悬臂桥梁施工技术在桥梁工程中的应用分析

2021-06-27严骏

运输经理世界 2021年35期

严骏

（大陆交通建设集团有限公司，浙江嘉兴 314001）

0 引言

桥梁属于重要的交通基础设施，对区域经济发展具有重要的促进作用，为确保桥梁工程的整体施工质量，相关人员需切实加强技术研究，不断完善施工方案。悬臂桥梁施工技术是近年来广泛应用的桥梁工程施工技术，施工期间可规避地形影响，并可简化施工流程，有助于改善施工质量，将其应用于大跨度桥梁施工中具有突出价值。

1 悬臂桥梁施工技术概述

1.1 悬臂桥梁施工流程

悬臂桥梁施工技术为桥梁施工建设的全新技术，依据桥梁梁体制造方案的差异可将其划分为悬臂拼装施工工艺与悬臂浇筑施工工艺。悬臂浇筑施工工艺需要利用挂篮（悬吊式活动脚手架）辅助完成，施工人员需在桥墩双侧区域浇筑均匀且对称的梁段混凝土，每段浇筑完成后如混凝土强度符合要求，施工人员可对纵向预应力的钢绞线实施张拉，并朝向前方移动挂篮，进而完成后续施工。悬臂拼装施工工艺需优先进行0#块、1#块施工，完成施工后悬臂浇筑2#块、8#块梁段，配合进行边跨现浇段施工，最终完成合龙段施工[1]。

1.2 悬臂桥梁施工技术的优势与缺陷分析

悬臂桥梁施工技术主要适用范围为大跨度桥梁，可用于沟谷、河道等区域施工，施工过程受地形因素影响轻微。悬臂桥梁施工技术可应用于拱桥、斜拉桥、钢架桥、梁式桥等不同类型桥梁施工建设中，施工区域桥梁下方空间广阔，所需施工机械设备数量较少，一次成型的施工模式可简化施工操作流程，并可减少人力、财力及物力投入，进而提高施工效率[2]。悬臂桥梁施工技术具有较高的机械化程度，使得连接与合龙难度降低，可显著提升桥梁质量。但是，悬臂桥梁施工技术施工周期较长，对施工人员的技术水平要求较高，如施工期间不同块体接触面不平，则可导致连接误差，进而影响工程质量。

图1 悬臂桥梁施工技术

2 悬臂桥梁施工技术在桥梁工程中的应用分析

现阶段，大部分桥梁均采用箱梁结构，悬臂桥梁施工技术得到日益广泛应用。应用悬臂桥梁施工技术期间，相关人员需规范完成工程设计，明确施工各环节质量标准，规范完成施工操作，以确保桥梁工程整体质量符合标准要求[3]。

2.1 0#块施工技术分析

桥梁工程施工中，桥墩为重点施工环节，为此施工人员需规范完成桥墩施工操作。悬臂0#块为桥墩施工中的初始支撑，其主要特点为高度较高及体积偏大，施工操作难度较高，可对桥梁工程的整体质量产生较大影响。悬臂0#块位置处于桥段柱上方区域，挂篮施工难度较大，且悬臂0#块重量较大，倒角数量众多，因此需采用分层浇筑的施工模式。具体施工期间，一部分浇筑腹板高度不得低于1.5m；另一部浇筑腹板高度不得高于1.5m[4]。同时，0#块纵向需安装预应力绞线与精轧螺纹钢，横向与竖向需安装精轧螺纹钢，全部纵向预应力钢绞线管道需经由0#块顶板区域同通过。浇筑前，施工人员需全面检查管道位置坐标，以预防0#块产生偏移，确认无异常后方可进行后续施工。

2.2 浇筑施工技术分析

悬臂桥梁施工技术中，浇筑施工需采用挂篮辅助完成预留孔道、钢筋绑扎、钢绞线张拉及混凝土浇筑等施工操作。为确保工程质量，保证施工人员安全，施工单位需明确工程质量标准，结合工程实际情况制订灵活的施工技术方案，并采取有效的保护措施。具体施工过程中，需在0#块张拉竖向精轧螺纹钢操作结束后及时组装挂篮，使用挂篮前需妥善完成预压处理，检查评估挂篮的安全性及承载力，并获取挂篮的弹性形变数据，及时清除各类非弹性形变，以便于后续施工顺利完成。悬臂浇筑施工期间，需优先处理1#块，准确控制挂篮的平面与标高位置[5]。确定挂篮标高过程中，相关技术人员综合分析桥面的设计标高，并需考虑不同载荷状态下挂篮的变形值、混凝土温度应力变形与后期徐变变形。悬臂浇筑施工期间，需确保一次性完成浇筑，预防悬臂结构形成竖向裂缝，且需在浇筑结束后及时张拉纵向预应力钢绞丝，完成张拉后可对后锚实施松动，并朝向前方移动挂篮，开展后续各个节段悬臂浇筑施工。

2.3 梁段混凝土悬臂灌注施工技术分析

施工人员进行桥梁箱梁混凝土浇筑前需详细检查挂篮底模、标高与中线位置，也需检查三向预应力束管道、钢筋与锚头的准确位置，确认无异常后可进行混凝土灌注施工。施工过程中，施工人员需同步完成悬臂两端操作，维持梁体平衡稳定。混凝土灌注施工需经由挂篮最前端区域起始，以预防旧混凝土与新混凝土形成错缝等问题。为预防管道产生变形等问题，施工人员在灌注混凝土的过程中需将硬塑管置入波纹管内部作为衬垫[6]。为避免漏浆导致管道堵塞，施工人员需在混凝土灌注后利用通孔器对各个管道进行详细检查，发现问题及时采取有效的处理措施。混凝土浇筑期间，需详细检查挂篮锚固点，预防非弹性形变，以确保挂篮的稳定性。

2.4 合龙段施工技术分析

开展合龙段施工的主要目的是完成桥梁体系转换，在施工过程中需优先进行边跨合龙，完成操作后先进中跨合龙，施工期间需加强质量控制，以确保工程质量符合相关标准要求。边跨合龙施工期间建议采用吊架施工模式，完成现浇段施工后，施工人员需评估混凝土强度是否达到相关标准要求，确认符合要求后可进行边跨合龙施工。边跨合龙施工结束后，施工人员需在混凝土浇筑结束后，拆除边跨挂篮后合龙中跨合龙段劲性骨架[7]。施工人员需选择每日温度最低的时间段浇筑中跨合龙段混凝土，施工期间需严格遵循合龙操作流程，确保合龙精确度，以避免结构恒载内力异常改变。

2.5 其他施工要点分析

桥梁工程中应用悬臂桥梁施工技术期间，施工人员需准确把握如下施工要点，以确保工程质量达标。第一，施工人员需一次性完成箱梁混凝土浇筑，不得进行二次浇筑，且施工期间需严格预防泌水等问题。第二，边跨合龙延伸支架期间，需同步完成混凝土浇筑与卸载，悬臂端合龙段重量控制在50%压载锁定。第三，为确保悬臂浇筑挂篮施工质量，施工人员需结合工程实际，预先制订工程施工方案，针对性预防张拉异常、挂篮脱落，并制订安全事故应急处理方案，以预防各类施工安全事故，确保施工质量[8]。第四，合龙属于悬浇梁箱的最终施工工序，悬浇施工期间需在每日温度最低的时间段测量两端高度差，确认其是否处于合理范围内。另外，悬臂桥梁浇筑施工期间，挂篮属于必不可少的设备，为确保工程质量达到标准要求，施工人员需在混凝土浇筑前详细检查后锚点、挂篮吊杆等设备受力状况，发现问题及时妥善处理，以确保施工质量及施工安全。

3 桥梁工程中应用悬臂桥梁施工技术的质量控制

3.1 平面控制

施工人员浇筑箱梁前，需结合桥梁工程实际情况，选择适宜位置设置测量监控控制网络，以确保变形观测能够准确反映桥梁控制的实际变形情况。具体操作中，可将工作基础位点设置于每墩顶部0#块中心区域，使工作基础位点与周边区域导线共同组成控制网络。同时，施工人员需定期复核平面控制效果，严格控制基准点误差，以确保监测评估的整体效果。

3.2 挠度控制

悬臂桥梁施工期间，力学计算模式可在一定程度上影响挠度计算结果，其他多种因素也可影响挠度计算与监测，包括施工期间临时性荷载、预加应力与梁体自重、人群荷载、挂篮与模板机具重量、环境温度湿度变化及风荷载、施工误差、基础性沉降、桥墩位置变化等。上述影响因素中，部分因素具有随机变化的特点，进而导致挠度计算与监测难度显著增加。为实现对挠度的有效控制，建议施工人员每日对不同梁段混凝土浇筑前后、张拉前后、挂篮移动前后等不同阶段的挠度，均进行严格监测，以便于准确评估分析挠度变化情况，为后序施工提供参考，具体开展挠度监测期间，可于桥梁每块梁中设置2 个监测点，位置均为腹板内部，控制监测点与混凝土浇筑前端的距离为10cm[9]。施工人员通过对观测点标高的精确测量，可准确评估梁段的变形情况，如发现异常可及时调整，以确保工程质量达到相关标准要求。

3.3 预拱度及其他施工参数监测

悬臂桥梁施工技术应用期间，施工人员完成最后块件施工期间，需利用钢绞线将不同块件连接，进而形成悬臂结构。在块件浇筑施工期间，施工人员需严格控制预拱度，以确保单跨范围内不同悬臂端处于相同平面内。同时，施工人员需加强施工期间多项参数的监测与评估，如混凝土弹性模量、临时承重及挂篮的相关参数，获取不同立模控制点标高，并分析检测参数与设计参数存在的差异，设定并拢程度及方案，以确保施工质量达标[10]。

4 工程实例分析

某桥梁工程长度为1758.54m，属于三级巷道，巷道高度为7.5m，跨度为55m。下部包括2 个承重墩结构，上部设计方案为预应力混凝土截面箱梁。桥体合龙过程中，需优先进行边跨合龙，后续完成中跨合龙，允许合龙段双侧悬臂标高偏差范围为2cm，周边偏差为1cm。

4.1 施工质量控制目标

工程施工期间，施工单位需严格监测及控制桥梁工程每一施工开横向位移变形与竖向挠度变形，如变形监测结果超出正常范围，需及时停止施工，确定产生偏差的具体原因，并采取适宜的调整方案，以确保施工质量达到标准要求。

4.2 施工技术分析

合龙段施工前，施工人员需采用仪器设备测定合龙段双侧桥梁高程及中线，如发现测量结果与设计方案存在偏差，需适度调整。工程施工期间，施工人员需移动挂篮，使其处于适宜位置，挂篮模板通过锚固的方式与混凝土结合，进而形成合龙段模板结构。完成上述操作后需规范安装合龙段模板，利用钢锭块辅助配重。妥善完成合龙段劲性骨架安装，对一端实施牢固焊接后将其锁定，并进行预应力张力。确认上述施工质量达到标准要求后，施工人员可解除主墩活动坐支架中的临时约束性结构，制作底腹板钢筋并妥善安装，妥善完成预应力孔道施工，并安装内模，制作顶板钢筋并妥善安装。检查安装质量，确认符合标准要求后，施工人员可进行合龙段混凝土浇筑施工，并分阶段张力合龙束，压浆后拆除模板即可。

4.3 施工质量控制要点

为确保悬臂桥梁施工质量，施工人员需规范完成合龙段施工。合龙前，需临时连接合龙段两端悬臂，使其处于相对固定状态，以避免混凝土浇筑后形成裂缝结构。如合龙段混凝土强度符合设计标准要求，需对合龙段预应力束实施张拉，并对未张拉到位的预锁定张拉钢绞线实施补张拉，妥善完成底板与预应力钢绞线的张拉，并对竖向预应力筋实施张拉，以预防合龙段产生裂缝等问题。实施混凝土浇筑前，施工人员需对悬臂段适当配重，确保悬臂端现行结构符合合龙段设计高度要求。混凝土浇筑期间需严格监测线形变化情况，逐步完成配重卸载，并确保平合龙段混凝土处于稳定状态。另外，施工期间需重点检查质量监督检验，每一环节施工结束后均需进行质量检查，确认质量达标后方可进行后续施工。