高速公路桥梁施工中挂篮悬臂浇筑技术要点与质量控制
贾强
中国水利水电第七工程局有限公司
一、引言
高速公路桥梁作为交通网络的咽喉要道,其建设质量直接关系到道路的通行能力、行车安全以及使用寿命。挂篮悬臂浇筑技术以其适应性强、无需大型支架、可跨江河峡谷等复杂地形施工等优势,成为现代高速公路桥梁建设的常用方法。然而,该技术涉及多个复杂环节,任何一个环节出现问题都可能引发质量隐患甚至安全事故。因此,深入研究挂篮悬臂浇筑技术要点与质量控制具有极其重要的现实意义。
二、挂篮的设计与安装要点
(一)挂篮设计
1.结构选型
挂篮结构形式多样,常见的有菱形挂篮、三角挂篮等。在选型时,需综合考虑桥梁的结构形式、跨度、荷载等因素。例如,对于大跨度连续刚构桥,菱形挂篮因其结构稳定性好、承载能力强,往往是较为合适的选择;而三角挂篮则具有自重较轻、拼装简便的优点,适用于一些中小跨度桥梁。
2.荷载计算
精确计算挂篮在施工过程中所承受的各项荷载是设计的关键。包括挂篮自重、模板重量、施工人员及设备重量、混凝土自重以及风荷载等。其中,混凝土自重需根据不同节段的浇筑方量准确计算,风荷载则要结合桥梁所处地理位置的气象资料,按照相关规范进行取值。只有准确把握荷载情况,才能确保挂篮的强度、刚度和稳定性满足要求。
(二)挂篮安装
1.安装顺序
挂篮安装应遵循一定的顺序,一般先安装主桁架,利用塔吊或吊车将桁架节段吊运至已浇筑梁段顶面进行拼装,确保桁架的垂直度和平面位置准确;接着安装底篮,通过吊杆将底篮悬挂于主桁架下方,并调整底篮标高;然后安装模板系统,包括侧模、底模等,保证模板的平整度和密封性,防止混凝土浇筑时漏浆。
2.预压试验
在挂篮安装完成后,必须进行预压试验。预压的目的是检验挂篮的承载能力,消除挂篮的非弹性变形,测量挂篮的弹性变形值,为后续的模板标高调整提供依据。预压荷载通常采用沙袋、水箱等重物,按照设计荷载的 1.2 倍进行分级加载,每级加载后持荷一定时间,观察挂篮各部位的变形情况,记录相关数据。
三、悬臂浇筑施工工艺要点
(一)混凝土浇筑
1.配合比设计
混凝土配合比应根据桥梁设计要求、施工环境等因素进行设计。要确保混凝土具有良好的工作性,坍落度一般控制在 180-220mm 之间,便于泵送和浇筑;同时,还要保证混凝土的强度、耐久性等指标满足设计规范。
2.浇筑顺序
悬臂浇筑一般采用对称浇筑的方式,从挂篮前端开始向后推进。先浇筑底板混凝土,再浇筑腹板混凝土,最后浇筑顶板混凝土。在浇筑过程中,要控制好每层混凝土的浇筑厚度,一般不超过 30cm ,确保混凝土振捣密实,避免出现空洞、蜂窝等质量缺陷。
3.振捣工艺
振捣是混凝土浇筑的关键环节。采用插入式振捣棒与附着式振捣器相结合的方式,振捣棒应快插慢拔,插入下层混凝土 5-10cm,振捣间距不超过振捣棒作用半径的 1.5 倍。对于腹板等钢筋密集部位,可适当增加附着式振捣器的振捣时间,确保混凝土充分密实。
(二)预应力施工
1.预应力筋安装
预应力筋的安装要确保位置准确,在钢筋骨架绑扎过程中,预留预应力管道,管道应平顺,接头牢固,不得有漏浆现象。预应力筋穿束时,可采用人工或机械牵引的方式,避免损伤预应力筋外皮。
2.张拉控制
张拉作业是预应力施工的核心环节。张拉前,要对张拉设备进行标定,确保张拉应力的准确性。按照设计要求的张拉顺序和张拉控制力进行张拉,一般采用张拉力与伸长值双控的方法,当实际伸长值与理论伸长值偏差超过 ±6% 时,应停止张拉,查找原因并采取措施纠正。张拉过程中,要密切关注梁体的变形情况,
防止出现侧弯等异常现象。
3.压浆封锚
张拉完成后,及时进行压浆封锚作业。压浆的目的是填充预应力管道,防止预应力筋锈蚀,保证预应力的有效传递。采用真空压浆技术,确保压浆密实度,压浆压力一般控制在 0.5-0.7MPa⨀ 。压浆完成后,对锚具进行封锚处理,保护锚头,提高结构的耐久性。
四、施工过程中的质量控制要点
(一)线形控制
1.监测内容
对线形的监测包括挂篮变形监测、梁体位移监测等。在挂篮施工过程中,利用全站仪、水准仪等测量仪器,实时测量挂篮在加载、混凝土浇筑等不同阶段的变形情况;同时,对已浇筑梁段的高程、平面位置进行定期监测,掌握梁体的实际线形。
2.数据分析与调整
根据监测数据,建立数学模型进行分析,预测后续梁段的线形变化趋势。对比设计线形,若发现偏差,及时通过调整挂篮标高、预应力张拉值等措施进行纠正,确保梁体最终线形与设计线形吻合,满足桥梁的行车舒适性和结构受力要求。
(二)外观质量控制
1.模板质量控制
模板的平整度、光洁度直接影响梁体的外观质量。定期对模板进行打磨、除锈处理,确保模板表面平整无锈迹;在模板拼接处,采用密封胶条等措施,防止漏浆,避免出现混凝土表面砂线、麻面等缺陷。
2.混凝土养护
加强混凝土的养护工作,在混凝土浇筑完成后,及时覆盖土工布或塑料薄膜,洒水保湿养护。养护时间不少于 14 天,确保混凝土强度正常增长,防止因养护不当导致混凝土表面开裂、色泽不均等问题。
(三)材料质量控制
1.原材料进场检验
对进入施工现场的水泥、砂石料、钢材、外加剂等原材料,严格按照规范进行检验。检查原材料的出厂合格证、质量检验报告等,对砂石料进行筛分、含泥量检测,对钢材进行力学性能复试,确保原材料质量合格后方可使用。
2.材料储存与使用管理
合理规划材料储存场地,水泥、外加剂等应存放在防潮、防雨的库房内;砂石料按规格分区堆放,防止混料。建立材料使用台账,记录材料的领用、消耗情况,避免错用、混用材料,保证材料使用的准确性。
五、安全管理要点
(一)高处作业安全
1.防护设施设置
在挂篮施工区域,临边设置防护栏杆,高度不低于 1.2m ,横杆间距不大于0.6m,底部设置挡脚板;同时,为施工人员配备安全带、安全绳等个人防护用品,安全带应高挂低用,确保施工人员在高处作业时的人身安全。
2.挂篮行走安全
挂篮行走时,要确保轨道平整、顺直,轨道锚固牢固。在行走前,对挂篮各部位进行检查,清除行走路径上的障碍物,安排专人统一指挥,控制挂篮的行走速度,严禁挂篮在行走过程中载人载物。
六、结论
高速公路桥梁施工中挂篮悬臂浇筑技术的应用,为桥梁建设带来了诸多便利,但同时也面临着诸多技术与质量安全挑战。通过精准把握挂篮的设计与安装要点、严格执行悬臂浇筑施工工艺、强化施工过程中的质量控制以及落实安全管理措施,能够有效提高桥梁施工质量,确保工程顺利推进,为高速公路的安全畅通奠定坚实基础。在未来的桥梁建设中,随着科技的不断进步,挂篮悬臂浇筑技术将不断优化创新,持续为我国高速公路事业发展贡献力量。
参考文献:
[1]王辉.高速公路桥梁挂篮悬臂浇筑施工技术要点剖析[J].交通世界,2022 (29):108-110.
[2]赵刚.论挂篮悬臂浇筑技术在高速公路桥梁施工中的应用[J].工程建设与设计,2021(17):189-191.