摘 要:基于某懸臂連續(xù)箱梁橋掛籃施工實踐,介紹掛籃快速施工成套技術(shù),通過采用預(yù)判式掛籃設(shè)備設(shè)計選型,掛籃后掛采用軸承式后掛代替鋼板式后掛,吊帶采用螺旋千斤頂配合起落扁擔(dān)梁進行微調(diào)等技術(shù),且專門配置C60高強混凝土來縮短張拉齡期,從而加快掛籃施工周期,為類似項目趕工提供了重要的參考。
關(guān)鍵詞:懸臂連續(xù)箱梁橋;掛籃快速施工;預(yù)判式掛籃設(shè)備設(shè)計;軸承式后掛;掛籃吊帶微調(diào);高強混凝土
1 概述
1.1 前言。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋一般是采用懸臂澆筑法施工,主要設(shè)備是一對能行走的掛籃,掛籃在已經(jīng)張拉錨固并與墩身連成整體的梁段上移動,綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、施加預(yù)應(yīng)力都在其上進行。完成一段施工后,掛籃對稱向前各移動至下一節(jié)段,進行下一節(jié)段梁體施工,循序前行,直至懸臂梁段澆筑完成。懸臂澆筑法自1953年問世以來,其操作工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,國內(nèi)一般掛籃施工節(jié)段工期在12天左右(混凝土養(yǎng)護7天張拉),有時可以控制到10天左右(混凝土養(yǎng)護5天張拉),這是在經(jīng)過嚴格控制且不出意外的情況下才能做到的理想節(jié)段周期。
很多項目在進行掛籃施工時,采取的對待方式是被動的,按部就班的方式,有時連掛籃的設(shè)計也采取抄襲舊的設(shè)計結(jié)構(gòu),完全不考慮是否能符合待施工梁體結(jié)構(gòu)形式,等到安裝時或者施工過程中才發(fā)現(xiàn)籃架位置、尺寸有誤,遇到問題后才進行修改,白白浪費工期;有時是施工過程中沒有計劃性,導(dǎo)致材料采購不及時,經(jīng)常出現(xiàn)工人等材料的情況;有時是對質(zhì)量安全控制不嚴,施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)混凝土試塊不合格,要花時間進行結(jié)構(gòu)實體檢測,或者由于安全管理不到位,發(fā)生安全事故,就得花時間進行整改。以上所講,是目前掛籃施工過程中發(fā)生工期拖延的普遍原因。懸臂連續(xù)箱梁橋掛籃快速施工成套技術(shù)就是以快速為目的,從掛籃設(shè)計時就提前介入,采取預(yù)判式選型設(shè)計,在施工過程中嚴格控制各工序安全質(zhì)量,把握銜接時點,將工序搭接時間控制到最短,以此提高工效,縮短節(jié)段周期。
1.2 工程實例。以位于廣州市白云區(qū)的金沙洲大橋擴寬工程為例,該工程屬于橋梁拓寬項目,在既有的舊金沙洲大橋進行橋面拓寬,主橋為主跨徑(93+138+93)米變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋,橋梁全寬12.5米。主橋采用掛籃懸澆施工工藝進行施工,共分17個節(jié)段(不包括合龍段),單個節(jié)段長為3m~4.5m,0號塊長12m,合龍段長2m。該工程按施工計劃掛籃單個節(jié)段周期必須控制在9天以內(nèi)。
2 工藝原理
懸臂連續(xù)箱梁橋掛籃快速施工成套技術(shù)是從掛籃設(shè)計階段開始介入,改變以往掛籃設(shè)計時只考慮掛籃自重、承載力、長寬尺寸能滿足圖紙結(jié)構(gòu)施工。采用預(yù)判式掛籃設(shè)備設(shè)計是能結(jié)合作業(yè)班組意見,除了滿足自重、承載力、長寬尺寸要求外,還要預(yù)判操作過程中其它阻礙因素,包括兩套掛籃在0號塊上安裝時尾部是否會頂在一起、中跨合龍時兩套掛籃前端是否會頂在一起、卸籃是否能在較短時間內(nèi)完成等。以此設(shè)計的掛籃基本能杜絕施工過程中因為尺寸不合引起的修正時間。除了杜絕尺寸不合理的現(xiàn)象外,還提前考慮操作的精準度及便捷性,以達到工效上的提升,就如本技術(shù)掛籃主桁架后掛采用軸承式后掛,大大提高了移籃的工效;吊帶也采用了千斤頂標高微調(diào)技術(shù),調(diào)模時也能快速精準調(diào)整到位。
3 主要操作要點
3.1 掛籃的設(shè)計選型。目前國內(nèi)經(jīng)常采用的是三角掛籃及菱形掛籃兩種。兩者主要區(qū)別在于主桁結(jié)構(gòu)的不同,各有優(yōu)缺點。菱形掛籃具有結(jié)構(gòu)高、作業(yè)空間大等特點,施工中有利于腹板鋼筋及腹板預(yù)應(yīng)力吊裝安裝,在雨水比較多的地區(qū)施工中,有利于防雨設(shè)施的搭設(shè);缺點為掛籃前橫梁位置高,吊帶伸長值比較大,對施工段高程預(yù)抬值較難掌控,也容易影響掛籃的整體穩(wěn)定性。而三角掛籃有效的解決了吊帶伸長值過高和穩(wěn)定性等問題,同時也失去了作業(yè)空間大及防雨設(shè)施的方便搭設(shè)等優(yōu)點。鑒于掛籃施工中高程控制的關(guān)鍵性以及施工過程中的安全性要求,為減少不利因素對快速施工造成影響,經(jīng)過綜合比較,選擇三角掛籃作為施工設(shè)備,并針對三角掛籃的缺點進行相應(yīng)的改造,首先使用高前支點,較一般三角掛籃加高60cm,以加大作業(yè)空間,其次是設(shè)置可伸縮式遮雨棚,移籃時縮起,結(jié)構(gòu)施工時可伸開,能起到防雨防曬作用。
3.2 掛籃主桁架后掛結(jié)構(gòu)。一般掛籃主桁架后掛采用的是鋼板式后掛,移籃時后掛鋼板與軌道直接接觸,靠涂抹黃油降低摩擦力,移籃時速度較慢,且兩個后掛有時摩擦力不一樣時容易偏籃,或者直接卡死無法繼續(xù)往前移籃。本項目采用軸承式后掛代替鋼板式后掛,可以極大的降低摩擦力,能確保兩個后掛走行速度一致,防止偏籃或卡籃,能縮短移籃時間。
3.3 掛籃調(diào)模方式。一般掛籃采用精軋螺紋鋼作為掛籃吊繩、手拉葫蘆進行吊點標高調(diào)整,費時、費力,時間較長,而且安全性低。本項目采用鋼吊帶固定底模板,鋼吊帶上打限位孔,先采用大型吊裝設(shè)備對模板進行粗調(diào),每根吊帶再使用2臺32噸螺旋千斤頂配合起落扁擔(dān)梁進行微調(diào),保證施工進度要求,減少了返工,避免了在施工過程中反復(fù)調(diào)整模板,加快施工進度。
3.4 混凝土配合比控制。金沙洲大橋擴寬工程主橋懸臂箱梁結(jié)構(gòu)采用的是C60高強混凝土,設(shè)計要求混凝土須達到設(shè)計強度的85%且齡期不小于5天時允許張拉,同時要求做好混凝土配合比設(shè)計,使5天強度及5天彈性模量達到85%以上。
要滿足設(shè)計要求,配制好混凝土的配合比是關(guān)鍵。
①采用低水膠比,②采用高效減水劑,③采用合適的水泥品種,④對砂、石控制,⑤適當(dāng)摻入活性礦物材料。
通過以上的研制,專門配制了本工程C60高強混凝土配合比,施工配合比(水泥:水:混合料:砂:石)=1:0.34:0.28:1.43:2.29,水膠比為0.26,塌落度控制在160-200mm。經(jīng)過試驗,其5天抗壓強度試驗值為55.2MPa,5天的彈性模量平均值為32.44Gpa,分別達到了C60混凝土標準值的92%及90.12%,可以滿足設(shè)計規(guī)范要求。
3.5 卸籃方式。在完成掛籃所有施工任務(wù)后,進入卸籃階段,卸完籃才能全面進入橋面系施工,因此,卸籃的速度直接影響到總工期。一般卸籃是先將底籃卸下,分側(cè)卸放側(cè)籃,最后分塊拆除橋面主桁架。本工程為加快卸籃速度,采用底籃及側(cè)模整體卸放至駁船上的方法,卸籃時先松開側(cè)籃吊帶,將側(cè)籃放至底籃前后下橫梁上,底籃前后每根下橫梁有四個吊帶,分為外側(cè)吊帶及里側(cè)吊帶,對吊帶進行受力體系轉(zhuǎn)換,先松開拆除里側(cè)鋼吊帶,更換精軋螺紋鋼吊帶,再松開拆除外側(cè)鋼吊帶,此時整個底籃及側(cè)籃靠精軋螺紋鋼吊帶吊住,然后汽車吊上橋面,兩臺汽車吊同時作業(yè),每臺負責(zé)前后底橫梁外側(cè)吊點,同時起吊受力后將精軋螺紋鋼吊帶切斷,然后由汽車吊下放至水面駁船上,完成卸籃工作。整個卸籃半天可以完成,在通航水域上利用本方法也可減少封航時間。
4 結(jié)語
完成卸籃后,經(jīng)過統(tǒng)計,掛籃施工單個節(jié)段工期成功控制在9天以內(nèi)。
實踐證明,懸臂連續(xù)箱梁橋掛籃施工時采用快速施工成套技術(shù)是可大大加快施工工期的,對類似工程趕工具有借鑒意義。
作者簡介:吳炯暉(1982- ),男,工程師,研究方向:土木行業(yè)施工技術(shù)管理。