摘要：在桥梁施工高空作业工程中，会应用到悬臂挂篮技术。先进的悬臂挂篮技术可以保证桥梁施工的工程质量，并且还保障桥梁施工运用悬臂挂篮技术时施工人员的人身安全。基于此，本文旨在对于悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用进行简要的探索研究，以期能够为桥梁施工领域内的施工实践人员提供一些参考。
关键词：悬臂挂篮技术；桥梁施工；施工技术
在大中型的桥梁施工工程中,悬臂挂篮技术是一种应用较为广泛且比较有效的施工方式。悬臂挂篮技术具有不受流水、深谷等地形限制的优点,在大跨度的桥梁施工中是跨越江河或者交通路线较为复杂的路段的重要技术手段,因此,在桥梁施工工程中,对于悬臂挂篮技术的具体应用进行探索十分重要。
1.悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用意义
随着现代文明的飞速发展,人们对于生活环境的要求越来越高,在这样的情况下,基础设施的建设要求也随之越来越高,在利于交通的桥梁施工中需要更高质、高效的施工技术来保证施工的质量。悬臂挂篮技术不同于传统桥梁施工作业中应用大型吊车的方法,其更能适应现代化桥梁施工中的技术要求。悬臂挂篮技术在桥梁施工的过程中,能够将建设中所需要的材料通过延长悬臂的方式直接运送到所要应用的施工区域,这在很大程度上节约了人力物力成本,施工人员可以直接在悬臂挂篮的平台上直接进行作业,悬臂挂篮技术能够代替传统中大型吊车的部分功能,将大型吊车的应用时长缩短,以便能够让大型吊车在其他环节的施工作业中得到更长时间的应用,将大型吊车这样的大型施工设备应用于前后期的整理中,大幅度节约了桥梁工程的资金成本。在传统的桥梁工程中,更多的是采用大型吊车来进行材料运输,存在着一定的安全隐患,例如,大型吊车在应用过程中可能会发生吊车支腿下陷、回转过快导致倾斜、转盘链接螺栓断裂以及吊车折臂等,这些安全隐患极大程度上影响了施工人员的人身安全以及施工进度[1]。而悬臂挂篮技术的建设方式更为灵活,可以在施工地段建设模拟平台来进行施工,其受力情况相比于大型吊车来说更加稳固,形变程度较小,降低了安全隐患。同时,灵活的建设方式也使得桥梁施工工程能够进行更加精细的施工作业,可以在桥梁施工的场地中自由往返,结合当前桥梁路段的具体施工情形采取灵活的分臂挂篮技术,进行分段作业,不需要架设施工支架就可以进行进一步的浇筑工作等,悬臂挂篮技术的诸多优势为现代化的桥梁建设的施工质量提供了重要的技术保障。
2.悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用要点
2.1做好监督管理工作
在任何施工工程的现场作业中,都不能缺少严格的监督管理。桥梁施工工程也不例外,在悬臂挂篮技术的应用环节中,监督管理人员应当每天对于悬臂挂篮所要应用到的设备设施进行安全检查,因此,监督管理人员的团队组成一定要是具备专业领域技术知识或者施工经验较为丰富的优秀人才,在每次悬臂挂篮开始应用之前,对于挂篮的各个环节的磨损情况进行检查,发现损坏及时进行处理。此外,监督管理人员应当时刻在施工现场保持警惕,对于悬臂挂篮在桥梁施工过程中的具体应用方式是否正确合规进行监督,避免由于施工人员操作失误而导致的安全事故。
2.2把控材料质量
想要保证悬臂挂篮技术在桥梁施工过程中能够安全应用,需要采购人员在购买施工设备时,需要对于市面上的悬臂挂篮设备的使用材料以及组装技术等都做到十分了解,从正规的生产厂家购买质量合格并且适用于该桥梁工程的悬臂挂篮设备。例如,在广西路建集团承建的培森柳江特大桥施工工程中使用了自重高达252吨的悬臂挂篮设备,其最大承重可达800吨。高质量的悬臂挂篮设备可以保障施工人员的人身安全,使其能够安全作业,从而保证桥梁工程的施工效率以及施工质量。
2.3人员责任意识
在桥梁工程中悬臂挂篮的具体应用环节中,需要保证每一个施工人员都要具有足够的责任意识,从而能够保证施工作业的正常进行。应用悬臂挂篮技术的各个施工环节对于桥梁工程的施工成果质量都有着重要的影响,每一位施工人员是否拥有足够的技术知识、丰富的施工经验以及保障施工质量的责任意识都会直接影响到现场施工的具体状况。因此,施工人员需要具备足够的责任意识,在悬臂挂篮技术的实践应用中,保证操作的正确规范执行,不仅能够保证施工人员自身的人身安全,还能够保证桥梁工程的顺利推进。
3.悬臂挂篮技术在桥梁工程中的应用技术
3.1安装与制作
在桥梁工程的悬臂挂篮技术应用中,需要专业技术人员对于悬臂挂篮的各个设备进行安装。在安装的过程中,一定要严格按照规范的安装制作标准来进行,切不可出现安装人员凭借过往的安装经验而进行自主安装的情况,悬臂挂篮设备的正确安装是正式施工实践中的重要安全保障[2]。在安装悬臂挂篮之前,安装人员应当对该桥梁工程的预计桥梁结构规划进行全面地分析,并对周围路面进行地质检查,确保悬臂挂篮的平稳性,在完成设备的安装之后,应当进行一次试运行的安全检查,在试运行的过程中,对于操作中的各项参数进行详细的记录,并对于异常的数据进行分析,找到问题所在,并及时整改,确保悬臂挂篮设备在正式的运行中能够安全稳定地运行。
3.2钢筋捆扎
悬臂挂篮在桥梁工程的现实应用中,由于悬臂挂篮的自重以及承重都十分庞大,常常会达到几十吨甚至几百吨,因此,在悬臂挂篮的钢筋捆扎环节中,需要专业人才根据桥梁工程的建设规划进行详细地计算,包括对于桥梁工程中钢筋的受力分析、桥梁的整体结构、桥梁的半成品承重上限等进行仔细地计算,并且还需要多道验算,确保钢筋的捆扎过程的安全性。并且在钢筋捆扎过程中,尽量不使用将钢筋割断的方式,而是尽可能地将钢筋形成一个完整的闭合,避免与波纹管交叉。钢筋割裂以后无论采用什么样的连接方式都不会有不破坏原有的结构的捆扎方式稳固,尤其是结构中主筋的捆扎,其作为最重要的受力部分,决定着桥梁整体的受力上限与方式,因此,钢筋捆扎一定要做好各个环节的受力分析,满足桥梁工程的建设需求。
3.3浇筑技术
在桥梁工程的悬臂挂篮技术的应用中,浇筑技术是一项十分重要的技术,浇筑技术的施工过程会在桥梁的桥墩两侧建立工作平台,然后再分段逐渐向悬臂中浇筑混凝土。做好钢管支架后,为悬臂挂篮提供安全的工作平台,采用钢管桩支架进行现浇操作,安装钢管支座时,需要将表面凿毛,并且要注意其位置并计算好预计的偏离程度,采用C50的混凝土进行浇筑,需要注意的是,桥墩两侧的浇筑工作需要同时进行,从而保证桥梁的稳固性,精确控制混凝土的使用量,在浇筑工作完成后的24小时内,容易出现裂缝,天赐,需要对其进行及时的维护[3]。此外,浇筑工作开始之前,专业人员应当对于接下来的浇筑工作进程中的天气情况以及温度湿度等情况进行了解,以便能够及时做出调整混凝土的用量,在严重的情况下,需要推迟浇筑工作的进行。
3.4张拉施工
在桥梁工程悬臂挂篮技术的应用中,张拉施工是重要的施工环节,在张拉施工中,各个环节的工作人员需要对于拉筋的伸长数值进行精密地测量,确保目前的数字能够保证张拉施工的安全进行,一旦发现异常数值,立即停止张拉施工,寻找问题根源,提出解决方案,及时整改,减少安全隐患。同时,工作人员还应当对于张拉施工环节中所需要应用到的各种仪表设备以及机械设备等进行安全检查,及时更换损坏的设备,张拉施工中所使用的混凝土全度也要符合该桥梁工程的规划,对于桥梁的梁体以及使用的锚具等实时变化情况进行监督和记录,在各项安全检查都通过后,按照先张拉横梁部分预应力钢绞线,然后张拉顶底板、腹板钢绞线,横梁剩余钢束,最后是竖向精轧螺纹钢的顺序进行上下、左右对称的张拉施工[4]。
3.5合龙施工
在桥梁工程中,连续梁的合龙顺序一般是先边跨、后次跨、最后中跨,在合龙施工开始之前,同样应当对于近一段时间的天气等自然影响因素进行观测,选择气温较低的时间段开展合龙作业。在合龙工作开始前,施工人员需要按规定临时连接两个悬臂的合龙口,放松一侧的临死锚固定装置,然后在两端悬臂预加压重,并于浇筑混凝土过程中逐步撤除,以使悬臂端挠度保持稳定。一般情况下,桥梁的合龙长度在2米左右较为适宜,在线性精度标准要求下,使用更高一级的混凝土,施加预应力,在合龙段及全部纵向连续预应力筋张拉、压浆完成,并解除各墩临时固结后,进行连续梁的梁跨体系转换。
3.6预压试验
在桥梁工程的施工过程中,由于使用损耗等原因,偶尔会需要对悬臂挂篮进行更换,这时,就需要在新挂篮投入使用前,进行预压试验,检验新挂篮的实用性能。首先需要安装悬臂端不少于三个的沉降观测点,其次,要确认上桁架的锚固以及底模平台的悬吊锚固是否安全,之后开始放置承重物,并做好沉降数据的记录,通常情况下,每10吨需要做一次数据记录,并在达到最大荷载后,静置一天到两天的时间,定时观测沉降状态,之后,开始卸载承重物,这个阶段同样需要做好数据记录,最后根据记录的数据绘制沉降曲线,推算不同悬浇段的预留沉降量。在预压试验过程中,需要注意两组挂篮应当同时进行重物的加载与卸载,重量偏差保持在5吨以内,重物的形状最好易于堆放,以便捆扎,一旦实验过程中出现异常情况立即停止并及时撤离工作人员。
3.7挠度控制
在桥梁工程悬臂挂篮技术的实践应用中,对于挠度的控制会直接影响到桥梁的整体结构以及后续投入使用阶段的使用状态,因此,挠度控制的精准度十分关键。在施工过程中,可能就会出现由于负荷过重等原因而导致的悬臂变形的情况,这会使得浇筑的混凝土也产生偏差,由于具体的施工环节中存在着很多无法预测的突发情况,因此,预估的挠度以及实际的挠度常常会有不一致的情况,此时就需要专业人员在施工过程中进行实时地检测,结合悬臂质量、施工气候温度等影响因素及时对挠度进行调整。
4.悬臂挂篮技术在桥梁工程中的应用案例
近些年来,悬臂挂篮技术在桥梁工程中得到了广泛的应用,也有着很多的应用成功案例,以临海东台段的梁垛河大桥的建设工程为例,悬臂挂篮技术得到了良好地应用。梁垛河大桥全长为290.4米,属于大型桥梁的建设工程。在梁垛河桥梁工程中,支架平台的槽钢间距为5.2米,顺着桥梁结构设置了三排槽钢,并在这三排槽钢之上放置了12道间距为0.9米,在桥墩处的间距为0.45米的横向贝雷梁。在贝雷梁之上是17道双拼槽钢,又安装了重型门式支架,并安装可调式托架、分配梁以及底模从而保证能够在施工过程中调整托架的高度,便于施工作业[5]。在完成支架的建设后,进行了预压试验,按照计划分批次地加载重物,记录每次的形变数据,实施每12个小时进行数据观测,在不少于三天的数据测量后,根据所测量的数据调整底模板的标准高度。在梁垛河大桥工程中,支架中边腹板的受力为61.4吨,贝雷梁的最大变形量为0.2毫米,符合安全标准。梁垛河大桥工程中,悬臂挂篮由菱形桁架、提吊系统、行走系统、锚固系统以及模板系统构成。菱形桁架在箱梁的腹板位置,上节点与上横梁连接,设置十个吊点、六个吊内外侧模以及四个模架,是悬臂挂篮的主要承重装置。提吊系统的前吊带上与横梁连接,下与底模架连接,采用两个320kN的千斤顶进行标高,再利用后吊带将荷载传送至箱梁底板。在挂篮的两片桁架下的箱梁顶面建设两条轨道作为悬臂挂篮的行走系统,并用精轧螺纹钢作为锚固,利用两个5吨的手动葫芦进行牵引实现悬臂挂篮的行走与固定。在箱梁外侧使用钢板和钢框所组焊的装置支撑在悬臂挂篮的行走轨道中,外侧模与挂篮一起沿着吊架行走。梁垛河大桥工程的浇筑阶段,在预压试验结束后,根据梁垛河大桥的桥台处的地形情况以及土壤土质情况采用了满堂门式支架来进行整体浇筑工程,使用水平横杆和斜杆进行连接,总宽度不小于梁垛河大桥在水面上的投影宽度,以保证浇筑阶段的施工安全。待混凝土达到张拉施工的强度后,开始合龙施工。合龙施工阶段所使用的混凝土选用了比梁体建造中所使用的混凝土更高一个等级的混凝土,材料选择了微膨胀混凝土,在15摄氏度左右的气温下开展合龙施工作业,梁垛河大桥的合龙长度控制在了2米,并对合龙两端的锁定进行对称地施工作业,锁定后立即释放固定约束,并使用混凝土将内部进行填充,保证箱梁结构的致密性以及均匀性,使得合龙阶段的施工过程中,混凝土始终能够保持在稳定状态,保障桥梁工程的施工安全与质量。
5.结论
综上所述,随着现代化发展,社会对于桥梁工程的建筑工艺逐渐有了越来越高的技术要求,悬臂挂篮技术由于其安全性高、灵活性强等优势近些年来在桥梁工程中得到了广泛的应用。通过对于悬臂挂篮技术中的挂篮安装与制作、钢筋捆扎技术、浇筑技术、张拉施工技术、预压试验技术、合拢施工技术以及挠度控制等技术的研究应用,使得悬臂挂篮技术逐渐成为现代桥梁工程中主要的施工建造方法,为大跨度的桥梁建设提供了有力的技术支持。
参考文献：
[1]林旭杰.三角形悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用[J].中国住宅设施,2022(08):130-132.
[2]吴琼.单侧悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用研究[J].工程机械与维修,2022(04):63-65.
[3]张志伟.悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用研究[J].企业科技与发展,2022(02):84-86.
[4]阳爽.悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用研究[J].黑龙江交通科技,2021,44(10):68-69.
[5]周冲.探究悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用[J].企业科技与发展,2021(01):63-65.
作者：李明 单位：苏交科集团股份有限公司