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懸臂橋

鎖定
懸臂橋每段都在中間而非兩端支承。橋身分成長而堅固的數段,類似桁梁式橋。每段由河裏同樣的結構支撐着,使它得到平衡。各段相接的地方,有一個短短的墩距。根據橋樑梁體制造的方式,可將懸臂施工工藝分成懸臂澆築工藝和懸臂拼裝工藝兩大類。懸臂澆築工藝是在施工中利用懸吊式活動腳手架(簡稱掛籃)在橋樑墩柱兩側的對稱均衡澆築一般3~8米的梁段混凝土,每澆築完成一段,混凝土須達到規定的強度之後張拉縱向預應力的鋼絞線,再向前移動掛籃,進行下一段施工作業。
中文名
懸臂橋
外文名
Cantilever bridge
學    科
機械工程
領    域
機械設備
範    圍
橋樑
特    點
每段都在中間而非兩端支承

懸臂橋簡介

根據橋樑梁體制造的方式,可將懸臂施工工藝分成懸臂澆築工藝和懸臂拼裝工藝兩大類。懸臂澆築工藝是在施工中利用懸吊式活動腳手架(簡稱掛籃)在橋樑墩柱兩側的對稱均衡澆築一般3~8米的梁段混凝土,每澆築完成一段,混凝土須達到規定的強度之後張拉縱向預應力的鋼絞線,再向前移動掛籃,進行下一段施工作業。橋樑箱梁懸臂澆築大致分為四個部分,第一部分是0號和1號塊進行施工,第二部分是2號到8號塊的梁段進行懸臂澆築,第三部分是進行邊跨現澆段的施工,第四部分是對合攏段的施工,還可以細分為對邊跨合攏段進行施工和對中跨合攏段進行施工。懸臂橋樑施工工藝在施工中不受地形影響,適用於地形較複雜且大跨度的橋樑建設,懸臂橋樑工藝並不僅僅侷限於懸臂橋樑的施工,更廣泛應用於混凝土跨度大連續性橋樑的施工。懸臂施工工藝中也存在一定的缺點,比如橋樑的施工期比較長,施工技術能力也有待進步提高等等,需要通過施工前的計算分析和加強施工技術培訓來改進和完善 [1] 

懸臂橋懸臂掛籃技術

(1)掛籃設計與施工:在橋樑建設中,懸臂掛籃技術已經比較成熟,掛籃是一個能沿着軌道行走的可活動的操作平台,是懸澆箱梁的重要構件,懸掛在已施工的前端箱梁梁段上,懸臂澆築的時候箱梁梁段的壓漿、模板安裝、管道安裝、鋼筋綁紮、混凝土澆築、節段張拉壓漿作業等工作均在掛籃上進行。當一個梁段的施工完成後,方能解除掛籃後錨,移向下一梁段施工,最終完成梁段的澆築。掛籃一般應用於比較高的空中以及跨河流或下部需保持通行等情況,其結構比較複雜,對施工技術的要求也比較高。它是施工中的難點,也是懸臂橋樑施工工藝中的重要組成部分,成為當今大跨度橋樑施工中必不可少的一門工藝。因此,在設計時,在保證掛籃足夠承載能力情況下,應儘量減輕掛籃的重量,合理優化結構型式,儘量減少掛籃施工的運轉週期,方便施工操作以及確保施工工程的質量。
(2)0號及1號塊以及現澆段施工一般根據現場作業條件,利用地面及下部承台採用滿堂支架或少支架施工,待完成混凝土澆築及張拉作業後,其即作為掛籃組裝平台以及後錨固點。
(3)梁段混凝土的懸灌施工:梁段混凝土的懸臂灌注一般採用泵輸送,並應隨温度變化及運輸和澆注速度做適當調整。1)箱梁的混凝土在澆注以前,須嚴格檢查掛籃的中線,掛籃底模的標高,三向預應力束管道,錨頭、鋼筋等的位置,仔細核實沒有問題以後方可灌注混凝土。2)應懸臂兩端同步進行,保證梁體整體平衡。3)混凝土的灌注應從掛籃的最前端開始,以使掛籃的微小變形大部分實現,以便避免新、舊混凝土之間產生錯縫。4)為防止管道變形;在混凝土灌注之前,預應力束管道宜在波紋管內插入硬塑管作為襯填。5)為避免漏漿等情況出現的堵塞管道的現象,混凝土灌注完畢以後,應用通孔器檢查各個管道。6)混凝土澆築前、過程中、以及完成後,都應全面對掛籃的各錨固點進行檢查,確保掛籃在受載前後始終穩定,並減少非彈性變形,實際施工中一般均採用雙螺母,避免單個出現滑絲,確保施工安全。
(4)合攏段施工:橋樑體系的轉換需要通過合攏段施工來完成。合攏段施工的過程通常是由兩個掛籃向一個掛籃進行過渡,其中一個掛籃拆除,另一個掛籃通過走行跨過合攏段到達另一端懸臂施工的梁段上。同時,通過計算,對懸臂段荷載不均衡部分進行堆載配重,並在混凝土澆築過程中,同步減載,確保整體穩定、梁體的線性以及減少梁體內次生內力。合攏段施工選用日最低氣温時進行,一般以15-20度適宜。預應力張拉應在混凝土強度以及梁體混凝土彈性模量雙指標符合要求後方可實施 [2] 

懸臂橋懸臂施工工藝的優缺點

(1)懸臂施工工藝的優缺點:懸臂橋樑施工工藝發明於20世紀50年代末,之所以仍被廣泛應用於橋樑施工中,與其自身的應用中獨特的優點和優勢是分不開的。
(2)懸臂橋樑施工工藝施工的橋樑橋下的空間都比較寬廣,比起滿堂支架等施工方法有着明顯的優勢。
(3)隨着科技的發展,新興的橋染多種多樣,懸臂橋樑施工工藝適用於多種類型的橋樑施工,比如鋼架橋、斜拉橋、拱型橋等等。
(4)懸臂橋樑施工工藝簡單,施工設備較少,機械化應用程度比較高,能夠節省人力、物力、財力。
(5)因為懸壁橋樑一次成型,能夠減少一部分施工程序,簡化了橋樑施工程序,提高了工作效率。
(6)由於懸壁橋樑機械化程度比較高,更容易實現連接和合攏,而橋樑的整體工程質量也因此得到很大的提高。
(7)橋樑施工時地形參差不齊,有的橋樑跨度較大,有的則需要跨越河流和溝谷,這樣的施工地形並不是所有的施工方法都能適用,而懸臂橋樑施工工藝受施工地形影響較小,對於大跨度的橋樑建設也比較適用。每一種施工方法都不可能做到完美無缺,懸壁橋樑施工工藝也是如此,它雖然有以上優點,但同樣也存一些缺點需要我們注意,比如懸臂橋樑施工的施工監控比其他方法要複雜,所有橋樑墩面施工完畢才能進行懸臂澆築,施工週期相對固定,施工時間比起其他施工方法要長一些,也存一定施工誤差,塊體接觸面也會不可避免存在不平整的現象等。

懸臂橋懸臂橋樑施工應注意的問題

(1)箱梁混凝土澆築須一次來完成,不得采取第二次澆築。另外不管是什麼層次的澆築,都不能出現泌水現象
(2)進行邊跨合攏段支架延伸時,應邊澆混凝土邊卸載。應保證懸臂端合攏段重量的50%壓載鎖定。
(3)因為懸臂澆築掛籃施工是橋樑建築過程中的重要工序,在制定施工組織設計方案的同時應建立相應的安全預案,如防落掛籃,防張拉異常、防自然環境異常,及相關事故救援等預案。
(4)懸澆箱梁的最後一道工序是合攏。懸澆時的控制目標是測量兩端高差時應選擇日低温時候的高差。
(5)掛籃是懸臂澆築過程中的主要設備,混凝土澆築前應仔細檢查掛籃吊杆、後錨點等設備的受力狀況,以便發現問題及時解決。

懸臂橋總結

隨着我國對公共設施投資力度加大,橋樑事業飛速發展,施工技術和施工方法已經得到了很大改善。近年來隨着計算機等輔助設施對橋樑建築進行分析計算和施工控制,懸臂橋樑技術也必然得到更好的發展和完善。懸臂橋樑施工工藝也必然成為現代大跨度橋樑的重要施工方法,它在橋樑建設中發揮的作用一定會越來越大,應該應用好這門工藝以推動橋樑事業更快更強的發展 [3] 
參考資料
  • 1.    馮輝長, 何小波. 箱梁懸臂橋板的受力情況及結構計算[J]. 地方水利技術的應用與實踐, 2005(2).
  • 2.    婁善良. 懸臂橋式取水構築物在水庫取水工程中的應用[J]. 給水排水, 2006, 32(7):30-31.
  • 3.    程翔雲. 三箱並聯變高度懸臂橋荷載橫向分佈的分析[J]. 土木工程學報, 1985(4):46-54.