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摘要:在大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁工程中,作為一種經(jīng)濟(jì)合理的橋梁施工方案,連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)應(yīng)用日益廣泛,取得了良好的應(yīng)用效果。以實(shí)際工程為例,探討了連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用,以期促進(jìn)連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)應(yīng)用與推廣,提高橋梁工程施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:連續(xù)梁;掛籃施工技術(shù);橋梁工程
引言
在道路橋梁工程中,連續(xù)梁橋是目前最為常見的橋梁結(jié)構(gòu),具有剛度大、結(jié)構(gòu)變形小、運(yùn)營維護(hù)維修簡(jiǎn)單、車輛通行平穩(wěn)、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。在連續(xù)橋施工方法中,主要包括支架法、頂推法、旋轉(zhuǎn)法、懸臂澆筑法和拼裝法等,其中,最為常用的施工方法是懸臂澆筑和懸臂拼裝兩種方法,尤其是是懸臂澆筑施工方法出現(xiàn)后,促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋的快速發(fā)展。以東牙溪大橋連續(xù)鋼構(gòu)箱梁為例,探討連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)要點(diǎn),闡述連續(xù)梁施工技術(shù)注意事項(xiàng),以期促進(jìn)連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用與推廣,提高橋梁工程施工質(zhì)量。
1工程概況
本工程位于福建省三明市三元區(qū)360省道改線配套工程三期主橋,橋梁為跨躍河道而設(shè),起止墩8#墩~14#臺(tái),下部采用群樁基礎(chǔ),大體積承臺(tái),除8#墩及14#臺(tái)以外,均采用雙肢薄壁實(shí)體墩,孔跨布置為50m+4×80m+50m預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁鋼構(gòu)梁結(jié)構(gòu),梁體采用單箱雙室、變截面結(jié)構(gòu),支點(diǎn)高度5m,跨中高度2.4m,箱梁頂寬21m,箱梁底寬13m,頂板厚度28cm,懸澆底板厚度26~60cm,腹板厚度70~50cm,按折線變化,梁高為1.6次拋物線變化。0#段及邊跨采用托(支)架現(xiàn)澆,2#~10#段為對(duì)稱懸臂澆筑。梁體混凝土標(biāo)號(hào)為C50,橋縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)低松弛Φs=15.24mm,Ry=1860MPa鋼絞線,豎向預(yù)應(yīng)力筋采用Φ25精軋螺紋級(jí)鋼筋,頂板橫橋向采用BM3-Φs15.24預(yù)應(yīng)力扁錨體系。橋梁設(shè)計(jì)速度為60km/h,道路等級(jí)為城市主干道,標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挒?1m,半路半橋段橋?qū)挒?0.5m。橋梁抗震等級(jí)為7度,橋梁設(shè)防類別為丙類。
2施工方案
本工程連續(xù)梁0#塊及邊跨直線段采用支架現(xiàn)澆施工,合攏段采用吊籃現(xiàn)澆施工方法,其余兩端采用三角掛籃懸臂對(duì)稱施工。連續(xù)梁設(shè)計(jì)采用先合攏中跨,再合攏邊跨,最后合攏次邊跨的工序步驟進(jìn)行。掛籃預(yù)壓采用在梁體腹板設(shè)置倒置三角支架,千斤頂內(nèi)力平衡法預(yù)壓,掛籃轉(zhuǎn)移采用手動(dòng)葫蘆配合千斤頂移動(dòng)。連續(xù)鋼構(gòu)箱梁采用懸臂施工法,在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí),為保證施工階段的穩(wěn)定,相鄰段連續(xù)梁施工至合攏節(jié)段時(shí)即進(jìn)行合攏,形成連續(xù)梁受力狀態(tài)。
3連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)應(yīng)用探討
0#塊梁段預(yù)應(yīng)力施工完成后,在其上部拼裝掛籃,進(jìn)行連續(xù)梁懸臂澆注法施工。掛籃是一個(gè)能夠沿軌道行走的活動(dòng)作業(yè)臺(tái)車,能夠在已完成的懸臂梁段上繼續(xù)下一梁段的施工,待新澆筑梁段施工預(yù)應(yīng)力及管道壓漿后,掛籃即前移至下一梁段,如此循環(huán)直至完成整個(gè)懸澆梁段施工。
3.1掛籃設(shè)計(jì)
根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求及施工要求,結(jié)合掛籃施工特點(diǎn)、用鋼量、鋼材種類等比選,確定采用三角掛籃進(jìn)行連續(xù)梁懸臂梁段施工,確定掛籃行走方式為輪滑式、行走穩(wěn)定系數(shù)大于2.0。掛籃構(gòu)造由主桁承重系統(tǒng)、底籃、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等部分組成。掛籃斷面及側(cè)立面構(gòu)造如圖1、圖2所示。掛籃設(shè)計(jì)符合強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求,幾何尺寸應(yīng)適應(yīng)梁段高度變化和梁段搭接需求和行走需求,懸臂吊架設(shè)有行走設(shè)備,其穩(wěn)定系數(shù)大于2.0,掛籃即附屬設(shè)備小于最重梁段40%。澆筑懸臂梁段時(shí),掛籃后端臨時(shí)錨固在已澆筑完成的梁段上。
3.2掛籃拼裝
掛籃在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)試拼裝無誤后,將構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),利用塔吊設(shè)備吊至已澆筑的梁段頂部,在0#梁段頂面完成拼裝,嚴(yán)格按照拼裝順序,先測(cè)設(shè)軌道中心線,清理軌道梁范圍內(nèi)的雜物,安裝軌道梁并進(jìn)行錨固,安裝前滑板和后鉤板,依次安裝主桁片、后錨固系統(tǒng)、上橫梁、底模平臺(tái),收緊導(dǎo)鏈并調(diào)整前下橫梁高度,安裝底模吊帶,完成與打梢鋼絲繩的受力轉(zhuǎn)換。安裝底模平臺(tái)并調(diào)整到位,安裝行走系統(tǒng)。
3.3掛籃預(yù)壓
掛籃拼裝完成后,應(yīng)先進(jìn)行荷載預(yù)壓試驗(yàn),以檢驗(yàn)掛籃加工和安裝質(zhì)量。同時(shí),檢測(cè)掛籃實(shí)際承載能力和梁段荷載作用下變形情況,消除掛籃產(chǎn)生的非彈性變形應(yīng)力。在預(yù)壓時(shí),掛籃彈性變形量計(jì)入梁段施工預(yù)拱度計(jì)算中,并按最大荷載作用下進(jìn)行等效加載,從而檢測(cè)出掛籃的實(shí)際承載能力,確保掛籃使用安全。本工程中,按50%、80%、100%、120%荷載進(jìn)行測(cè)試,荷載布置圖如圖3所示,分別測(cè)試1h,最終測(cè)定掛籃荷載能力及變形情況。
4掛籃施工方法
懸臂灌注施工流程包括掛籃前移、掛籃調(diào)整及錨固、鋼筋及孔道制安、混凝土灌注及養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力張拉和孔道壓漿六道工序,懸灌梁段施工長度3~4m,周期12d。
4.1掛籃調(diào)整及錨固
掛籃就位后,施工人員先將主桁梁上錨固轉(zhuǎn)換到梁體錨筋上,并將底籃后錨轉(zhuǎn)換到梁體上,測(cè)量掛籃中線、高程,并通過千斤頂調(diào)整模板水平位置和標(biāo)高,經(jīng)檢查和復(fù)測(cè)合格后,方可進(jìn)行全面錨固。掛籃錨固質(zhì)量直接關(guān)系施工安全,影響施工進(jìn)度,因此,必須加以重視,認(rèn)真檢查錨固系統(tǒng)牢靠程度。本工程中,采用4根Ф32精軋螺紋鋼錨固每片桁架,前后橫梁對(duì)應(yīng)位置采用6根Ф32精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固。
4.2鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道制作安裝
(1)非預(yù)應(yīng)力鋼筋制作、安裝。鋼筋進(jìn)場(chǎng)時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鋼筋質(zhì)量證明文件、外觀的檢查,并按批次進(jìn)行試驗(yàn)檢查,確定鋼筋質(zhì)量符合施工規(guī)范要求。鋼筋驗(yàn)收合格后,應(yīng)分類堆放并標(biāo)識(shí)清楚,由工程技術(shù)人員根據(jù)材料規(guī)格、型號(hào)、施工規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙制定下料計(jì)劃,合理安排鋼筋加工計(jì)劃,經(jīng)施工單位自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程人員驗(yàn)收,經(jīng)驗(yàn)收合格后方可實(shí)施鋼筋連接。鋼筋半成品應(yīng)分類存放,防止銹蝕。梁體鋼筋應(yīng)整體綁扎,依次進(jìn)行底板、腹板和頂板鋼筋綁扎,如梁體鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼筋出現(xiàn)碰撞時(shí),可適當(dāng)移動(dòng)梁體鋼筋或進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹澱邸d摻罱宇^應(yīng)設(shè)置在承受應(yīng)力較小位置,并分散布置,確保同一截面內(nèi)受力鋼筋截面面積低于受力鋼筋總截面面積50%。鋼筋安裝時(shí),施工技術(shù)人員測(cè)設(shè)并標(biāo)注鋼筋的間距,明確主筋、分布筋間距,并按工程設(shè)計(jì)要求,先擺放主筋,再擺放分布筋。鋼筋綁扎時(shí),鋼筋交叉點(diǎn)應(yīng)按雙對(duì)角線方法進(jìn)行綁扎,確保鋼筋綁扎結(jié)點(diǎn)具備足夠的剛度與穩(wěn)定性,從而使鋼筋位置在混凝土澆筑時(shí)不致變動(dòng)。當(dāng)鋼筋長度不足需要接長時(shí),可采用焊接或綁扎連接方法,綁扎搭接長度應(yīng)大于35d,單面搭接焊接焊縫長度應(yīng)大于10d,接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開。(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道制作安裝。預(yù)應(yīng)力鋼材及管道制作安裝前,應(yīng)確保鋼材存放環(huán)境清潔、干燥,避免機(jī)械損傷和銹蝕,并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求,及時(shí)進(jìn)行張拉和灌漿施工,將鋼絞線按要求進(jìn)行切割。鋼絞線編束時(shí),應(yīng)每隔1~1.5m綁扎一道鐵絲,鐵絲扣應(yīng)向里,綁好的鋼絞線束應(yīng)編號(hào)掛牌堆放。本工程中,采用金屬波紋管作為縱向預(yù)應(yīng)力管道,以減少管道摩擦系數(shù),確保管道壓漿飽滿。采用內(nèi)徑為(70×19mm)的扁形鍍鋅金屬波紋管作為橫向預(yù)應(yīng)力束。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用JL25精軋螺紋鋼筋,采用Φ40波紋管預(yù)埋。為避免損壞預(yù)應(yīng)力管道,管道焊接施工工序在管道埋置前完成。
4.3混凝土施工
由于懸澆段混凝土體積較大,為了避免混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)溫度裂縫,選用分層澆筑方法。混凝土澆筑前,應(yīng)全面進(jìn)行檢查,包括模板標(biāo)高、截面尺寸、接縫、支撐,鋼筋直徑、數(shù)量和預(yù)埋件等,如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)調(diào)整,并將模板和鋼筋上的污垢清理干凈,并在模板上涂刷脫模劑。在混凝土澆筑過程中,應(yīng)確保混凝土水灰比并攪拌均勻,降低混凝土收縮徐變發(fā)生幾率,在混凝土澆筑完成后,應(yīng)根據(jù)施工要求處理施工接縫。
4.4預(yù)應(yīng)力張拉及灌漿施工
根據(jù)施工技術(shù)要求與設(shè)計(jì)要求,針對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力筋,采用單端張拉方法,橫、縱向預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用兩端張拉方法。張拉強(qiáng)度及彈性模量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%。張拉前,應(yīng)確保混凝土齡期大于5d,以確保混凝土強(qiáng)度滿足張拉要求。混凝土澆筑前,應(yīng)確保橫、豎向波紋管及預(yù)應(yīng)力筋安裝就位,先安裝縱向預(yù)應(yīng)力筋,然后以人工方式進(jìn)行傳束。傳束時(shí),施工人員可借助一根Φ5長鋼絲作為引線,以卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行穿束。預(yù)應(yīng)力張拉時(shí),應(yīng)采用先縱向、后橫向、最后豎向的施工順序。為確保預(yù)應(yīng)力張拉效果,應(yīng)以應(yīng)力控制為主,伸長量控制為輔的雙控張拉措施。張拉完成后,應(yīng)在48h小完成壓漿封閉。
4.5掛籃前移
當(dāng)梁段混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí),應(yīng)清理梁段頂面,并使用水灰比1∶2的水泥砂漿找平滑道鋪設(shè)部位,并在砂漿找平層畫出滑道放樣定位線后,安裝錨固滑道。當(dāng)梁段張拉壓漿完成后,將底模架后橫梁用倒鏈懸掛在后上橫梁,放松底模架前后吊帶,使底模脫模并脫離梁體地面10cm,然后拆下底模架后錨桿,放松外模前后吊帶,從而落下外模。然后,外模系、底模系、內(nèi)模系等部件,由吊桿與掛籃橋面結(jié)構(gòu)連接起來,通過頂升立桿內(nèi)側(cè)后橫梁,將滾輪放在縱梁下面。通過上述工作,確保外模系、底模系、內(nèi)模系等部件與梁體脫離,然后,打開油泵,開始掛籃行走至預(yù)定位置,再將掛籃頂起,放下掛籃并錨固,依次錨固外模系,內(nèi)模系,及底模系,錨固完成后,重復(fù)上述施工工藝流程。
4.6掛籃拆除
當(dāng)最后一段懸臂梁張拉工序完成后,即可拆卸掛籃。拆卸時(shí),應(yīng)先將工作平臺(tái)拆除,并遵循底模、外模、托架、吊帶、后前橫梁、主梁的順序進(jìn)行拆卸,拆卸過程中應(yīng)確保施工安全。
5掛籃施工注意事項(xiàng)
(1)掛籃行走控制。掛籃行走時(shí),施工人員應(yīng)確保整體平移,保持左、右兩側(cè)主梁步調(diào)一致,左右晃動(dòng)距離應(yīng)小于1cm,避免一側(cè)受力過大,影響掛籃平衡。同時(shí),掛籃移動(dòng)速度不宜過快,速度應(yīng)控制在1.5m/h以內(nèi)。同時(shí),掛籃移動(dòng)前,施工人員應(yīng)檢查滑道錨固情況,以倒鏈保護(hù)兩側(cè)吊桿,防止掛籃移動(dòng)時(shí)傾覆風(fēng)險(xiǎn)。(2)掛籃后錨預(yù)留孔錨固。掛籃后錨預(yù)留孔錨固時(shí),應(yīng)認(rèn)真檢查,確保預(yù)留孔位置準(zhǔn)確無誤,并使用鐵楔塊墊平吊帶下端、扁擔(dān)底面與箱梁接觸處,并使用千斤頂調(diào)整上端橫梁位置,同時(shí),安排專人在箱內(nèi)同時(shí)操作,確保錨固絕對(duì)可靠。(3)掛籃施工安全。掛籃懸澆前,應(yīng)認(rèn)真檢查梁段中線、高程、塊段高度,檢查結(jié)構(gòu)螺栓、后錨設(shè)備連接狀態(tài),并對(duì)前后吊帶及橫梁受力情況進(jìn)行復(fù)驗(yàn),逐次收緊吊帶,全面上緊吊帶限位螺栓,并使用硬質(zhì)墊塊抄墊千斤頂空隙,確保掛籃穩(wěn)固,避免出現(xiàn)施工安全事件。
6結(jié)語
連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)是橋梁工程中應(yīng)用最為廣泛的施工技術(shù),施工單位應(yīng)認(rèn)真研究施工技術(shù)要點(diǎn),根據(jù)施工設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范,加強(qiáng)關(guān)鍵工序的檢查與監(jiān)督,提高橋梁工程施工效率,縮短施工周期,防止施工安全事件的發(fā)生,確保路基強(qiáng)度和穩(wěn)固性,提高橋梁施工質(zhì)量。
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作者:陳志華 單位:廈門高誠信工程技術(shù)有限公司