公路桥梁工程中挂篮悬浇施工技术的应用
张育铭
中交中南工程局有限公司 湖南长沙 410000
引言
随着公路桥梁工程技术的不断进步,大跨度连续刚构桥梁因其良好的结构性能和经济性成为桥梁建设的主流选择。
一、挂篮悬浇施工技术概述
(一)挂篮悬浇施工技术原理
挂篮悬浇施工属于一种先进的桥梁施工技术,主要应用于连续刚构桥梁的混凝土浇筑作业。该方法是将专门设计的钢结构挂篮悬挂至桥墩之上,构建一个稳定且安全的现场施工平台,在这个平台上,工人们可进行分阶段的混凝土浇筑工作。挂篮结构不仅能承载施工设备及材料的重量,还可应对桥梁结构复杂造型及施工环境的动态变化。相比传统的支架施工方式,挂篮悬浇技术的最大亮点是可实现梁体结构的连续浇筑,这种连续性显著减少了混凝土接缝及施工缝的形成,进而规避了接缝处可能存在的薄弱点,极大提升了桥梁整体结构的稳定性及耐久性。连续浇筑还提高了施工效率,降低了整体施工对环境的影响。挂篮悬浇施工保证了施工质量,也提高了施工效率,是现代桥梁建设中不可或缺的关键技术手段。
(二)技术优势
1. 结构连续性好:这一点是现浇箱梁施工无法比拟的,因为现浇箱梁施工过程中,往往存在拼装接头多、结构易疲劳的弊端。采用这一新技术后,可有效避免这些问题,确保了结构的连续性与完整性,从而提升了桥梁的稳定性和耐久性。采用新技术后,桥梁在承受载荷时,能更均匀地分散应力,减少了局部应力集中导致的结构损伤,进一步提高了桥梁的使用寿命和安全性。
2. 施工安全性高:挂篮自身重量较轻,这在施工过程中是极大的优势,因为其降低了施工过程的负载,也降低了施工风险[1]。挂篮配备了实时监控系统,能实时监控施工过程中的各类参数,如应力、位移等,保障了施工过程的安全性。
3. 质量控制严格:在施工阶段,采用动态调节方法,可对施工过程进行实时监控与调整,确保成桥线形与设计吻合。动态调节技术使施工团队能够根据实时数据调整施工方案,让每个施工环节都符合设计要求,进而实现最优的施工效果。
二、挂篮悬浇施工技术在G346 宜城汉江二桥的应用实践
(一)挂篮设计与安装
本项目采用了一种简易轻型挂篮,自重约为最大梁重的0.37 倍,与传统挂篮相比,该轻型挂篮明显减轻了自身整体重量,有效降低了桥墩结构与悬挂系统的承载负荷。尤其在高墩、高空形成的作业环境中,降低自身重量可增强施工的安全性,降低结构附加荷载形成的风险,同时也能提高挂篮移动及操作的便捷性。
挂篮通过高强度连接装置牢固地固定到桥墩结构上,这些连接装置采用的是高强度钢材,有着良好的抗剪及抗拉性能,保证施工过程中挂篮稳定可靠,不发生位移及松脱现象,借此为梁体施工提供坚实支撑。挂篮系统配备了先进的动力监控器件与变形传感设备,能实现对挂篮运行情况的实时监控。这些智能传感器可实时采集关键数据,如受力状态、结构变形、位移变化等,施工管理人员通过监测系统可对挂篮安全状态进行动态评测,预警潜在的风险,进而保障施工全阶段的安全可控。
(二)分阶段悬浇施工流程
本项目把主跨达 200 米的连续梁结构分成 26 个节段,采取逐段对称浇筑的方式施工。采用这种分段施工方式,能有效便于现场施工组织及资源调配,更有利于控制各节段混凝土的施工质量。各个节段浇筑完成后,均施行严格的养护管理,保障混凝土强度均衡发展,有效增强桥梁结构的整体连贯性与耐久性。
在浇筑作业期间,项目团队充分借助现场安置的监测系统,实时采集挂篮的位移、结构变形以及受力状态等相关数据。基于监测结果及时对挂篮位置做出调整,动态优化其支撑状况与受力情形,进而高效控制成桥的线型偏差。采用精细化施工管理办法,最终成功把合龙段高差控制在18 毫米以内,保证桥梁线形顺畅美观,符合设计要求。为提升混凝土密实性以及结构耐久性,本项目运用双掺型混凝土配合比开展设计,在混凝土中添加矿物掺合料及外加剂,改善其工作性能;采用真空辅助压浆方法进行预应力孔道的压浆作业,成功将孔道内气体及水分排出,增进浆体的密实性,强化预应力钢筋防护层的质量,预应力施工检测合格率达 100% 这一成果,切实保障了结构安全与使用年限。
(三)质量管理与控制
本项目在施工期间切实贯彻“全员、全过程、全方位、全寿命”质量管理理念,强调对人员、各业务环节、覆盖范围至结构全生命周期进行系统质量管控。在实际操作阶段,切实落实“三检制”要求,即自检、互检、专检,保证每道工序都获得严格的审核与把控。同时采用“检测反馈制度”,一旦排查出问题,搭建高效闭合型的质量保障链条。为实现管理效率提升,项目引入手机端的信息化管理体系,做到施工质量实时采集和数据共联,保证现场施工动态清晰展现,问题处置及时恰当。该系统有力打破传统纸质管理的局限,实现了质量信息智能化分析与快速反馈,为精细化施工管理增添了强大支撑。
在结构施工阶段,运用智能监测系统实时掌握挂篮受力状态、位移变形等关键参数。通过数据灵活调整挂篮悬浇节段施工顺序及参数设置,借此有效控制桥梁成型的线型,使其美观协调,保障误差控制在设计许可范围以内。主墩承台建设采用大体积混凝土。为防止混凝土因水化热大量积聚产生温差裂缝,施工中借助分层浇筑与布设冷却水管方法开展温控,把混凝土内温升有效控制在 23∘C 以内,确保了承台结构的安全性及长期耐久性。
三、挂篮悬浇施工技术的经济与社会效益
(一)提升施工效率,缩短工期
在G346 宜城汉江二桥建设的实施阶段,采用先进的挂篮悬浇施工技术,切实突破了传统施工方式的局限。针对大跨径预应力混凝土连续桥梁施工,挂篮悬浇是适用的高效技术,其主要特点是高空安装挂篮装置,以逐段浇筑混凝土的方式完成桥梁结构施作。该技术手段明显降低了对传统桥梁拼装工序的依赖,避免了复杂的模板架设和梁段吊运工作,进而在保障结构安全和施工质量的基础上,使施工效率大幅提升。
和传统节段拼装方式相比,挂篮悬浇技术具有施工过程连贯性强、现场作业空间小、安全可靠性高等诸多优势。就本项目而言,施工团队借助科学组织、合理控制挂篮推进的节奏,做到了连续高效的浇筑作业,有效缩短了项目工期。尤其在主桥跨越汉江主航道这一段的施工中,运用这项技术,大大降低了对通航安全的干扰,还切实降低了因水上作业产生的风险。此技术成功实现应用效果,为G346 宜城汉江二桥工程的如期推进奠定了坚实基础,充分彰显出现代桥梁施工工艺的先进性及高效性,也给后续同类的跨江、跨河大型桥梁项目积累了宝贵经验,具有良好的推广潜力。伴随工程施工的不断推进,对于工程来说,挂篮悬浇工艺会继续展现关键价值,为实现高质量建成工程目标筑牢基础。
(二)保障工程质量,实现长寿命运营
在G346 宜城汉江二桥建造的进程中,采用挂篮悬浇工艺,极大提升了施工效率,更在结构质量和外观美观性方面展现出显著优势。此工艺以分段悬臂现浇方式进行桥梁主体作业,实现混凝土浇筑过程的连贯统一,从源头上保障了桥梁结构的整体性。该整体成型的施工方式避免了传统拼装引发的结构弱点,显著提升了桥梁的稳固性与耐久性,满足现代交通基础设施对高质量的严格要求。
当确保结构受力处于合理范围时,挂篮悬浇技术可对桥梁线型进行精准把控,让桥梁整体外观愈发协调、美观。该线型控制能力显著提升了桥梁视觉美感,也展现了工程建设和自然环境和谐相融的理念[2]。在宜城汉江二桥这般横跨关键水域的标志性工程中,桥梁线型与景观效果同样意义重大,应用挂篮悬浇工艺,显著提升了整体工程设计质量。更为核心的是,该技术在设计和施工阶段就已充分考虑到桥梁全生命周期使用需求,符合“建设—运营—养护”一体化的发展理念。凭借提高结构的整体性与精度,有利于桥梁使用年限的延长,还为后续运营管理及养护维修奠定了技术基础。这一具有前瞻性的建设思路,为宜城汉江二桥未来数十年的安全运行及高效维护奠定坚实基础,有力彰显了现代桥梁工程对可持续发展目标的高度关注。
(三)促进区域经济社会发展
项目顺利通车为湖北省区域发展具有深远意义。该交通工程建成,不但标志着当地交通基础设施建设迈出了扎实一步,也为湖北省区域路网的进一步完善奠定了基础。通过有效衔接区域高速通道、主干道以及支线公路,该项目提升了沿线区域的交通通达性,提高了出行效率,进一步打通了交通的瓶颈节点,对优化全省交通布局发挥了关键促进作用。
尤其在推动“襄宜南一体化”战略实施上,该项目通车无疑成为一项关键举措。“襄宜南”作为湖北省中西部区域协同发展的核心板块,其融合发展对提升区域整体竞争实力至关重要。项目将襄阳、宜昌、荆门等地连接得更加紧密,使三地之间人流、物流、信息流的流动更加顺畅,对资源整合、产业合作、要素共享形成了有效支撑,进一步促进该区域从“物理连接”迈向“深度融合”。
该项目建成通车同样是推动汉江生态经济带开放开发的重要支撑。作为国家全力打造的生态经济区域,在发展过程中,汉江流域需面临生态保护与经济建设双重挑战。项目高质量地建设以及绿色环保理念,体现了在发展中保护、在保护中发展的理念。设计、施工新建道路时注重生态环境保护,力求把对汉江流域生态系统的影响降至最低,同时夯实了沿线地区对外沟通的交通基础,助推打造绿色与高质量发展融合的示范区。
总结:在G346 宜城汉江二桥的建设过程中,挂篮悬浇施工技术得到了成功的应用,这一技术的运用充分展示了其在大跨度连续刚构桥梁建设中的显著优势和极其重要的价值。通过采用科学合理的挂篮设计,配合精细的施工管理以及严密的质量控制措施,该项目成功地应对了跨度大、施工难度高的各种挑战。这不仅确保了桥梁悬浇施工的高质量标准,同时也保障了施工过程的安全性,实现了高效率的施工目标。挂篮悬浇施工技术的应用,不仅推动了桥梁工程施工技术的进一步发展,而且为其他类似规模的大型桥梁项目提供了宝贵的实践经验和技术参考。
参考文献:
[1] 苏 斌 . 道 路 桥 梁 施 工 中 挂 篮 悬 浇 施 工 技 术 分 析 [J]. 运 输 经 理 世 界 ,2023(18):102-104.
[2]柴成荣.公路桥梁施工中挂篮悬浇施工应用技术[J].汽车周刊, 2023(5):0153-0155.