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摘要:主要介紹了保障通行條件下超重實體門架墩施工方法,包括地基處理、門架墩墩柱兩側碗扣支架搭設、承壓柱及柱頂系梁施工、貝雷梁支撐體系安裝、底模安裝、側板安裝、混凝土澆筑施工、落架拆模,克服了現澆過程中荷載重量過于集中,無法實施支架預壓,既保證了施工質量,同時為道路安全保通提供保障。
關鍵詞:實體門架墩;承壓柱;貝雷梁支撐體系;底模安裝
1工程概況
某項目主橋為一級公路,橋下為同方向雙車道二級公路,兩條道路以小角度并線,為便于橋下車輛通行,設計了門架墩橫梁。門式墩跨徑27.6m,墩高14.5m,橫梁長度33.4m,高度2.8m,寬度2.4m,單個橫梁最大混凝土289m3,自重750t。門架墩橫梁下省道日交通量在5000次左右,不能長時間斷行,施工期間要求保證雙車道通行。根據上部結構計算,線荷載達到227.784kN/m,荷載強度達到94.91kN/m2,采取常規鋼管支架,預壓計算荷載強度達到104.4kN/m2,采用常規的砂石、水作為預壓活荷載無法保證穩定性和安全性,因此無法實施;若采用鋼材,價值達300萬元,資金成本過高,實施期間保通壓力大;采用地錨則施工工期長。經過各種方案對比討論,最終確定采用混凝土承壓柱+貝雷梁支架。該結構穩定性好,實施技術簡單,沒有大件重物,交通阻斷時間短,不需要預壓。
2門架墩橫梁施工方案
門架墩橫梁支架體系采用3排混凝土承壓柱+貝雷梁支架體系,中間跨凈跨度9m,可以保證雙車道通行,承壓柱及基礎順橋向設置。橫橋向桁架梁采用4組共8排貝雷片,貝雷片每兩排為一組,中間通過花窗連接,間距均為45cm。20#墩橫梁平直段長度為23.2m,23#、24#墩橫梁平直段長度為21.8m,每片貝雷片的標準長度為3m,每排共需7片,每個門架墩共需貝雷片56片。
3施工方法
3.1地基處理
在現行省道行車道上搭設支架,總體地基密實,需對道路局部破損或凹陷處進行處理,滿足支架體系的地基要求。在原狀土自然地面、承臺基坑回填范圍搭設支架時,需要對地基進行加固硬化處理。每個支架系統共設置4個支撐墩,間距為4.8m+10m+4.8m。施工時順路線方向支設模板,澆筑混凝土時先澆筑至與輔道路面平齊,然后鋪設一層塑料薄膜。主行車道兩側的基礎尺寸為長度5m、寬度1m、高度1m,頂面預埋3塊80×80cm、厚2cm的連接鋼板,鋼板中心間距為1.7m,鋼板下部焊接4根長度為1.5m的φ25U形鋼筋,鋼筋中段50cm與鋼板進行雙側滿焊,兩端50cm預埋入混凝土內[1]。
3.2門架墩墩柱兩側碗扣支架搭設
碗扣支架由立桿、水平橫桿、底座和托座等配件構成。立桿采用φ48×3.5mm的Q235A鋼管,水平桿采用φ48×2.5mm的Q235A鋼管,底座、托座采用φ48×5.0mm的Q235B鋼材。立桿采用套管承插連接,水平橫桿采用橫桿接頭卡入立桿下碗扣,用楔形上碗扣卡緊。立桿縱向間距為0.6m,橫向間距為0.6m;水平橫桿步距1.2m,自下而上縱、橫向滿布,頂層連接盤也應設置水平橫桿。水平剪刀撐:架體高度超過4個步距時,在頂層設置水平剪刀撐,豎向在縱橫向每隔4個標準步距設置一道水平剪刀撐,并由底至頂連續設置,豎向剪刀撐斜向鋼管與地面的傾角應在45°~60°之間,剪刀撐跨越立桿跨數應為5跨~7跨,剪刀撐桿件應每步與立桿扣接,扣接點距碗扣節點的距離不應大于150mm。在立桿最頂端碗扣處應設置一道水平桿作為封頂桿;當梁底封頂桿與板底水平桿不在同一高度上時,梁底封頂桿應向板底立桿雙向延長不少于2個跨距并與立桿固定;立桿上端包括可調托撐螺桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點的長度,不應超過650mm,在立桿的最底部碗扣處應分別設置一道縱向和橫向水平桿作為掃地桿,掃地桿距離地面高度不宜超過400mm。模板支撐架在封頂桿與掃地桿的設置層之間每排每列立桿上應設置水平桿進行連接[2]。架體加固結束后,應在兩側各設置2道防風纜繩,增強架體的穩定性。架體搭設的寬度設置為4.8m,蓋梁兩側各設置1.2m的施工平臺。
3.3承壓柱及柱頂系梁施工
主行車道兩側的條形基礎上設置3根60cm×60cm的承壓柱,承壓柱鋼筋底部與預埋鋼板焊接,柱間距1.7m,柱身高度根據現場實際測量后考慮貝雷梁的設置形式后進行確定。承壓柱頂設置斷面尺寸為60cm×60cm的連系梁,承壓柱的豎直度應小于0.3倍的柱高且不大于20mm。為增強支撐墩的整體穩定性,在20#、23#墩兩側的支撐墩間設置斷面尺寸為40cm×40cm的墩間連系梁。
3.4貝雷梁支撐體系安裝
3.4.1可調砂筒的安裝
承壓柱施工完成后,使用全站儀配合鋼尺在柱頂連系梁上放樣出支撐墩中心線,并按設計好的貝雷梁間距排出可調砂筒的具體位置,砂筒底座采用Ф16×5mm鋼管制作,底部焊接尺寸為25cm×25cm、厚度為10mm的鋼板;砂筒上部采用Ф14×5mm鋼管制作,頂部焊接尺寸為20cm×20cm、厚度為10mm的鋼板,內部用混凝土填滿。通過預壓調整砂筒的高度后安放到設定位置,使每排砂筒的中心在同一直線上。
3.4.2I40c工字鋼分配梁安裝
中間位置的支撐墩由于所受應力較大,因此采用兩根工字鋼雙拼共同承擔上部荷載。砂筒就位后,將長50cm、寬20cm、厚2cm的鋼板安放在同斷面處砂筒頂部,使其整體受力;使用吊車將工字鋼分配梁吊裝到砂筒上,使工字鋼的中心與砂筒中心重合,通過預埋的鋼筋對工字鋼進行固定。
3.4.3貝雷梁主梁及方木墊梁安裝
主梁設置為4組共8排貝雷片,貝雷片每兩排為一組,中間通過花窗連接,間距均為45cm。在貝雷梁上順橋向按60cm間距布置15cm×15cm的方木墊梁,方木墊梁上滿鋪竹膠板作為施工平臺及防落臺,防止施工時物品掉落對下方過往車輛及行人造成傷害。
3.5底模安裝
在安裝好的方木墊梁上直接鋪設定型鋼底膜,并按要求搭設上層鋼管防護欄桿及掛設密目網。
3.6側板安裝
橫梁側模高2.6m,下口采用螺栓與底模圓弧上口連接,側模背帶設置間距為1m,模板中間及上口各設置一道φ20拉桿,拉桿抗拉強度滿足要求。端模兩側利用螺栓與側模連接。側模采用外拉內撐的加固方法,在其上下口設置對拉桿拉緊,模板內設置口撐支撐,保證橫梁的幾何尺寸滿足規范及設計要求。為保證模板的整體穩定性,應在兩側設置纜風繩,保證其在澆筑混凝土過程中不發生偏移。
3.7混凝土澆筑施工
混凝土采用泵車施工,澆筑時控制好每層的厚度,使用插入式振動棒振搗密實全部位混凝土,密實的標準是混凝土停止下沉,不再冒出氣泡,表面呈現平坦泛漿。振動棒振搗鋼筋部位混凝土時不得觸動鋼筋,且應與側模保持5~10cm的距離?;炷翝仓獜目缰虚_始,向兩邊水平分層進行混凝土澆筑,每層厚度30cm左右。澆筑混凝土的同時派人檢查和測量支架與模板的支立情況。如有變形移位或沉陷等現象及時糾正。
3.8落架拆模
混凝土終凝后可拆除側模,待橫梁第一批預應力鋼束張拉完成、注漿完成且張拉混凝土強度達到設計強度的100%后可拆除橫梁底模。拆除底模時由于危險性較大需臨時封閉交通。首先將可調砂筒內的砂掏出,砂筒下降后取出砂筒,使貝雷梁桁架整體下落,底模與橫梁底部脫離→使用吊車從橫梁的一側將底模抽出→卸除方木及竹膠板→吊出貝雷梁→吊出工字鋼分配梁。砂筒卸落時應從橫梁中心向立柱方向對稱進行,不應使橫梁處于局部受力狀態。
4結語
三個門架墩橫梁按照以上方案施工,沒有進行支架預壓,節省工期30d,節約費用20萬元。拆模后跨中下撓度均小于5mm,在規范要求值以內,施工質量較好,同時也保證了橋下省道正常通行,沒有發生任何安全事故。
參考文獻:
[1]弓天云.公路橋涵施工技術規范[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部標準定額研究所.建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范:JGJ1662016[S].北京:中國建筑工業出版社,2017.
作者:呂小永 呂勤雷 單位:濟源市公路管理局