前，有關橋梁懸臂技術施工方面的研究也越來越多，但多數都是現存的一些成熟技術的探討。本文針對目前已有的橋梁懸臂施工領域中所存在的問題，結合國內外當前較為流行的技術手段，提出了基于內部控制的橋梁懸臂施工技術解決方案，突破了以往常規的橋梁懸臂定性施工的限制，可以應用于多數橋梁懸臂施工方案中，很好地解決了橋梁懸臂對于特定場地的應用限制問題，具有廣闊的應用前景［1］。

1懸臂技術核心問題

所謂的懸臂技術即橋梁在施工的過程中的所有相關的懸臂澆筑設備，它的主要構成部分分為：主桁架、模版體系、錨固體系以及走形體系、掛吊部分、拉伸操作系統。其旨在提供一個可自由移動的模版架構，使用懸臂吊掛在懸臂梁上后，逐漸循環工作，以此來完成全部工程梁體的澆筑。桁架的主要目的是承重作用，模版體系由內部模以及外部模共同組成，內部模通過滑梁來進行移動，而外部模則通過側邊和底邊模來進行移動和滑行。懸臂系統的走形部分通常利用特殊的滑軌來作為模版，通過電動機械來進行牽引。常見的橋梁懸臂系統分為桁架式、側拉式以及滑動式幾種類型，而桁架式又可細分為菱形桁架式、多弓弦式，側拉式可分為三角側拉和滑動側拉等［2］。橋梁懸臂施工因其獨有的特點而廣泛應用于各類建筑工程中，應用范圍較廣，在施工的全過程中，底梁始終不會變形，效率和施工精度都很高，一般的橋梁懸臂系統如圖1所示。

2工程實例分析

以南寧某橋梁為例，其大跨徑的連續剛架構部分的布局為“55m＋110m＋55m”，混凝土的剛度為C55型，橋墩高度為55m，其箱梁構造為單箱室梁體，并采取多向的預應力支撐方式，橋墩結構如圖2所示。連續的剛架構橋梁設計為超靜定的結構，幾何線形較為理想，與自身的設計關聯度較大，與此同時更對合理的施工方案和控制措施有較強的聯系，箱梁在施工過程中對混凝土重量、光照以及溫度的變化較為敏感，而對于墩體的收縮等因素依賴性較強，會因此而產生縱向的撓度，同時也會使懸臂的端部線形發生輕微改變，因此，在澆筑過程中如何控制施工節點并適度地調整梁底標高來成功獲取預期的結構線形，是橋梁懸臂施工過程中的重要問題［3］。圖2橋墩結構圖2．1總體布局方案懸臂澆筑方式的施工理念，是將所有梁劃分成若干個部分，然后逐個、分次序進行澆筑，且位于主橋墩兩側的部分對稱，而且重量以及長度均相匹配，在混凝土澆筑時仍要對稱的進行［4］。位于主橋墩上的部分可通過支架進行澆混凝土，側邊有長度適宜的非平衡區域，也可以進行現澆混凝土，剩余的所有部分通過懸臂的方法來進行澆筑，需要注意的是，在最后的合攏過程中，一定要按照側邊、中間、后邊的順序進行，由于懸臂的掛籃為沿橋體方向移動的鋼板，且梁的高度是變化的，因此掛籃的底部、側向以及內部模板均呈分離狀，可便于依據所設計的結構尺寸來進行調節。2．2施工控制措施在橋梁的懸臂澆筑過程中，出于穩定性以及安全等方面的考慮，主橋墩、箱梁需利用臨時的支架來形成T型的結構，并在合攏之后拆除所搭建的固定轉接架構。以南寧某橋梁施工的具體過程為例，支座為可移動型的橡膠材質，即所謂的鉸鏈，在此情況下的施工可能因懸臂自身的不平衡澆筑而引起懸臂傾斜及破壞［5］。因此，為確保整個施工期間的安全，要對懸臂部分進行有效的控制，可通過采取在主橋墩頂部的橡膠支座方向上增設剛性支座的方式來實現工程的穩定性和安全性，如果條件允許，也可通過精軋螺紋鋼將支座與主橋墩連接為一個整體部分，這在某種程度上來說，已經演變為臨時的剛性架構，但從竣工后長遠的使用方面來看利大于弊。

3橋梁懸臂混凝土澆筑施工細節分析

通過泵送的方式在各梁部分的懸臂之間實現混凝土的澆筑過程，且坍落度務必控制在15～20mm之間，當施工現場的溫濕度、運輸方式以及具體澆筑的速度發生變化時，也能相應做出調整。3．1懸臂載荷性能設計在進行懸臂的載荷性能設計過程中，應充分地考慮到載荷基座的長度是由懸臂澆筑的最長段決定的，橋體的寬度以及箱梁的界面構型均決定了懸臂的橫斷面的具體布局方式，當橋體的橫斷面僅為一個箱時，通過一個掛籃便可完成施工的全過程［6］。當箱梁為多箱形式時，為保證懸臂施工過程的靈活性以及安全性，也可通過使用多個掛籃來協同施工。懸臂載荷的設計，需按照1kPa左右的均等重量來計算模板的重量，而模板的全部重量又包括側方、內部、底部以及端部模板等，在模板具體的尺寸規定之后，需進行詳細、準確的計算。而對于模板各部分的重量，包括千斤頂、油泵等以及最大混凝土重量在內的所有部分，也需在模板的尺寸規定之后來進行懸臂載荷的計算和設計，并盡可能通過5倍振動器的量程來作為懸臂底架的振動力實施方案，但在具體施工過程中的人力載荷，應按2kPa左右的標準來進行計算［7］。3．2懸臂實際載荷性能評估由于懸臂主要的承重結構為底部平臺方向的下部梁，而其附近的下橫梁又具有較強的剛度，因此在整個施工的過程中，已將錨桿固定于澆筑好的混凝土箱梁上，如果此時施加8～10t左右的預應力便可將錨桿緊固。位于后下部的橫梁尚未引起嚴重的變形，因此布置多個測點是不必要的，但位于前下方的簡易橫梁以及縱梁，由于其撓度變化非常大，為便于測量，還需在測點處放置剛性測桿，且桿頂端要超出箱梁頂部適當高度，此種測點方式的放置，對于反映前端橫梁以及縱向橫梁的變形程度具有重要意義［8］。

4試驗論證

試驗過程采取新安裝掛籃方式對橋梁懸臂進行整體性能測試，但需要注意的是，在試驗前一定要對主桁架等部件進行特定的預應力試驗，這是后續一系列試驗的基礎部分，旨在避免因非彈性模量的失準而引發的整體變形以及其他不安全事故。最后對比內部控制以及線性控制兩種橋梁懸臂性能解決方案的優劣程度。本試驗的相關參數以及試驗結果見表1～2。通過上述兩組試驗可知：在向懸臂施加相同的載荷系數的重量時，基于內部控制的荷載方案中的載荷能力和時長相對于線性控制的荷載方案中的各項參數，均具有一定的優勢，且每組懸臂載荷的計算誤差結果均在合理范圍之內，進一步證明了所提出的基于內部控制的懸臂載荷方案的正確性與可行性［9，10］。

5結語

本文首先以南寧某橋梁為真實案例，通過對懸臂載荷原理進行深入、細致的研究和分析，歸納了當前橋梁懸臂澆筑施工技術的若干核心問題。提出了基于內部控制的橋梁懸臂荷載解決方案，并通過試驗來進行分析，將基于內部控制的荷載方案中的載荷能力和時長與基于線性控制的荷載方案的各項試驗參數進行比對，得出前者在懸臂澆筑施工領域中的優勢，證明了所提出的基于內部控制的荷載方案的可行性。

作者:黃興強 單位:廣西長長路橋建設有限公司