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懸臂澆筑施工技術是指在橋墩兩側,設置相應的工作平臺,由兩側向跨中懸臂澆筑混凝土梁體,并逐段施加預應力的施工技術,其基本原理,是利用一對能夠自由移動的掛籃,在已經張拉錨固,同時與墩身連成整體的梁段上進行移動施工,在完成本段施工后,將掛籃對稱向前移動一節段,然后進行下一對梁段的施工,直到全部懸臂梁段澆筑完成。在大型橋梁工程中,采用懸臂澆筑法,不需要建立相應的落地支架,也不需要大型的起重設備和運輸工具,因此操作比較簡單,成本相對低廉,可以強化橋梁工程的整體性,降低橋墩受力,確保工程施工的高效性和快速性。
2懸臂澆筑施工技術在橋梁建設中的應用
2.1工程概況
某橋梁工程位于城際高速公路中間位置,全長455.3m,為多跨鋼混結構,其中主橋為三跨預應力混凝土變截面連續箱梁,兩側引橋為預應力空心板梁。在實際施工中,從施工條件和施工工期、造價成本等方面考慮,選擇懸臂澆筑施工工藝。
2.2主墩段施工
主墩段也稱0塊段,是懸臂澆筑施工的起始步驟,同時也是整個工程施工的基礎。在該工程中,主墩段的施工主要包括地基處理、支架架設與預壓、鋼筋及內模安裝、混凝土澆筑與保養等,與基本的混凝土橋墩施工相似,因此這里不做贅述。
2.3掛籃施工
掛籃施工是施工中的關鍵環節,也是后續施工順利展開的前提條件,需要施工人員的高度重視。一般情況下,掛籃采用貝雷片進行拼裝,在每一個腹板頂部,都設置相應的貝雷梁,同時每一組貝雷梁采用四片加強型貝雷片進行組合固定。掛籃施工主要包括以下環節:
(1)支架拼裝:當主墩墩頂達到設計強度后,可以進行貝雷梁的拼裝施工,在施工前,需要對其進行適當修整,之后在地面分批組裝后,使用起吊設備吊到墩頂進行拼裝。支架的拼裝過程為:貝雷梁組裝→墩頂懸臂拼裝→吊裝后上橫梁→后吊帶、后壓梁、后下橫梁→前上橫梁→前吊帶、前下橫梁→底板縱導梁→底模→前張拉平臺→后下橫梁吊架,在施工中,應該嚴格按照工藝流程進行操作,以保證施工質量和施工安全。
(2)掛籃模板安裝:掛籃的安裝是在支架安裝完成后進行,其模板采用標準組合鋼模,并在組合模板上鋪設相應的不銹鋼冷軋鋼板。在模板安裝中,應該做好接縫位置的處理,在底模與側模、已施工段與待施工段的模板之間,嵌入厚度適中的硬質海綿條,確保模板連接的嚴密性,避免出現漏漿等問題。同時,應該使用千斤頂將底板吊牢,然后用拉筋將底模與側模拉緊,確保模板表面平整,線條順直。
(3)支架預壓:在梁段側模和底模安裝完成后,應該進行支架預壓和調整,使用袋裝細砂,代替混凝土結構,對支架施加一定的預應力,確保其具備相應的強度和剛度。對于預壓荷載的確定,應該從實際情況出發,一般取梁段重量的120%,以留出足夠的富余空間。在預壓前、預壓后以及卸載后,進行相應的標高觀測,得到支架系統的彈性與非彈性變形參數,并與前期模擬計算結果進行對比,如果發現問題,應該及時對支架進行調整,切實保證其平整度。
(4)混凝土澆筑:在混凝土澆筑前,需要對模板以及支架的狀態進行檢查,保證支架的穩定性和模板的嚴密性,預埋件以及預留孔洞位置準確,不存在雜物和灰塵等,同時應該對混凝土澆筑設備進行全面檢查,確保其處于一個良好的運行狀態。在實際澆筑施工中,應該嚴格按照設計要求,按照先前后尾的順序,先澆筑兩腹板,然后澆筑中間位置的底板,在對頂板和翼板進行混凝土澆筑時,應該由兩側向中間進行,盡可能減少裂縫的出現。在澆筑完成后,應該對混凝土端面進行人工鑿毛處理,以方便不同梁段混凝土的有效銜接。
(5)掛籃前移:在梁段澆筑完成,混凝土強度達到設計強度的85%以后,可以進行預應力的張拉和灌漿處理,等到壓漿強度達到設計強度90%之后,可以將掛籃前移,進行下一梁段的施工。在掛籃前移時,應該首先拆除側模橫向拉筋,將其與梁端分離,之后撤除上橫梁支撐千斤頂,使得吊桿和底板下降,底模板與混凝土梁脫離,然后利用導鏈反向拉動貝雷梁,使其緩慢前移。在整個過程中,應該按照專人進行指揮,隨時觀測掛籃的移動情況,以保證施工安全。
2.4邊跨施工
在邊跨施工中,應該首先對地基進行處理,然后進行支架的架設以及預壓工作,之后安裝相應的永久支座,進行鋼筋綁扎、模板安裝以及混凝土澆筑等環節的施工。在直線段施工中,當預應力張拉完成,壓漿達到設計強度要求后,可以對側模進行拆除,以減輕其對于橋墩施加的重量,然后在合龍段的端部位置,拆除1m左右的底模及支架,以方便合龍段施工的順利展開。
2.5合龍段施工
對于連續梁結構而言,合龍段是控制整個橋梁線型和受力狀態的關鍵工序,需要切實做好管理和控制工作。在施工中,應該按照先合龍邊跨,后合龍中跨的順序,實現橋梁體系的轉換,形成連續剛構。需要注意的是,在實際施工過程中,應該切實做好施工管理,避免引起相應的附加荷載,施工人員應該從實際情況出發,對兩懸臂段合龍施工荷載進行相應的調整,確保兩側的配重均為合龍段重量的1/2,保證其豎向變形相等,從而避免合龍段出現豎向相對位移問題。堆載可以采用水箱配置,在堆載前,應該對水箱重點進行有效控制,確保配重可以隨著混凝土重點的增加而不斷減少。在混凝土澆筑施工時,除冬季外,應該盡量選擇夜間進行,避免溫度變化對于施工質量的影響,而在冬天,應該在白天進行施工,并做好相應的防凍處理,盡可能縮短混凝土澆筑時間,做好后期養護管理,切實保證混凝土施工質量。當中跨合龍段縱向預應力筋全部張拉并壓漿后,可以對臨時支座和臨時錨固設備進行拆除,同時開展連續箱梁的體系轉換工作。
3結語
總而言之,在橋梁工程施工中,懸臂澆筑施工技術是一個系統性的工程,涉及環節眾多且十分復雜。對于施工人員而言,應該立足橋梁工程的實際情況,對懸臂澆筑技術進行合理利用,做好相應的施工管理和質量控制,切實保證施工質量,保障橋梁工程施工的順利進行。
作者:徐小新 單位:江蘇路翔交通工程有限公司