連續梁掛籃施工技術在橋梁工程的應用

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連續梁掛籃施工技術在橋梁工程的應用

摘要:在大跨度預應力橋梁工程中,作為一種經濟合理的橋梁施工方案,連續掛籃施工技術應用日益廣泛,取得了良好的應用效果。以實際工程為例,探討了連續梁掛籃施工技術在橋梁工程中的應用,以期促進連續梁掛籃施工技術應用與推廣,提高橋梁工程施工質量。

關鍵詞:連續梁;掛籃施工技術;橋梁工程

0引言

在道路橋梁工程中,連續梁橋是目前最為常見的橋梁結構,具有剛度大、結構變形小、運營維護維修簡單、車輛通行平穩、抗震性能好等優點。在連續橋施工方法中,主要包括支架法、頂推法、旋轉法、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后,促進了預應力混凝土連續橋的快速發展。以東牙溪大橋連續鋼構箱梁為例,探討連續梁掛籃施工技術要點,闡述連續梁施工技術注意事項,以期促進連續梁掛籃施工技術的應用與推廣,提高橋梁工程施工質量。

1工程概況

本工程位于福建省三明市三元區360省道改線配套工程三期主橋,橋梁為跨躍河道而設,起止墩8#墩~14#臺,下部采用群樁基礎,大體積承臺,除8#墩及14#臺以外,均采用雙肢薄壁實體墩,孔跨布置為50m+4×80m+50m預應力連續梁鋼構梁結構,梁體采用單箱雙室、變截面結構,支點高度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)架現澆,2#~10#段為對稱懸臂澆筑。梁體混凝土標號為C50,橋縱向預應力鋼筋采用高強低松弛Φs=15.24mm,Ry=1860MPa鋼絞線,豎向預應力筋采用Φ25精軋螺紋級鋼筋,頂板橫橋向采用BM3-Φs15.24預應力扁錨體系。橋梁設計速度為60km/h,道路等級為城市主干道,標準橋寬為21m,半路半橋段橋寬為10.5m。橋梁抗震等級為7度,橋梁設防類別為丙類。

2施工方案

本工程連續梁0#塊及邊跨直線段采用支架現澆施工,合攏段采用吊籃現澆施工方法,其余兩端采用三角掛籃懸臂對稱施工。連續梁設計采用先合攏中跨,再合攏邊跨,最后合攏次邊跨的工序步驟進行。掛籃預壓采用在梁體腹板設置倒置三角支架,千斤頂內力平衡法預壓,掛籃轉移采用手動葫蘆配合千斤頂移動。連續鋼構箱梁采用懸臂施工法,在結構體系轉換時,為保證施工階段的穩定,相鄰段連續梁施工至合攏節段時即進行合攏,形成連續梁受力狀態。

3連續梁掛籃施工技術應用探討

0#塊梁段預應力施工完成后,在其上部拼裝掛籃,進行連續梁懸臂澆注法施工。掛籃是一個能夠沿軌道行走的活動作業臺車,能夠在已完成的懸臂梁段上繼續下一梁段的施工,待新澆筑梁段施工預應力及管道壓漿后,掛籃即前移至下一梁段,如此循環直至完成整個懸澆梁段施工。

3.1掛籃設計

根據工程設計要求及施工要求,結合掛籃施工特點、用鋼量、鋼材種類等比選,確定采用三角掛籃進行連續梁懸臂梁段施工,確定掛籃行走方式為輪滑式、行走穩定系數大于2.0。掛籃構造由主桁承重系統、底籃、懸吊系統、錨固系統、行走系統、平臺系統、模板系統等部分組成。掛籃斷面及側立面構造如圖1、圖2所示。掛籃設計符合強度、剛度和穩定性要求,幾何尺寸應適應梁段高度變化和梁段搭接需求和行走需求,懸臂吊架設有行走設備,其穩定系數大于2.0,掛籃即附屬設備小于最重梁段40%。澆筑懸臂梁段時,掛籃后端臨時錨固在已澆筑完成的梁段上。

3.2掛籃拼裝

掛籃在預制場內試拼裝無誤后,將構件運至施工現場,利用塔吊設備吊至已澆筑的梁段頂部,在0#梁段頂面完成拼裝,嚴格按照拼裝順序,先測設軌道中心線,清理軌道梁范圍內的雜物,安裝軌道梁并進行錨固,安裝前滑板和后鉤板,依次安裝主桁片、后錨固系統、上橫梁、底模平臺,收緊導鏈并調整前下橫梁高度,安裝底模吊帶,完成與打梢鋼絲繩的受力轉換。安裝底模平臺并調整到位,安裝行走系統。

3.3掛籃預壓

掛籃拼裝完成后,應先進行荷載預壓試驗,以檢驗掛籃加工和安裝質量。同時,檢測掛籃實際承載能力和梁段荷載作用下變形情況,消除掛籃產生的非彈性變形應力。在預壓時,掛籃彈性變形量計入梁段施工預拱度計算中,并按最大荷載作用下進行等效加載,從而檢測出掛籃的實際承載能力,確保掛籃使用安全。本工程中,按50%、80%、100%、120%荷載進行測試,荷載布置圖如圖3所示,分別測試1h,最終測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、掛籃調整及錨固、鋼筋及孔道制安、混凝土灌注及養護、預應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掛籃調整及錨固

掛籃就位后,施工人員先將主桁梁上錨固轉換到梁體錨筋上,并將底籃后錨轉換到梁體上,測量掛籃中線、高程,并通過千斤頂調整模板水平位置和標高,經檢查和復測合格后,方可進行全面錨固。掛籃錨固質量直接關系施工安全,影響施工進度,因此,必須加以重視,認真檢查錨固系統牢靠程度。本工程中,采用4根Ф32精軋螺紋鋼錨固每片桁架,前后橫梁對應位置采用6根Ф32精軋螺紋鋼進行錨固。

4.2鋼筋及預應力管道制作安裝

(1)非預應力鋼筋制作、安裝。鋼筋進場時,應加強對鋼筋質量證明文件、外觀的檢查,并按批次進行試驗檢查,確定鋼筋質量符合施工規范要求。鋼筋驗收合格后,應分類堆放并標識清楚,由工程技術人員根據材料規格、型號、施工規范及設計圖紙制定下料計劃,合理安排鋼筋加工計劃,經施工單位自檢合格后報監理工程人員驗收,經驗收合格后方可實施鋼筋連接。鋼筋半成品應分類存放,防止銹蝕。梁體鋼筋應整體綁扎,依次進行底板、腹板和頂板鋼筋綁扎,如梁體鋼筋與預應力鋼筋出現碰撞時,可適當移動梁體鋼筋或進行適當的彎折。鋼筋接頭應設置在承受應力較小位置,并分散布置,確保同一截面內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,施工技術人員測設并標注鋼筋的間距,明確主筋、分布筋間距,并按工程設計要求,先擺放主筋,再擺放分布筋。鋼筋綁扎時,鋼筋交叉點應按雙對角線方法進行綁扎,確保鋼筋綁扎結點具備足夠的剛度與穩定性,從而使鋼筋位置在混凝土澆筑時不致變動。當鋼筋長度不足需要接長時,可采用焊接或綁扎連接方法,綁扎搭接長度應大于35d,單面搭接焊接焊縫長度應大于10d,接頭位置應相互錯開。(2)預應力鋼筋及預應力管道制作安裝。預應力鋼材及管道制作安裝前,應確保鋼材存放環境清潔、干燥,避免機械損傷和銹蝕,并根據工程設計要求,及時進行張拉和灌漿施工,將鋼絞線按要求進行切割。鋼絞線編束時,應每隔1~1.5m綁扎一道鐵絲,鐵絲扣應向里,綁好的鋼絞線束應編號掛牌堆放。本工程中,采用金屬波紋管作為縱向預應力管道,以減少管道摩擦系數,確保管道壓漿飽滿。采用內徑為(70×19mm)的扁形鍍鋅金屬波紋管作為橫向預應力束。豎向預應力筋采用JL25精軋螺紋鋼筋,采用Φ40波紋管預埋。為避免損壞預應力管道,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出現溫度裂縫,選用分層澆筑方法?;炷翝仓?,應全面進行檢查,包括模板標高、截面尺寸、接縫、支撐,鋼筋直徑、數量和預埋件等,如發現問題應及時調整,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,應確保混凝土水灰比并攪拌均勻,降低混凝土收縮徐變發生幾率,在混凝土澆筑完成后,應根據施工要求處理施工接縫。

4.4預應力張拉及灌漿施工

根據施工技術要求與設計要求,針對豎向預應力筋,采用單端張拉方法,橫、縱向預應力筋應采用兩端張拉方法。張拉強度及彈性模量應達到設計值的90%。張拉前,應確?;炷笼g期大于5d,以確保混凝土強度滿足張拉要求。混凝土澆筑前,應確保橫、豎向波紋管及預應力筋安裝就位,先安裝縱向預應力筋,然后以人工方式進行傳束。傳束時,施工人員可借助一根Φ5長鋼絲作為引線,以卷揚機進行穿束。預應力張拉時,應采用先縱向、后橫向、最后豎向的施工順序。為確保預應力張拉效果,應以應力控制為主,伸長量控制為輔的雙控張拉措施。張拉完成后,應在48h小完成壓漿封閉。

4.5掛籃前移

當梁段混凝土強度達到2.5MPa時,應清理梁段頂面,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、內模系等部件,由吊桿與掛籃橋面結構連接起來,通過頂升立桿內側后橫梁,將滾輪放在縱梁下面。通過上述工作,確保外模系、底模系、內模系等部件與梁體脫離,然后,打開油泵,開始掛籃行走至預定位置,再將掛籃頂起,放下掛籃并錨固,依次錨固外模系,內模系,及底模系,錨固完成后,重復上述施工工藝流程。

4.6掛籃拆除

當最后一段懸臂梁張拉工序完成后,即可拆卸掛籃。拆卸時,應先將工作平臺拆除,并遵循底模、外模、托架、吊帶、后前橫梁、主梁的順序進行拆卸,拆卸過程中應確保施工安全。

5掛籃施工注意事項

(1)掛籃行走控制。掛籃行走時,施工人員應確保整體平移,保持左、右兩側主梁步調一致,左右晃動距離應小于1cm,避免一側受力過大,影響掛籃平衡。同時,掛籃移動速度不宜過快,速度應控制在1.5m/h以內。同時,掛籃移動前,施工人員應檢查滑道錨固情況,以倒鏈保護兩側吊桿,防止掛籃移動時傾覆風險。(2)掛籃后錨預留孔錨固。掛籃后錨預留孔錨固時,應認真檢查,確保預留孔位置準確無誤,并使用鐵楔塊墊平吊帶下端、扁擔底面與箱梁接觸處,并使用千斤頂調整上端橫梁位置,同時,安排專人在箱內同時操作,確保錨固絕對可靠。(3)掛籃施工安全。掛籃懸澆前,應認真檢查梁段中線、高程、塊段高度,檢查結構螺栓、后錨設備連接狀態,并對前后吊帶及橫梁受力情況進行復驗,逐次收緊吊帶,全面上緊吊帶限位螺栓,并使用硬質墊塊抄墊千斤頂空隙,確保掛籃穩固,避免出現施工安全事件。

6結語

連續梁掛籃施工技術是橋梁工程中應用最為廣泛的施工技術,施工單位應認真研究施工技術要點,根據施工設計和施工技術規范,加強關鍵工序的檢查與監督,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生,確保路基強度和穩固性,提高橋梁施工質量。

參考文獻

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作者:陳志華 單位:廈門高誠信工程技術有限公司

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