预应力混凝土桥梁工程中悬臂施工技术分析

文/杨勇、李鹏麟

1 前言

在钢构桥梁与大跨度桥梁项目建设中，悬臂施工技术是常用的一种施工方式，该技术具备施工效率高、施工简便等优势。在应用时可以将预应力混凝土的承受负弯矩能力的优势发挥，可以将跨中正弯矩转变为支点负矩，在一定的范围上提升管桥梁跨越能力。

2 悬臂挂篮施工技术的原理

因为悬臂挂篮施工作业方式相对简单，所以被大量的使用到桥梁建筑施工领域内。其是悬臂浇筑方式中的一个种类，上部结构的挂篮可以按照要求进行移动，所以就不会使用吊机等大型的设备就能够完成施工作业，操作比较简单，施工成本也比较低，被广泛应用到工程领域内。

悬臂挂篮施工技术在具体的实施环节中，工程技术人员应该深入到现场了解实际情况，合理的确定分段悬臂施工作业任务，明确具体的施工环节和顺序，从而保证桥梁各个节段部分都能够按照要求顺利进行。悬臂挂篮施工技术的承载性能比较好，能够满足多种条件下的应用要求，不仅可以有效提升施工的速度，同时还能保证工程的质量合格，安全性达标，不会诱发严重的安全事故问题。虽然挂篮施工有着这些优势，但是也需要重视挂篮设计方面，技术人员需要选择自重小、功能齐全、操作方便的挂篮结构部件，有效降低操作难度、减少工作量，保证现场施工人员按照要求逐步开展施工，最终可以提升总体的经济效益。

3 悬臂浇筑技术优势

在工程施工中，悬臂施工技术使用期优势为：

3.1 减少桥梁施工吊装等多项工序，简化了桥梁工程的施工流程。

3.2 悬臂施工工艺不受到地形影响，能在大跨进等大型桥梁工程应用。

3.3 机械施工程度高，具备循环施工作业特点，在中跨连接合拢施工时易操作，减少了施工步骤。

3.4 无需搭建满堂支架结构，按照桥梁体现的建筑要求，悬臂施工技术有两种施工工艺，即悬臂浇筑施工方法和悬臂拼接方法。对于悬臂拼接方法而言，主要是通过移动式或者固定式的悬吊设备将预制梁吊起，然后将环氧树胶作为接缝主要材料，在施加预应力后，让梁段各个位置实现结合[1]。而悬臂浇筑技术主要是将作为移动式挂蓝为设备，将墩柱作为施工中心，采用挂蓝逐渐向对称的施工段进行浇筑，当混凝土强度满足设计规范97%强度要求后，实施预应力束张拉施工，移动挂蓝，之后进入下步骤的梁段浇筑。

4 预应力混凝土桥梁悬臂浇筑施工技术要点

4.1 （0 号）梁段施工

施工环节，在安装支座之前，需要在支座位置的垫石上确定中线，之后按照中心线与需要安装支座型号外形尺寸以及规格进行放样，进行安装施工。当活动支架完成安装后，需在0 号梁段位置上设置临时锁定，一般来说临时锁定主要采用砂桶或者高标号硫磺砂浆制作临时支墩，同时采用精轧螺纹钢后宅的钢绞线在梁体墩身进行连接，对临时锁定的装置施加拉力。

4.2 挂篮施工

4.2.1 悬臂挂篮荷载设计的时候，按照悬臂浇筑的分段进行确定。通常情况下，需要考虑梁体的宽度与梁箱的截面形式。当桥梁断面为一个箱时，可以采用挂篮方法施工；若桥梁截面存在多个箱，为了将挂篮施工灵活性提升，可以同时采用多个挂篮进行施工。另外，在挂篮荷载设计时，需要按照0.8～1.0kPa 的重量对模板进行计算，将模板的实际承载力计算出来。一般来说，模板重量包含了内膜、侧膜、底膜还有端模等数据，当模板尺寸得到确定之后，还需要将相应的指标计算出来，保证模板使用的千斤顶油泵还有混凝土承载力，各项数据得到确定。此外在进行挂篮底模架设计的环节过程中，可以使用振动器自动设备作为挂篮底模架震动的主要支撑力，同时在进行项目开展的时候，人工荷载计算需要根据2kPa进行计算，从而保证悬臂挂篮的荷载设计满足实际的要求[2]。

4.2.2 挂篮的制作与吊装。在制作挂篮时，可以在施工现场对挂篮进行制作加工以及拼装。在悬浇施工过程中，主承重架以及模板是非常关键的受力结构，因此在实践的过程中需要引起重视。同时再进行加工的时候，需要严格按照施工图纸的要求、规范进行制作，为了能及时将挂篮施工效率提高，在进行挂篮制作时，需要对锚固精轧螺纹钢吊杆进行试验，保证它的承载性满足实际的要求。同时在挂篮焊接的时候，需要保证挂篮的焊接点的质量得到提高。当挂篮制作完成之后，需要采用吊机设备将挂篮调到指定的位置，再进行现场施工，保证整体工程的项目能够有序开展。

4.2.3 挂篮的预压试验。施工环节，若采用的是挂篮进行桥梁的悬臂挂篮施工，在项目开展前需要做好主桁架等构件的预压试验。预压试验的主要目的是判断结构的非弹性变形能力，对保证工程开展与施工人员的安全有积极作用。同时，在主桁架等构件的预压试验操作完成后，还需要对悬臂挂篮的其他荷载进行试验，将悬臂挂篮的承载能力计算出来，一般来说，在桥梁悬臂挂篮的荷载需要大于最大节段大1～1.5 倍。在试验时，需要做好挂篮加载数据记录，从而给后续工程的立模标高等工作开展提供支持[3]。

4.3 悬臂浇筑施工

4.3.1 混凝土配合比的选定

一般来说，施工时采用的材料都是高性能混凝土材料。因此，需要对混凝土配合比进行合理的确定，混凝土配比在满足弹性模量、设计强度以及耐久性之后，还需要对混凝土的可泵性易于振捣密实等方面性能进行研究。此外，在混凝土配合比设计时，要全面做好混凝土含砂率、水灰比、和易性、早起强度等性能指标进行试验，将弹性模量方便、混凝土强度高的施工配合比设计出来。

4.3.2 混凝土的拌合

混凝土拌合时需要做好材料误差的控制，把混凝土需要使用的泵送剂按照要求进行分带，按照每盘投放的原则进行。预应力混凝土的投料为先投料砂料，然后投入水泥、碎石与泵送剂以及水。拌合时每盘拌合的时间需要＞3min；在拌合过程，需要对混凝土的坍落度检测，查看是否与设计方案一致。

4.3.3 混凝土的运输

采用混凝土泵送车进行混凝土的运输，在混凝土泵送之前，需要使用1∶1 的水泥砂浆对管道进行润滑处理，从而保证混凝土运输到现场后的泵送状态。同时，需要控制好混凝土运输的路线与时间，以减少时间过长出现的混凝土结块、离析等问题[4]。

4.3.4 混凝土的浇筑

箱梁混凝土施工步骤为：底板浇筑施工→腹板浇筑施工→顶板浇筑施工。在混凝土浇筑时，采用水平分层的方式进行操作，同时控制好混凝土的厚度（30cm），浇筑需要具备连续性，不可中途停止以免引起混凝土离析问题出现[5]。当混凝土浇筑完毕后，需要采用振捣器进行振捣施工，振捣施工之间每次需要控制在15～30s，不可漏振和过振。在施工时，按照快插慢拔的方式进行，同时需要注意预应力管、锚固等关键位置，不可碰触。

4.3.5 梁体混凝土养护

当梁体全部标准完毕后，需要安排专门的负责人进行养护处理，养护时采用土工布覆盖梁体，同时按照情况进行适当的洒水。当强度满足实际要求后，方可进行模板拆卸施工，然后采用喷淋的养护方式进行操作，养护周期大于14d。

4.4 合拢段施工

对于预应力混凝土桥梁工程来说，合拢段的施工方式可以分成两种，即：边跨合拢、中跨合拢施工。

4.4.1 边跨合拢施工

边跨合拢施工时，为了能够将混凝土结构的稳定性提高，需要在悬浇位置上配置相应的稳定装置，同时对浇筑的过程进行控制，减少混凝土裂缝问题出现。此外，当混凝土浇筑完毕后其强度达到设计规范95%以上的强度标准，即可实施张拉施工，张拉完毕后需要拆卸相关固定装置。值得注意的是当合拢段混凝土浇筑完毕后，在受到气温变化影响下，梁体会出现伸缩变形情况，并且不同的日照温度对梁体的产生的温度也会引起扭曲变形，因此，需要做好合拢段的临时锁定减少变形情况出现。临时锁定主要是采用双36a 的支撑型钢焊接而成，焊接完成后，在混凝土浇筑之处，在凌晨温度最低点，将其焊接到梁内预埋钢板上。

4.4.2 中跨合拢施工

当边跨混凝土浇筑完毕后，桥梁悬臂系统就基本成型了，此时，就可进入中跨合拢的施工，在中跨合拢施工时要对混凝土浇筑的收缩性进行控制，减少收缩裂缝问题出现。当合拢段混凝土浇筑完成后，等到混凝土强度满足规范95%的强度要求时，则可以进行后续钢筋束张拉施工。

5 质量控制措施

5.1 合理选择材料

为了能够确保悬臂挂篮施工可以达到相应技术标准的要求，在工程项目开展进行中，应该全面的分析各个方面的因素，选择合适的施工原材料，并且做好材料的质量管理和控制，所有材料进入到现场前都要做好检测，不仅外观、型号等方面合格，还要保证性能符合技术标准，任何不达标的材料都不能使用到工程实际中，从根本上消除质量缺陷。此外，施工开始前技术人员要对施工人员进行全面的技术交底，让施工人员能够充分了解设计图纸的技术标准，理解具体要求，掌握各个环节的质量控制标准，确保各项施工都能够遵守设计图纸来进行，从而可以有效消除人员的影响因素，全面的提升工程质量水平[5]。

5.2 对结构挠度进行严格把控

悬臂挂篮线形控制对于桥梁工程来说影响比较直接，所以需要确保线形达到工程的技术标准，符合设计方案，施工人员要做好各个结构部分的挠度参数控制。在项目施工阶段，要做好整体结构性能的分析和研究，确保各个环节的施工质量都能够达到标准，并且要根据设计方案随时进行线形的检测，只要是有任何质量问题或者缺陷，都要立即停止施工，结合各个方面人员进行整改处理，可以达到桥梁工程的设计方案要求。这种操作之下，能够使得桥梁工程质量符合标准，延长使用寿命，能够满足人们交通运行的需要。

5.3 对压浆和预应力张拉过程进行合理管控

压浆施工工序是桥梁施工的重要环节，对于整个工程的质量影响是最为直接的。为了能够使得压浆施工的质量达到设计方案和技术标准的要求，施工人员要做好水泥砂浆材料的质量管理，材料制作过程中，各个材料的配比比例要严格控制，以确保最终材料的质量达到标准要求。悬臂挂篮施工各个阶段质量控制都是非常重要的，张拉施工结束后，经过检验合格就要立即开始压浆作业，防止预应力筋暴露在空气中时间过长而导致锈蚀问题严重，也能够预防其他因素造成的预应力筋损坏，最终可以提升工程的总体质量。

6 结语

总而言之，在预应力混凝土桥梁工程建设中，悬臂施工技术是常用的一种技术。对该技术的应用要点进行分析，寻找出有效的基础策略对提高悬臂浇筑工艺的应用效果有积极作用。在以上分析中，对悬臂桥梁施工工艺要点进行了讨论，目的在于提升预应力桥梁工程的施工效果。