王琪
摘 要:近年來,我國的高速鐵路建設發(fā)展迅速,其中箱梁施工方法不局限于預制架設、現(xiàn)澆施工,在城區(qū)、既有線旁、多線并行段等復雜情況下箱梁異位現(xiàn)澆、移梁就位成為施工一種選擇。本文以京雄城際鐵路黃固特大橋為例,闡述了異位現(xiàn)澆、移梁就位技術在箱梁施工中的應用。
關鍵詞:異位現(xiàn)澆;移梁就位;施工;應用
中圖分類號:U445.4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2019)03-0093-03
0 前言
傳統(tǒng)現(xiàn)澆梁施工需要在設計位置搭設現(xiàn)澆支架,梁體兩端預留足夠張拉、操作空間,在設計位置不能搭設支架、兩端張拉操作空間不足、梁體臨近既有線等情況下,為減少施工難度、降低安全風險異位搭設現(xiàn)澆支架施工梁體、橫移就位、落梁成橋技術具有較大優(yōu)勢。
1 工程概況
北京至雄安城際鐵路黃固特大橋52號-53號墩設計為32m雙線簡梁,46號-52號墩、53號-57號墩設計為現(xiàn)澆連續(xù)梁,線路左側(cè)臨近京滬鐵路;52號、53號墩頂設計為高低墩,兩側(cè)連續(xù)梁施工完成后現(xiàn)澆梁張拉空間受限,且為避免在冬季施工52號-53號墩32m雙線簡梁,計劃冬季施工前在線路右側(cè)異位現(xiàn)澆施工,并且能夠滿足連續(xù)梁、簡支梁張拉空間需要,規(guī)避高低墩施工影響,降低鄰營施工安全風險,待現(xiàn)澆梁施工完成后橫移至設計位置,落梁成橋。
52號-53號墩32m跨簡支箱梁設計為單箱單室預應力混凝土箱梁,梁高2.6m,梁寬12.2m,梁重745t。
2 總體施工方案
52號-53號墩32m跨簡支箱梁采用滿堂支架旁位現(xiàn)澆法施工,梁體支架采用盤扣式支架,橫移滑道支撐采用承臺、擴大基礎作為持力結(jié)構(gòu),鋼管立柱、工鋼、滑道、滑靴作為滑移結(jié)構(gòu),具體施工步驟為:橫移支架基礎施工→鋼管立柱安裝→滿堂盤扣架施工→滑道、底座安裝→底、側(cè)模安裝→現(xiàn)澆梁施工→張拉、壓漿、封端→滿堂支架拆除→梁體橫移就位→梁體位置糾偏→支座安裝→落梁→支座灌漿→拆除移、落梁支架。
旁位現(xiàn)澆滑道垂直于線路方向,橫移距離以簡支梁與連續(xù)梁梁端翼板不影響預應力鋼束張拉為宜。按照現(xiàn)場實際情況橫移距離按9.5m控制,橫移施工主要設備配置見表1。
3 移、落梁施工
3.1 基礎設計
移梁支架采用螺旋鋼管作為支撐,立柱支撐在承臺上、條形基礎上。
鋼筋混凝土條形基礎厚度為1m,配置雙層鋼筋網(wǎng)片,間距為20cm×20cm,采用HRB400鋼筋,底層鋼筋直徑20mm,頂層鋼筋直徑為16mm。條形基礎下地基承載力不小于250Kpa,當?shù)鼗休d力不足時,對不符合要求部分土層進行挖除換填并分層碾壓至符合要求,同步施工滿堂支架30cm厚碎石墊層和20cm后C20混凝土墊層。鋼管與條形基礎之間采用預埋螺栓連接,鋼管地腳螺栓直徑為22mm,長度均為70cm,頂部套絲長度8cm,每根鋼管設置8根。
移梁基礎平面示意圖如圖1所示。
3.2 橫移梁支架
橫移梁支架采用Φ630×12mm鋼管立柱,鋼管利用吊車安裝,首先安裝底部一節(jié)6m鋼管,當?shù)谝还?jié)安裝完成后,先焊接剪刀撐,待第一節(jié)管節(jié)范圍內(nèi)剪刀撐焊接完成后,再安裝上一節(jié)鋼管。每安裝一節(jié)鋼管,對鋼管垂直度進行檢查,檢查無誤后方可進行剪刀撐及頂部下一節(jié)鋼管的安裝。
當基礎底部不平整時,鋼管底部使用薄鋼板進行墊塞,以確保鋼管垂直度,鋼管安裝完成后,對鋼管底部利用支座灌漿料對底部縫隙進行封堵。
鋼管與鋼管間縱、橫、水平方向利用[16槽鋼焊接剪刀撐,剪刀撐與鋼管之間利用耳板進行焊接。剪刀撐高度不大于4.8m。
3.3 現(xiàn)澆梁施工
橫移支架搭設完成后搭設滿堂支架,盤扣支架在鋼管立柱處對立桿間距進行調(diào)整,保證鋼管和支架立桿平面位置準確,立桿間距不大于設計間距。
現(xiàn)澆梁施工完成后拆除滿堂支架,梁體重量支撐于橫移滑道上,同時預留2m寬支架作為橫移、落梁施工平臺。
3.4 拖拉橫移計算
旁位現(xiàn)澆橫移粱重約745T,四氟板對不銹鋼板的靜摩擦系數(shù)為0.1,拖拉最大力為F=745/2×9.8×0.1=365.05KN。拖拉移位采用兩臺100T中空頂,通過直徑32mm(P830)的精軋螺紋鋼連接梁底部滑靴方式,拖拉移位。
單根精軋螺紋鋼可抗拉F1=804mm2×830×70%/1000 =467KN>365.05KN。
3.5 拖拉整體布置
拖拉施工方法具體措施如下:
(1)在52號、53號墩頂處設置兩條橫向滑道,滑道上鋪設10mm厚不銹鋼板,鋼板上涂抹油脂、滑靴,梁體放置在滑靴上。梁體通過滑道返利做和滑靴穿設精軋螺紋鋼連接,使用動力千斤頂使滑靴帶動梁體在滑道上橫移。(2)梁體滑移到達指定位置后,通過滑道旁邊糾偏裝置進行糾偏。(3)糾偏到位后安裝支座,使用落梁千斤頂將梁體落至設計標高,進行支座灌漿,灌漿強度滿足要求后,拆除落梁千斤頂將梁體落于支座上。
滑移系統(tǒng)如圖2,圖3所示;牽引系統(tǒng)如圖4所示。
牽引系統(tǒng)整體布置如圖4所示。
3.6 滑道及底座
橫移滑道由三根通長I40b工字鋼拼接一起組成,工字鋼與工字鋼間進行焊接,工字鋼上鋪設通長不銹鋼板,不銹鋼板寬39cm,厚5mm,不銹鋼板與滑道之間進行焊接,不銹鋼板上為移梁梁體底座,底座與不銹鋼鋼板間設置聚四氟乙烯滑板減小摩擦力,四氟板與滑道之間涂抹油脂。
滑道兩側(cè)焊接5cm高,1cm厚鋼板作為滑道限位,以防止平移時梁體底座偏移軌道。
滑道示意圖如圖5所示。
梁體平移滑靴由鋼板組合焊接而成,滑靴內(nèi)部填充水泥漿,并且振搗密實?;サ撞款A留直徑為5cm孔,作為平移螺紋鋼孔道。滑靴高度均為15cm,滑座長2.14m,梁體每一端對稱設置兩個滑靴。
梁體、移梁滑道、底部40工字鋼須密貼,中間不得有間隔物,焊接處要有一定長度的連續(xù)焊縫,保證連接牢固。立柱鋼管安裝完成后,對立柱頂部標高進行復核,以確保軌道標高準確。
3.7 糾偏
滑道旁設有縱向糾偏裝置,在拖拉到位后,可以對混凝土梁體在橫橋向和縱橋向?qū)α后w進行糾偏定位。
糾偏裝置由糾偏底座、反力座、糾偏千斤頂、糾偏滑塊組成。糾偏底座由3-I32工字鋼組成,反力座由鋼板焊接而成,糾偏滑塊與糾偏底座之間設置聚四氟乙烯滑板。糾偏時,梁體頂起、拆除梁體底座使落在糾偏滑塊上,兩臺糾偏千斤頂同時啟動,推動糾偏滑塊移動以達到糾偏目的。
糾偏時先進行縱向糾偏,縱向糾偏完成后,落梁千斤頂工作,將梁體頂起1-2cm,然后將糾偏底座旋轉(zhuǎn)90度,落梁千斤頂工作,梁體下落支撐與糾偏裝置上,進行橫向位置糾偏。
糾偏裝置如圖6所示。
3.8 移梁、糾偏步驟
步驟一:梁體澆筑底座預埋精軋螺紋鋼,精軋螺紋鋼采用連接器接長,安裝反力座和100T中空頂。
步驟二:啟動千斤頂向前拖拉,直至設計位置。
步驟三:安裝4臺300T落梁千斤頂,頂起梁體脫離拖拉滑道后,拆除滑道,在糾偏塊上墊上鋼板,然后回縮千斤頂,梁體落于糾偏裝置上,先縱向后橫向進行位置糾偏。
步驟四:糾偏到位后,將支座上螺栓安裝,使支座吊掛與梁體下,啟動千斤頂,拆除糾偏裝置,將梁體落于設計位置后,進行支座灌漿,灌漿強度達到拆除要求后,回縮千斤頂,梁體就位完成。
步驟五:拆除移、落梁支架,施工完成。
4 控制要點
在橫移支架搭設現(xiàn)澆梁施工中應注意要點如下:
條形基礎、橫移支架地基處理應同步進行;滿堂支架搭設平立面位置應結(jié)合鋼管立柱位置優(yōu)化,搭設間距不大于設計間距;支架預壓持荷時間適當延長,減少差異沉降量;支座上鋼板和箱梁底板夾角設置準確;張拉壓漿完成后拆除滿堂支架,同時對橫移支架進行觀測,防止偏差過大。
在橫移施工中為保證梁體準確就位需要考慮控制要點如下:
首先,為防止精軋螺紋鋼在橫移施工中斷裂,需要對牽引千斤頂進行標定,計算油表讀數(shù),以確保張拉力不超過精軋螺紋鋼容許抗拉強度的80%;
其次,在橫移前認真檢查底座、軌道與四氟板之間是否有異物,并認真涂抹油脂,避免橫移過程摩擦力增大;
第三,橫移過程以勻速移動為宜,嚴格控制橫移速度,并及時檢查兩端橫移量,保證橫移同步;
第四,隨著橫移過程,要及時復核梁體軸線位置,出現(xiàn)較大偏差時及時進行糾正,避免糾偏量過大;
第五,橫移前做好移梁終止位置標記,當距離終止位置10cm時,再次復核梁體軸線位置,放慢橫移速度,同時加強對梁體軸線位置的測量,以防止超過設計位置。
5 結(jié)語
異位現(xiàn)澆、移梁就位技術在該工程中的應用解決了現(xiàn)澆連續(xù)梁、現(xiàn)澆梁兩端張拉空間不足的問題;優(yōu)化原先連續(xù)梁后簡支梁的施工順序,同步進行施工,避免冬季現(xiàn)澆梁施工,節(jié)約冬季施工費用、保證工程質(zhì)量;現(xiàn)澆梁施工位置在線路右側(cè),降低機械設備的鄰營施工安全風險,取得較好社會效益。建議在類似工程中借鑒實施。