当前较为常用的挂篮形式比较多,同时在构造方面也存在明显的差异,因为分类方式所参照的依据不同所以分类结果也并不相同。根据挂篮材料的分类,可以分为万能杆件、贝雷梁、军用梁等制作而成的杆件组拼、型钢加工而成两种[1]。按照承重结构形式可以分为桁架式、斜拉式、牵索式以及钢板梁式四种。按照受力原理可以划分为垂直吊杆式、斜拉式、刚性模板三种[2]。
挂篮一般是由下述几个部分组成:承重结构、锚固装置、工作平台、走行系统、悬吊系统。称重结构是挂篮的主要受力结构,其需要承载施工设备与新浇筑节段的所有重量,另外还需要借助支点、锚固装置将荷载传输到已经完成施工的梁上[3]。
挂篮的主要功能是支撑模板,承受混凝土的重量,并为工作平台提供张拉、灌浆的施工空间以及满足调整标高的需求。对此,挂篮不仅需要具备较高的强度,同时还需要具备充足的稳定性与刚性,自身重量较轻,移动较为灵活,便于标高的随意调整[4]。图1与图2分别为常见的两种挂篮方式。
桥梁钢结构项目当中的悬臂挂篮设计应当考虑到下述的几项原则:
(1)减轻挂篮结构本身的总量,以最大程度降低没有完成桥梁的荷载负担。
图1 平行桁架式挂篮
图2 滑动斜拉式挂篮
(2)挂篮应当充分应用整个结构调整来达到平衡的设计,预防掉落的危险性[5]。
(3)挂篮的设计和施工必须满足桥梁每一个阶段的断面移动需求,例如钢结构施工以及浇筑施工等方面的需求,同时在移动时需要保障整体安全性,提升生产的效率。
(4)确保桥梁钢结构在施工过程中需要有充足的作业空间与时间,以便于施工机械的移动与操作可靠性。
桥梁钢结构的挂篮属于施工作业中重要的平台之一,所以在施工过程中会涉及到较大的荷载情况,需要对桥梁的线性、内部应力的改变等进行理想控制,尤其是对于标高的严格控制,保障数值的准确性。这也就需要借助预压载的方式进行质量控制。预压载可以更好地提升挂篮的稳定性和安全性,并及时为挂篮的变形程度进行监督,有利于消除非弹性变形的现象,提升挂篮的使用安全性。
以太原市某桥梁工程为例,该桥梁工程属于桥梁与互通工程,其主要是由正桥与互通立交桥构成,正桥长度为1200m,箱梁结构为单箱30m,桥面宽度为33.5m,单幅桥面宽度为15.5m。在该工程施工过程中,采用先挂篮设计、加工、试拼以及主桁预压的施工。在墩身施工完成之后应用支架施工墩顶梁段。墩顶梁段在施工完成之后便可以开展后续梁端的挂篮悬臂灌注施工。
墩顶桥段采用支架的方式进行施工,支架按照墩高、墩周的地理环境而决定。在墩身完成施工之后,便可以开展后续梁段的挂篮悬臂灌注施工[6]。
在本桥梁工程中,悬臂挂篮技术的合理应用首要环节是挂篮的制备和吊装。对于挂篮的制备而言,需要严格按照相应的技术规范进行,在实际的制备过程中需要对图纸内容进行全面掌握与分析。在开展吊装操作之前,需要对施工现场进行全面的检查,其主要是包含人员的配置、机械设备的性能、方案规范的程度以及自然环境所呈现的影响等。在吊装的过程中,还需要及时进行同步检测以及安全性能的评价,尤其是在挂篮周边的安全防护措施中,需要施工结果的准确到位,否则很容易出现高空坠落的安全事故。
借助开展规范性的预压试验操作,可以保障桥梁主桁架等构件可以更好地规避因为非弹性形变所引发的各种安全事故,同时最大程度地保障人员和桥梁的安全性。在实施预压实验的过程中,还必须做好相关的荷载试验,并在实际的试验当中,为了确保立模标高可以达到箱梁线性的需求,需要采取有效措施控制形变现象的出现,同时对相关信息进行详细的记录。
从桥梁建设的角度而言,悬臂挂篮不仅属于一项施工技术,同时还是一项施工设备。对此,合理的选择和应用悬臂挂篮,可以为混凝土浇注施工提供较为便利的施工环境。在实际的浇注施工当中,为了更好地提升施工质量,施工人员需要对各项施工细节进行详细的关注。钢筋混凝土浇注施工的内容主要有以下几点:
(1)施工人员应当充分应用该技术的高支撑力特征,在平台当中开展浇注作业,从而提升材料的运输效率;
(2)在开展浇注开始之前,按照实际需求明确钢筋与锚头的实际数量,并且保障安装位置可以完全满足施工的实际需求;
(3)浇注施工方案需要根据实际情况来考虑,需要对各种可能对施工现象形成负面影响的因素进行分析,并为后续的施工提供有效的参考;
(4)在混凝土浇注的过程中,需要对现场所具备的条件进行详细分析,其中会涉及到自然环境、其后气温以及人员数量等等。这一些条件和因素的变化都有可能对整体施工质量形成一定的影响。
在开展桥梁工程中钢结构项目悬臂挂篮的施工时,必须保障挂篮本身的使用质量与安全性,在施工过程中,必须保障监督和管理制度的落实。一般情况下,桥梁结构大多数都是以自锚平衡式结构为主,这一类型的挂篮可以划分为桁架式与斜拉式两种,假设施工前期对于实际施工环境的调查不够深入,很容易导致技术方面出现问题。针对这一方面的现象,不仅需要在施工之前做好相应的施工环境调查工作,同时在出现问题时,不能盲目地进行处理,需要及时对相关部门进行情况汇报。除此之外,材料的选择方面也存在一定的安全隐患与质量问题,例如少数的施工部门为了更好地节省施工成本,在材料的选择方面忽略了相应的标准,采用价格低廉的材料,甚至是选择一些存在质量缺陷的材料,导致施工无法顺利的开展。对此,监理企业和相关部门应当加强对施工环节的控制与管理,对于无法满足实际施工需求与质量标准的现象及时进行处理,及时责令其整改或返工。
综上所述,悬臂挂篮施工当中,为了保障桥梁线形可以符合设计的需求,需要在钢结构施工当中合理控制整个施工的载荷和操作准确性,并将桥梁段落在施工当中的受力平衡度作为重点控制项目。对此,悬臂施工当中需要对挂篮进行合理的设计,并做好前期的施工准备工作,保障挂篮本身不会对工程形成负面影响,并做好挂篮的预加载处理,消除非弹性变形的负面影响,优化施工准确度。
参考文献
[1] 梁曾奇,李因富,黄海东. 连续刚构桥长悬臂挂篮施工现浇段、合龙段结构行为分析[J]. 中外公路,2016,23(1):192-196.
[2] 王静峰,仇兆吉,方继,等. 刚性悬索加劲弦连续钢桁梁顶推技术研究[J]. 建筑钢结构进展,2015,17(6):16-26.
[3] 张宝国,李星晨,周博. 基于AS4324.1标准的轨行式悬臂堆料机的钢结构设计[J]. 矿山机械,2016,44(12):25-30.
[4] 高文博,张鸣功,朴泷. 港珠澳大桥江海直达船航道桥整体式钢塔制造技术[J]. 桥梁建设,2016,46(2):7-12.
[5] 吴载清. 高速公路宽幅连续刚构桥悬臂施工关键技术研究[D]. 成都:西南交通大学,2015.
[6] 肖光电. 浅析预应力混凝土连续钢构桥悬灌挂篮施工技术研究[J]. 黑龙江交通科技,2016,39(7):89-90.
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