魏 鳳
(中鐵二十四局集團福建鐵路建設(shè)有限公司, 福建 福州 350000)
懸臂掛籃技術(shù)是一種較為常見的施工技術(shù)手段,在當(dāng)前國內(nèi)橋梁工程項目施工建設(shè)過程中應(yīng)用非常的廣泛,不僅可以有效確保懸臂掛籃施工質(zhì)量,而且能夠保證橋梁工程施工安全穩(wěn)定性。
掛籃制作與吊裝是橋梁工程懸臂掛籃施工的首要環(huán)節(jié)。一般情況下,制作和吊裝掛籃要嚴格按照施工設(shè)計要求進行,其中,掛籃制作在按照施工圖紙設(shè)計內(nèi)容及要求進行制作加工外,重點要對其安全結(jié)構(gòu)進行控制,避免在掛籃走行和施工過程中發(fā)生墜落事故,對施工產(chǎn)生不利影響;此外,在掛籃制作完成后,根據(jù)吊裝施工方案,提前檢查施工現(xiàn)場,了解施工環(huán)境、施工設(shè)備及工藝流程,確保施工順利進行。吊裝施工期間,注意對防護措施進行應(yīng)用,提高施工安全性,防止掛籃及其部件掉落,施工結(jié)束后對安裝牢固性進行檢查,驗收通過即可進入下一道施工工序。
在掛籃按照完成使用前,主要針對掛籃主桁架等構(gòu)件的非彈性變形進行預(yù)壓試驗,同時驗證掛籃承載力。新的掛籃主桁架往往有非彈性變形方面的安全隱患問題存在,通過預(yù)壓試驗可以有效控制掛籃非彈性變形,以此來保證掛籃性能施工安全可靠性。在懸臂掛籃作業(yè)時,主要是將已經(jīng)分段好的結(jié)構(gòu)進行對稱性的澆筑。掛籃按最大梁段設(shè)計,掛籃承載力一般根據(jù)最大梁段施工時總荷載進行設(shè)計,且穩(wěn)定系數(shù)為不小于1.3,需兼顧掛籃施工作業(yè)技術(shù)性與經(jīng)濟性要求。
第一,普通梁段施工。在懸臂掛籃施工過程中,掛籃是是關(guān)鍵施工設(shè)備,其具有較強的支撐能力,同時也是鋼筋混凝土工程施工作業(yè)的移動平臺。混凝土澆筑設(shè)計時,需綜合考慮施工環(huán)境條件,比如溫度等。同時,還要注意澆筑的厚度、次數(shù)以及連續(xù)性控制,加強振搗以及施工完成后的養(yǎng)護管理。澆筑混凝土之前,應(yīng)當(dāng)先對鋼筋以及錨頭的數(shù)量和規(guī)格等進行嚴格的檢查,確保其與施工圖紙保持一致?;炷翝仓┕み^程中,應(yīng)當(dāng)從懸臂端部位置開始,逐漸向懸臂根部依次進行,以免因掛籃前端下?lián)隙鴮?dǎo)致已澆筑混凝土開裂。各節(jié)段施工操作完成后,應(yīng)當(dāng)對混凝土的澆筑施工質(zhì)量影響因素進行分析,采取有效的措施和方法來確保施工質(zhì)量。
第二,合攏段施工質(zhì)量控制。在合攏段施工過程中,其操作順序是先邊跨后中跨。在合攏施工時,應(yīng)當(dāng)科學(xué)地壓重以及卸重,以免出現(xiàn)施工開裂現(xiàn)象,提高合攏精度。同時,壓重以及卸重與邊跨和中跨合攏段的混凝土澆筑同步等量。邊跨合攏時,隨邊跨合攏段混凝土澆筑同步等量對兩個中跨端進行加載壓重,以免中跨端出現(xiàn)上撓問題。中跨合攏施工時,對中跨合攏段進行混凝土澆筑,并且同步卸除中跨端(兩個)的壓重。合攏段施工過程中,應(yīng)當(dāng)嚴格控制混凝土開裂。橋梁合攏段混凝土采用強度等級較高的微膨脹混凝土材料,這有利于新、舊混凝土之間的有機結(jié)合。
石門特大橋,全長2209.11m,孔跨布置為(12+12)m框架+(1-7)m框架+(15-32)m簡支T梁+(1-3.5)m框架+(8+12.3+12.3+8)m框架+(1-4)框架+(15-32)簡支T梁+1-(40+56+56+40)m連續(xù)梁+(6-32+2-24+1-32)m框架+1-(40+64+40)m連續(xù)梁+(14-32)m框架,在44~47#墩處設(shè)計一聯(lián)(40+64+40)m連續(xù)梁。結(jié)合工程特點,本連續(xù)梁采用掛籃懸澆施工方法。
本橋懸澆段施工采用三角掛籃進行施工,掛籃制作采用工廠加工制作方式,在掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)件運達施工現(xiàn)場后,利用汽車吊吊至在已澆好的0號梁段頂面拼裝,拼裝完畢后,對掛籃施加梁段荷載進行預(yù)壓,充分消除掛籃產(chǎn)生的非彈性變形,懸灌施工過程中,將掛籃的彈性變形量納入梁段施工預(yù)拱度計算。需要注意的是,在進行掛籃現(xiàn)場拼裝施工前,注意結(jié)合掛籃拼裝施工的實際地形情況,進行試拼裝測試,確保符合相關(guān)要求與情況下,再進入現(xiàn)場進行拼裝實施,以避免對拼裝速度及質(zhì)量效果產(chǎn)生影響。此外,在掛籃安裝施工中要始終保證有四個錨點錨固每個上主梁,在掛籃走行過程中要始終保證每籃至少有二個保險點,以確保掛籃安裝施工的安全防護全面并且到位。
掛籃拼裝完畢后,進行荷載試驗以測定掛籃的實際承載能力和梁段荷載作用下的變形情況。以(40+64+40)m連續(xù)梁為例進行荷載試驗,按1.2倍最大施工荷載進行靜載試驗,分五級進行加載,各級荷載分別為20%、60%、80%、100%、120%進行加載,每級加載完畢1h后,測量掛籃的變形值,測點設(shè)置在前后支點、上下橫梁、后橫梁的兩側(cè)及中部位置。試驗中,荷載全部加載完畢后,每隔1h測量一次每個測點變形值,連續(xù)預(yù)壓4h,當(dāng)最后測量時間段的兩次變形量之差小于2mm時,即可結(jié)束。荷載試驗時,加載按施工中掛籃受力最不利的梁段荷載進行等效加載,測定掛籃自身彈性變形和非彈性變形值,作為懸灌梁立模時的參考數(shù)據(jù)。
表1 加載點及加載量表
根據(jù)各級荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度繪出掛籃的荷載—撓度曲線,為懸臂施工的線性控制提供可靠的依據(jù)。根據(jù)最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力,可以計算掛籃的實際承載能力,了解掛籃使用中的實際安全系數(shù),確保安全可靠。加載方法根據(jù)現(xiàn)場采用混凝土預(yù)制塊及砂袋進行預(yù)壓。
懸臂掛籃施工主要包括掛籃前移、掛籃調(diào)整及錨固、鋼筋及孔道安裝、混凝土灌注及養(yǎng)護、預(yù)應(yīng)力施加、孔道壓漿六個工序,以循環(huán)方式進行澆筑施工。懸灌梁段施工長度3.5~4米,當(dāng)混凝土強度和彈性模量達到設(shè)計要求后進行預(yù)應(yīng)力張拉。在前一梁段施工完畢后,解除放松各吊點,使模板脫離梁體,解除梁上后錨點,進行錨固轉(zhuǎn)換,行走小車托力轉(zhuǎn)換在滑道上,通過手拉葫蘆拖拉主桁采取整個掛籃前移動至下一梁段位置。掛籃就位后,先進行主桁梁上錨固轉(zhuǎn)換給梁體的錨筋上和底籃后錨安裝轉(zhuǎn)換在梁體上,然后通過測量儀器進行中線、高程測量、定位,通過千斤頂進行標(biāo)高調(diào)整,經(jīng)過檢查確定合格后,最后進行全面錨固。
接著進行鋼筋安裝及預(yù)埋件施工,檢驗合格后進行混凝土澆筑,混凝土澆筑要考慮施工環(huán)境溫度及混凝土運輸速度等因素;橋梁箱梁混凝土澆筑施工中,注意做好掛籃中線以及掛籃底部模板標(biāo)高、三向預(yù)應(yīng)力束管道、預(yù)埋件位置等情況的檢查確認。混凝土澆筑由掛籃前端開始逐步進行澆筑,注意做好新舊混凝土澆筑的銜接,避免發(fā)生斷裂或者是裂縫等問題,對預(yù)應(yīng)力束管道周圍的混凝土澆筑,需要在管道內(nèi)進行硬塑料管插入作為襯填,以避免混凝土澆筑對管道造成壓迫,影響混凝土及預(yù)應(yīng)力管束的性能作用。
2.5 連續(xù)梁合攏及合攏段施工
連續(xù)梁合攏段施工,首先,對連續(xù)梁合攏方法的選擇,需要結(jié)合梁溫及有關(guān)情況進行合理選擇,并且對合攏口的鎖定,注意以迅速并且對稱的原則進行鎖定實施,同時注意快速進行連續(xù)梁合攏的外剛性支撐以及梁端預(yù)埋件焊接,在焊接完成后,注意快速進行臨時預(yù)應(yīng)力束張拉,對連續(xù)梁合攏端口部位的混凝土,其性能等級設(shè)置注意要比橋梁工程的梁體混凝土性能等級高出一級,以微膨脹混凝土進行施工應(yīng)用,并針對其配比、澆筑施工以及養(yǎng)護管理進行加強管理和控制,確保連續(xù)梁合攏口穩(wěn)定狀態(tài)下進行混凝土澆筑,或者是結(jié)合情況通過在懸臂端增加同等混凝土配重,以實現(xiàn)對稱梁軸線的加卸載,確保其符合施工要求,對澆筑混凝土并達到強度要求的情況,可通過部分張拉預(yù)應(yīng)力鋼索對其勁性骨架進行解除后,在根據(jù)施工設(shè)計要求進行預(yù)應(yīng)力束張拉??傊?,連續(xù)梁合攏段施工必須嚴格按照施工設(shè)計要求進行,確保其梁體線性狀況良好,避免出現(xiàn)施工誤差,以連續(xù)梁中成橋設(shè)計的彎矩預(yù)應(yīng)力筋作為連續(xù)分段懸澆施工的支撐進行施工實施,根據(jù)連續(xù)梁合攏懸臂施工中,橋梁T梁結(jié)構(gòu)的受力變化,其施工工序嚴格按照各邊跨、次邊跨以及中跨的先后順序進行施工實施,以確保橋梁懸臂掛籃施工效果。
綜上所述,橋梁工程施工過程中采用懸臂掛籃技術(shù),利用可以行走支架懸掛于梁段之上,混凝土澆筑時可在掛籃上作業(yè)。目前橋梁工程施工中的懸臂掛籃技術(shù)應(yīng)用較為成熟,實踐中需嚴格控制施工技術(shù)要點,以此來確保掛籃以及橋梁工程施工質(zhì)量。
[1]張勝昌.懸臂掛籃技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].交通世界:運輸車輛,2015(6):52-53.
[2]朱海江.試析橋梁施工中懸臂掛籃的技術(shù)要點[J].黑龍江交通科技,2015(4):125-126.
[3]《新建鐵路福州至平潭鐵路新建工程施工圖DK46+865.394石門特大橋》福平施(橋)-23。
[4]《新建鐵路福州至平潭鐵路新建工程施工圖(40+64+40)m連續(xù)梁(橋面寬12.6m)》福平施(橋)參-10。