王高志
【摘要】大橋施工中,遇到河流和道路交叉以及橫跨山谷的時(shí)候,掛籃施工技術(shù)成為不二選擇。掛籃施工技術(shù)對(duì)于施工設(shè)備沒(méi)有過(guò)高的要求,在大橋施工中得到了廣泛應(yīng)用。文章對(duì)掛籃施工技術(shù)在大橋施工的應(yīng)用進(jìn)行了分析,具有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】掛籃施工技術(shù);大橋施工;應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào): TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
文章對(duì)掛籃施工技術(shù)進(jìn)行了介紹,對(duì)大橋工程中掛籃施工的特點(diǎn)進(jìn)行了闡述,通過(guò)分析,并結(jié)合實(shí)例,對(duì)實(shí)例掛籃施工技術(shù)在大橋施工的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
二、掛籃施工技術(shù)概述
掛籃屬于懸臂施工過(guò)程中的一個(gè)重要設(shè)備,它包括桁架式、型鋼式、斜拉式以及混合式這四種。一般來(lái)說(shuō),掛籃主要包括承重結(jié)構(gòu)、錨固裝置、懸吊系統(tǒng)、工作平臺(tái)以及走行系統(tǒng)這幾個(gè)部分組成。在實(shí)際施工過(guò)程中,由于掛籃不僅對(duì)新澆混凝土重量起到承受的作用,還要作為支撐模板、提供張拉及灌漿的場(chǎng)地。因此,它不僅在剛度及穩(wěn)定性上有較高的要求,而且為了方便調(diào)整標(biāo)高,掛籃還要做到自重較小,這樣可以便于移動(dòng)。
掛籃一般包括:主梁桁架、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、上下橫梁、承重系統(tǒng)、橫向聯(lián)接系等八部分組成。主梁桁架是主要受力部位,一般為兩片形式,也有多片。錨固系統(tǒng):提供向下反力。對(duì)前支點(diǎn)產(chǎn)后下彎矩,平衡掛籃前端所有重量。有配壓重形式,目前多采用錨同于梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋上。上下橫梁包括前上橫梁、后上橫梁、前下橫梁、后下橫梁:模板系統(tǒng)包括底模、側(cè)模和內(nèi)模;承重系統(tǒng)實(shí)質(zhì)包括前后下模梁和縱梁及底模;橫向聯(lián)接系是聯(lián)接各主桁架之間的橫向聯(lián)接,保證整體穩(wěn)定,有水平聯(lián)接和豎向聯(lián)接;行走系統(tǒng)包括滑道、反力后錨支架或滑座;懸吊系統(tǒng)包括吊桿、連接器、鋼鐙、銷(xiāo)子等。為了保證在澆筑混凝土掛籃可以保持組后的穩(wěn)定性,往往會(huì)在掛籃的尾部附近設(shè)置后鋪同,可以通過(guò)在梁肋內(nèi)預(yù)埋豎向的預(yù)應(yīng)力筋來(lái)實(shí)現(xiàn),如果后錨的能力不足以維持穩(wěn)定性時(shí),則可以在尾部采用壓重等設(shè)施。通過(guò)所用的掛籃的主要功能是對(duì)模板進(jìn)行支撐,并承受新澆筑的混凝土的重量,為工作平臺(tái)提供張拉,灌漿的場(chǎng)地等。因此不僅要確保掛籃具有足夠的強(qiáng)度,而且還要求其具有足夠的剛度及穩(wěn)定性,其次掛籃自身的重量也不能太重,這是為了保持靈活移動(dòng)的要求。
大橋工程中掛籃施工的特點(diǎn)
所謂掛籃施工是指澆筑較大跨徑的懸臂梁橋時(shí),采用吊籃方法,就地分段懸臂作業(yè)。它不需要架設(shè)支架和不使用大型吊機(jī)。掛籃施工較其他方法,具有以下特點(diǎn):
1.主導(dǎo)粱、前橫梁等主要受力構(gòu)件全部由型鋼制作,單件構(gòu)件輕,有利于掛籃轉(zhuǎn)移和組裝,施工進(jìn)度大大加快。
2.適應(yīng)范圍大,底模架便于升降,適應(yīng)不同的梁高。
3.新澆筑梁段混凝土重量通過(guò)斜拉帶、斜拉梁等作用在已成梁段上,因而結(jié)構(gòu)受力合理、明確,安全可靠。對(duì)于傾覆穩(wěn)定性的解決,采用箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋解決,減少了配重,減輕了掛籃的重量。
4.走行安全、可靠,可通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)、整體走行一次到位的方式,使得走行安全、可靠,自動(dòng)化程度高。
5.掛籃承載力大,剛度好,有利于保證箱梁混凝土的施工質(zhì)量。
四、實(shí)例談掛籃施工技術(shù)在大橋施工的應(yīng)用
1.工程概況
某大橋工程,主橋?yàn)?跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,跨徑組合為:65m+100m+65m,對(duì)稱(chēng)布置分離式上、下行兩座橋,采用后張法施工。
2.懸澆箱梁施工方法
懸澆箱梁采用掛籃懸臂對(duì)稱(chēng)施工,掛籃懸臂施工是在墩頂段的0號(hào)塊、1號(hào)塊采用墩旁托架施工,然后在1號(hào)塊兩側(cè)拼裝移動(dòng)式掛籃,并固定好,接著在掛籃懸吊著的模板上布置普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道,澆注混凝土,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后布置預(yù)應(yīng)力鋼筋并施加預(yù)應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道壓漿,再將掛籃移至下一節(jié)段,這樣不斷重復(fù)同一作業(yè),直至合龍。
3.掛籃設(shè)計(jì)
掛籃設(shè)計(jì)主要分為主桁架、立柱、斜拉帶、吊掛系統(tǒng)、模板系統(tǒng)以及行走系統(tǒng)這幾部分組成。其中,主桁架對(duì)底籃起到承重的作用,其后上橫梁使用的是工字鋼,前上橫梁的中間部位利用工字鋼重疊加焊組合。立柱是將工字鋼安置于主桁支點(diǎn)和后橫梁的交接位置,在每個(gè)掛籃中安裝兩根組成三角形受力結(jié)構(gòu)。斜拉帶是使用鋼板焊接而成,由立柱連接產(chǎn)生一個(gè)三角形將承載傳遞到主桁上,對(duì)主桁受力結(jié)構(gòu)起到改善的作用。吊掛系統(tǒng)主要是對(duì)懸澆段施工荷載起到承受作用,它分為前后下橫梁、底??v梁以及活動(dòng)鉸這幾部分。
模板系統(tǒng)是由底模、側(cè)模、翼板模、頂板以及端頭模構(gòu)成。錨固系統(tǒng)中的后錨由錨桿、滑槽、后扁擔(dān)梁以及滾棒構(gòu)成,在掛籃前移的過(guò)程中,主要利用滾棒和后錨扁擔(dān)梁進(jìn)行移動(dòng),后錨則保持不動(dòng)。行走系統(tǒng)主要包括支點(diǎn)、后錨上滑移裝置、平滾以及拖移收緊裝置構(gòu)成。在其工作過(guò)程中,先將掛籃松動(dòng),使頂板、地板和箱梁距離20厘米,然后利用千斤頂把主桁頂起,進(jìn)行平滾、后錨的安裝,這樣對(duì)兩個(gè)葫蘆進(jìn)行拖動(dòng)即可使掛籃前進(jìn)。
4.節(jié)段澆筑
本大橋連續(xù)梁澆筑全采用掛籃對(duì)稱(chēng)澆筑,施工流程為:搭設(shè)支架澆筑0號(hào)塊、1號(hào)塊→加工并安裝掛籃→懸臂澆筑2號(hào)~13號(hào)塊→搭設(shè)支架澆筑邊跨現(xiàn)澆塊(15號(hào)塊)→澆筑邊跨合龍段(14號(hào)塊)→拆除鎖定裝置進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換→澆筑中跨合龍段(14號(hào)塊)。
(1)0號(hào)、1號(hào)塊施工
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),懸臂施工的重心是平衡灌注,但由于施工的復(fù)雜性導(dǎo)致實(shí)際施工往往會(huì)超出理論的重力,以致兩懸臂產(chǎn)生不平衡重力,為了防止T構(gòu)傾覆,大橋主墩采用順橋向布置雙柱固結(jié)減少不平衡重力,副墩采用在墩頂順橋向兩側(cè)布置臨時(shí)固結(jié)支座減少不平衡重力。
在上部結(jié)構(gòu)懸臂施工當(dāng)中,副墩支座是承受部分荷載的,為了保證在全橋合龍前支座不受偏心荷載,在主墩頂部設(shè)置臨時(shí)支座固結(jié),并將永久支座鎖定,這樣能保證支座平衡均勻受力,且不平衡重力由臨時(shí)固結(jié)支座承受。次中跨合龍后,再解除永久支座的鎖定,完成體系轉(zhuǎn)換。
由于以后的懸臂梁采用掛籃施工,因此,0號(hào)、1號(hào)塊施工時(shí)應(yīng)注意掛籃的后錨方式,注意預(yù)留孔洞、預(yù)埋件等的施工。
(2)連續(xù)梁懸臂澆筑(2號(hào)塊至13號(hào)塊)
掛籃在拼裝好后先進(jìn)行預(yù)壓,并選擇所有節(jié)段中最重的節(jié)段(即4號(hào)塊)作為預(yù)壓荷載,其質(zhì)量為112.5t,測(cè)得其彈性變形和非彈性變形數(shù)值。以后每澆注一個(gè)節(jié)段,不再進(jìn)行預(yù)壓,就以此數(shù)據(jù)為依據(jù),結(jié)合設(shè)計(jì)單位提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行模板標(biāo)高的微量調(diào)整。
(3)合龍段施工。
邊跨合龍模板采用掛籃的底、外模,將底模平臺(tái)及外側(cè)模前端支撐在現(xiàn)澆段托架上,后端錨固于懸臂梁的底板上,主桁后退并拆除。根據(jù)氣溫統(tǒng)計(jì)計(jì)算勁性骨架長(zhǎng)度,截取后與相應(yīng)預(yù)埋件焊接牢固后,張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索進(jìn)行臨時(shí)鎖定。綁扎合龍段鋼筋,安裝預(yù)應(yīng)力管道,在一天中氣溫最低的時(shí)候澆筑混凝土,完成邊跨合龍。混凝土各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求后張拉相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力束。待主梁邊跨合龍后,繼續(xù)用掛籃懸澆施工主跨箱梁至跨中合龍;中跨合龍段混凝土采用掛籃模板澆筑。在合龍段混凝土澆筑過(guò)程中,隨著合龍段砼的澆注逐步減水,保持合龍段砼澆注過(guò)程中荷載平衡。
混凝土灌注及預(yù)應(yīng)力張拉?;炷凉嘧r(shí)先灌注腹板、后補(bǔ)灌底板,水平分層,振搗泵振搗。在預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)插入襯管并適時(shí)抽動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),保證孔道暢通,澆筑后頂板鋪海綿及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。
混凝土養(yǎng)生期間穿預(yù)應(yīng)力筋束,待混凝土強(qiáng)度、彈性模量、齡期達(dá)到要求后進(jìn)行張拉,張拉順序按設(shè)計(jì)要求;以應(yīng)力控制為主伸長(zhǎng)值校核,張拉后及時(shí)進(jìn)行注漿封錨。
結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái),隨著橋梁工程的不斷發(fā)展,掛籃施工技術(shù)從多方面也取得了較大的突破。掛籃施工技術(shù)發(fā)展,讓大橋施工中一些棘手問(wèn)題迎刃而解,且隨著掛籃施工技術(shù)研究的進(jìn)一步深化,它將發(fā)揮更大的作用。
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