張晨斌
(廈門中平工程監(jiān)理咨詢有限公司,福建 廈門 361000)
在移動(dòng)模架施工中,在已經(jīng)施工完成的橋墩上借助液壓系統(tǒng)進(jìn)行模架推進(jìn),而混凝土現(xiàn)澆模架系統(tǒng)為其常用模架系統(tǒng),當(dāng)模架移動(dòng)到位后,鋼筋、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉和混凝土養(yǎng)護(hù)直接安裝在模架系統(tǒng)上,大大方便了各種惡劣環(huán)境的橋梁建設(shè)。在標(biāo)準(zhǔn)化移動(dòng)模架的幫助下,能夠保證多聯(lián)橋梁與多跨度的空中施工,且該類施工能夠?yàn)檎麄€(gè)橋梁工程提供安全與質(zhì)量保障。筆者所從事監(jiān)理項(xiàng)目廈門市翔安區(qū)溪東路B標(biāo)大嶝高架橋段連續(xù)箱梁即采用了移動(dòng)模架施工方法。
移動(dòng)模架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主要由前橋、后橋和移動(dòng)支撐系統(tǒng)(MSS)組成。前橋頭由橋梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑確定,移動(dòng)模架應(yīng)能在不澆筑梁跨的情況下順利移動(dòng)到前墩,并能與墩固定連接且不產(chǎn)生翹曲;MSS作為主梁澆筑的主要支撐平臺,通常將其尺寸設(shè)置為橋梁的標(biāo)準(zhǔn)跨徑。與此同時(shí),后橋鼻可作為前橋與MSS的平衡部位,其鼻梁的設(shè)計(jì)能夠有效優(yōu)化橋鼻的整體結(jié)構(gòu)與具體長度。而結(jié)構(gòu)需要滿足剛度要求,只有這樣才能夠?qū)蚨掌鸬街巫饔谩?/p>
MSS能夠給梁體的現(xiàn)場施工提供必要平臺,其主要由橫梁、支架、主梁、牛腿、支撐臺車以及模架系統(tǒng)等部分組成。
a)橫梁作為MSS的傳導(dǎo)力結(jié)構(gòu),能夠把澆筑梁段的負(fù)荷傳遞給MSS的主梁結(jié)構(gòu)。橫梁上預(yù)設(shè)的模架系統(tǒng)可以有效支撐梁體的澆筑,且其借助液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)橫向與縱向的自由調(diào)整,從而滿足不同應(yīng)用場景下的具體需求。
b)鋼桁架導(dǎo)梁與承重鋼筋通常是構(gòu)成主梁的關(guān)鍵材料,主梁的制作工藝是分段式制造,且每一段之間都借助高強(qiáng)度的螺栓進(jìn)行連接,以此來保證主梁的整體性。
c)作為主梁荷載的主要傳遞結(jié)構(gòu),支架通常會(huì)被設(shè)計(jì)為有效支撐結(jié)構(gòu),并借助螺紋鋼與橋墩進(jìn)行連接。支架上通常會(huì)設(shè)置滑軌,以方便模架能夠進(jìn)行橫向移動(dòng)。除此之外,螺旋頂結(jié)構(gòu)也是支架的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),該部分能夠保證支架與橋墩的荷載連接。
d)牛腿是設(shè)置在支架和支墩上的連接結(jié)構(gòu),牛腿能夠?qū)⒑奢d有效轉(zhuǎn)移到橋墩與承重臺上。牛腿一般會(huì)配置有液壓升降系統(tǒng),且系統(tǒng)會(huì)配備較為堅(jiān)固的保護(hù)結(jié)構(gòu),以便于荷載的順利傳遞。
e)支撐臺車能夠快速移動(dòng)主梁與橫梁,輪對、升降系統(tǒng)、橫移設(shè)備以及支撐架是該結(jié)構(gòu)的主要組成部分,其通常具備三向位移功能。整體結(jié)構(gòu)在完成施工以后,會(huì)借助支撐臺車對模架進(jìn)行拆除,同時(shí)會(huì)控制MSS的前后移動(dòng)。
f)模架系統(tǒng)通常包括外模系統(tǒng)與內(nèi)模系統(tǒng)兩部分,該系統(tǒng)能夠借助千斤頂來對梁體進(jìn)行支撐與固定,模架相互連接并設(shè)置支撐內(nèi)部的裝置。為保證施工中安全,模板上設(shè)有欄桿。
模架組裝、模架施工以及模架前移是移動(dòng)模架系統(tǒng)施工的主要施工組成部分,考慮到模架拆除的難度相對較低,本文就不再對其展開論述。
考慮到移動(dòng)模架涉及的構(gòu)件種類比較多,使得施工現(xiàn)場的模架組裝工作也比較復(fù)雜。首先,必須要預(yù)先選定合適的位置對移動(dòng)模架進(jìn)行有效拼接,通常該位置會(huì)選取標(biāo)準(zhǔn)梁跨的初始位置,并逐漸沿樁的方向進(jìn)行有效拼接。其次,對移動(dòng)模架平臺進(jìn)行固定連接,并對預(yù)應(yīng)力螺紋鋼進(jìn)行牽拉處理,從而確保其支撐力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。除此之外,主梁按鋼桁梁截面進(jìn)行現(xiàn)場安裝,采用高強(qiáng)度螺栓固定連接,經(jīng)常需要與履帶吊配合安裝,由于牛腿梁單側(cè)受力,為防止傾覆需要現(xiàn)場制用支腿作為臨時(shí)支撐將牛腿撐起。隨后使用汽車吊把橫梁吊裝在主梁上。梁安裝完畢后,分別組裝模架的支撐和液壓系統(tǒng)。最后,安裝模架。模架安裝前,將鋼板與鋼管焊接成安全護(hù)欄,形成后續(xù)梁澆筑施工的安全作業(yè)區(qū),并在護(hù)欄周圍設(shè)置安全網(wǎng),形成安全通道和施工作業(yè)空間。
在對模架進(jìn)行正式施工之前,必須要先對施工操作平臺進(jìn)行多次檢查,反復(fù)確認(rèn)操作平臺是否安全,對應(yīng)的液壓系統(tǒng)是否處于可控狀態(tài)且不同構(gòu)件之間的連接處是否堅(jiān)固。移動(dòng)模架在初澆前需預(yù)壓,以消除非彈性變形,同時(shí)觀測彈性變形量并將變形數(shù)據(jù)與理論變形量進(jìn)行對比,以確定移動(dòng)模架的預(yù)拱度值,使后續(xù)施工橋梁線形可控。移動(dòng)模架混凝土澆筑工藝與常規(guī)施工工藝原理大同小異,但仍然要重視預(yù)埋件與內(nèi)外模的連接設(shè)計(jì)。泵送混凝土施工是移動(dòng)模架施工最常使用的施工方法,要格外重視泵送混凝土的坍落度與振搗工藝??紤]到內(nèi)模與外模的不同設(shè)置,因此必須要確?;炷恋装迮c腹板的振搗工作做到位,最后要進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。通常來講,梁體需要進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),從而確?;炷帘砻姹3譂駶?,防止其因?yàn)楦稍锒a(chǎn)生變形現(xiàn)象。
每一節(jié)段的混凝土澆筑工作完成以后,要及時(shí)拆除模架,并且使用支撐臺車吊運(yùn)移動(dòng)模架,使整機(jī)向前移動(dòng)。當(dāng)臺車移動(dòng)到待澆節(jié)段后,就必須要對移動(dòng)模架進(jìn)行準(zhǔn)確定位,并且確保其與橋墩進(jìn)行有效連接,同時(shí)要借助液壓系統(tǒng)調(diào)整移動(dòng)模架,從而達(dá)到梁體的設(shè)計(jì)線。通過模架前移和模架施工兩個(gè)工序的循環(huán),實(shí)現(xiàn)各梁段的澆筑作業(yè),覆蓋整個(gè)橋區(qū)的梁段施工。
移動(dòng)模架施工相較于其他施工來說優(yōu)勢比較明顯,是復(fù)雜環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋較好的施工方案。但在實(shí)際施工過程中,仍存在許多質(zhì)量問題,其中梁體線形控制和懸臂端底板開裂問題尤為突出。
考慮到移動(dòng)模架的支撐點(diǎn)位于懸臂端部,隨著適合于活動(dòng)模架的梁體跨度的增大,橋梁的預(yù)拱度增大,在施工縫處出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn),使得橋梁的線性控制困難。一旦后支點(diǎn)的錨固力偏大,前梁懸臂端就會(huì)出現(xiàn)比較多的位移,使懸臂位置線性不規(guī)則。此外,活動(dòng)模架本身的剛度、混凝土的收縮徐變、預(yù)應(yīng)力及結(jié)構(gòu)體系的變化等,提高梁的線性控制難度。為了提高移動(dòng)模架施工中對梁形的控制,必須正確計(jì)算施工過程中梁的位移和成橋的位移,對預(yù)拱度值進(jìn)行合理分析,并綜合考慮現(xiàn)場的監(jiān)測結(jié)果對預(yù)拱度進(jìn)行調(diào)整,從而確保每一階段移動(dòng)模架的科學(xué)安裝。與此同時(shí),通過托車液壓裝置和模架系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,設(shè)置模架標(biāo)高,保證梁體施工后達(dá)到預(yù)期的線形狀態(tài)。
在這一建筑面積內(nèi),由于錨固需求截面在一定程度上弱化,同時(shí)承受三維應(yīng)力,橫縱向的應(yīng)力都需要比較突出,施工結(jié)束后容易開裂,因此有必要對該部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以重視。
為有效控制懸臂端底板的開裂,可以采取如下措施:a)對底板的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),設(shè)置端橫隔梁;b)加強(qiáng)底板水平預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì),使縱橫向應(yīng)力傳遞更均勻;c)吊點(diǎn)位置和錨定位置應(yīng)適當(dāng)加固或移位,使其轉(zhuǎn)移到墩頂位置,以減少區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
本文結(jié)合筆者從事項(xiàng)目的橋梁移動(dòng)模架施工,對移動(dòng)模架各個(gè)組成部分進(jìn)行合理分析,總結(jié)了預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋移動(dòng)模架的施工工藝和施工要點(diǎn),分析了線形控制、懸臂端底板開裂典型工程質(zhì)量問題,并提出了相應(yīng)的對策和方法。