張焰華
【摘 要】隨著社會經濟的蓬勃發展,道路、橋梁等基礎建設事業更是走在前列。一些跨越河流、道路的橋梁施工形式,多采用懸臂掛籃現澆的施工工藝,其最大特點,不影響擬建橋梁下方道路車輛通行、河道船舶的通行、降低建設成本、施工工藝成熟。
【關鍵詞】橋梁;懸臂掛籃
一 基本工況
某大橋位于江蘇省海安縣境內,橋梁與河道中線交角120°,河道內船舶通行繁忙。橋梁全長464.44m,橋梁總寬度47m,分離式雙幅橋斷面。兩側引橋分別采用5跨預制預應力鋼筋混凝土組合箱梁,主橋為三跨預應力混凝土變截面連續箱梁,跨徑組合為44+70+44m,箱梁結構形式為單箱雙室,單幅寬13m。箱梁頂板寬13m,底板寬8.25m,翼緣板懸臂長2.375m。橋墩支點處梁高4.1m,跨中、橋臺支點處梁高2m,中跨梁底下緣線采用二次拋物線變化,建成后的橋梁線型流暢、美觀。
二 其施工技術難點、重點
1 懸臂現澆、臨時支撐牢固
懸臂箱梁現澆,重點原則要求平衡、對稱施工,0#塊的臨時支撐及固結施工是重點之一。
臨時支撐及固結有多種形式,有利用材料較高抗拉強度的特點、有利用材料較高抗壓強度的特點,另一種即利用材料的抗壓強度、也利用材料的抗拉強度,根據這些特點,進行合理化選擇材料,多采用如下材料組合形成:鋼筋、砼、預應力鋼束、鋼管樁、貝雷、扇形組合支架等。
本工程臨時支撐及固結施工時,結合我公司資源,采用鋼管樁,可多次重復使用、安全可靠、經濟可行。
(1)橋梁結構荷載、施工荷載等,計算懸臂施工的抗傾能力、計算臨時支撐和固結的承載能力,選擇材料。
(2)根據梁底標高、承臺標高、支撐位置,計算臨時支撐鋼管樁長度,拼裝焊接。在承臺施工中預埋錨固鋼板,以及錨固鋼筋,鋼管樁頂同樣設置錨固鋼板。墩頂設置砼支撐塊,鋪設黃砂。
(3)鋼管樁之間采用[20a槽鋼進行焊接,形成剪刀撐,增強整體穩定性。
在臨時支撐施工過程中,重點檢查鋼管樁的安裝垂直度、焊接質量,以滿足臨時支撐對橋梁懸臂施工平衡錨固的要求。
2 設計節段重量大、掛籃鋼構承載要求高:
本工程1#節段長3.5m,重量為134噸,主橋箱梁頂板寬13m,底板寬8.25m,箱梁結構形式為單箱雙室。常規掛籃結構形式有三角形和菱形掛籃,結構比較穩定,工況構件受力計算明確,本工程選用兩組三角形鋼桁架組合的掛籃進行施工。
(1)主梁鋼桁架的選擇:采用[40a雙拼槽鋼焊接而成,構件受荷計算通過,確保構件的最大承載要求。
目前就社會經濟的發展需求而言,社會出現一大批掛籃出租的企業或個人,多從最經濟的角度出發,大大降低造價,從而降低主桁架的材料選擇,另一面也就極高的增加了安全隱患,極不可取。根據結構荷載選擇鋼桁架的材料,確保構件整體承載要求是重點之一。
(2)上、下橫梁的承載最大區別及剛度要求:上橫梁多為2個或3個支點(即鋼桁架為支點),集中荷載較多;下橫梁為多支座承載(吊帶較多),有一個吊帶,就是一個支座,可簡化為均布荷載;就受力區別,上橫梁材料的要求較高,同時在理論強度可行的情況下,盡量加大剛度,減小撓度,確保累計變形量不超標。其總變形量直接影響結構的安全,以及箱梁線型的美觀。
關于累計變形量,橋規中明確規定,掛籃的累積變形量為2cm,這個數值是一個明確的量化,我們在施工中,降低上、下橫梁的截面抵抗矩,其變形量就會增大,直接導致箱梁線型不順,嚴重情況造成節段錯臺或直接發生安全事故。因此,上下橫梁的材料選擇是重點之一。
三 懸臂掛籃施工工藝要點
本節就懸臂掛籃施工的工藝要點進行說明,著重對掛籃的預壓、平移、吊帶施工進行闡述。
1 掛籃的預壓
掛籃的預壓是指掛籃組裝完成后,根據結構荷載、施工荷載等進行荷載組合、加載,模擬掛籃在工作狀態下的受力情況,變形情況,收集變形數據,為施工預拱提供依據,以滿足質量、安全要求。掛籃加載預壓過程中,采用1.5t土袋加載,分級加載并持荷,測量收集數據。
2 掛籃平移
平移掛籃前,放低前橫梁吊帶,解除后橫梁吊帶,采用手拉葫蘆或鋼絲繩將后橫梁吊在掛籃上,確保掛籃與結構解除錨固,掛籃底模與箱梁脫離,在平移掛籃前逐一檢查每個節點。平移掛籃使用工具有多種,利用慢速卷揚機、手拉葫蘆、千斤頂等牽引或頂進,重點確保箱梁兩端掛籃對稱平移,同時設置后錨限位。
3 吊帶、吊索
吊帶多采用高強度鋼帶設置,吊索多采用18~22#鋼絲繩,在施工過程中頻繁參與工作。吊帶參與箱梁自重荷載作用,吊索作為掛籃的工具,參于掛籃平移工作,兩者交替作業。吊帶受荷情況計算,以最大梁高截面荷載進行吊帶的驗算,以選擇吊帶材料。
兩者并列而談,主要闡明,兩者不能相互替代。工況一:懸臂箱梁施工階段,若吊索沒有解除,參與工作,有可能有一個吊帶不工作,而吊索達到承載極限荷載而損壞,導致其余各吊帶受荷破壞,致使箱梁塌坍;工況二:移掛籃階段,吊帶沒有解除,處于吊帶與箱體錨固狀態,平移掛籃,可能導致掛籃傾覆。因此吊帶、吊索的施工也是懸臂掛籃施工的要點之一。
總的來講,懸臂掛籃施工工藝成熟,在施工過程中遵循施工工藝要求,滿足規范及設計要求,抓好重點、難點,細化每個節點,方能確保工程進展順利。
四 懸臂施工的方案
對梁體實施有效的劃分,一般都要在2~5m后選擇為一個節段,將掛籃作為主要的施工機具,是自橋墩起則對稱伸臂逐漸場澆筑混凝土的施工方式。
掛籃施工的作用是多各方面的,主要體現在:支承梁段模板,變化有效的位置;吊運材料、機具;實現混凝土的澆筑,并在掛籃上張拉預應力筋。整個項目實施時很多操作都可以在掛藍上完成,選擇懸臂澆筑方法作業時,由于橋墩頂部0# 塊的圬工數量多,通常都進行現場就地澆筑。考慮到方便拼裝掛籃,通常將懸臂根部梁段也與0# 塊共同進行澆注,使用三角托架支承相應的承載重荷。
懸臂澆筑施工過程中需要對相關方面給予高度重視,如:鋼筋加工、混凝土拌制、運輸問題等,在安排作業計劃時要制定最佳運輸路線,為施工作業創造條件。而運輸路線則可設計成兩大方案,具體為:在橋位下的拌合站或拌合船供料,豎直吊裝或用混凝土泵泵送到掛籃上;把預制加工場分布在在橋頭,如果懸臂施工末合攏且路線受阻時,能結合簡易支架或纜索吊裝設備完成運輸作業。
通常懸臂澆筑施工周期在6~l0天,有時候施工工期的長短要按照結構復雜程度而定。為了盡可能減短施工周期,提高整個橋梁施工的質量水平,我們必須要把握好混凝土的生產質量。混凝土早期強度上升的快可縮短混凝土的養生時間,這些問題是整個建筑行業需要關注的話題。
五 結束語
橋梁工程中的掛籃技術必須要切實以質量為中心,全面性的、合理的、有計劃的、采用先進、成熟的施工工藝科學的來組織開展施工,力求做到施工技術的全面性、可行性、先進性,并且要結合工程的主要特點。隨著在橋梁工程中掛籃施工技術的應用,使得大幅度提升了橋梁工程的質量與性能,所以被越來越廣泛的使用。
參考文獻:
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[2]鄭良發.范晶晶.論橋梁工程中的掛籃施工技術要素[J]黑龍江科技信息;2013.04.25.
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