史維康
(中鐵一局集團橋梁工程有限公司,重慶 401121)
隨著社會的快速發(fā)展,現澆箱梁施工方法在不斷增加,如滿堂支架法、鋼管立柱支架法、上行式造橋機、下行式造橋機等,其中滿堂支架法是一種應用比較廣泛的現澆箱梁施工技術[1]。同時,在科學技術水平不斷提升的大背景下,新型合金鋼材強度也越來越高,新型承插式盤扣腳手架具有搭拆速度快等優(yōu)勢,現已被廣泛應用到現澆箱梁施工中。
貴陽市東縱線延伸段的回龍寺互通立交主線特大橋,起點直接連接著東縱線北段的橋梁,區(qū)間長度在676m左右,下部結構的主要組成部分是136根Φ1.8m樁徑、Φ2.2m樁基、40個承臺、40根墩柱、2個U型重力式橋臺;上部結構的主要組成部分是14聯預應力混凝土(后張)連續(xù)箱梁及兩跨鋼箱梁。橋梁的布置形式是2×(2×37.5m)現澆預應力混凝土連續(xù)箱梁+(1×60m)簡支鋼箱梁+(2×29m)現澆預應力混凝土連續(xù)箱梁+2×(3×28.5m)現澆預應力混凝土連續(xù)箱梁+(1×55m)簡支鋼箱梁+(3×25m)+(4×25m)現澆預應力混凝土連續(xù)箱梁。預應力混凝土現澆連續(xù)箱梁共計38跨14聯,梁高分為1.6m、1.8m、2.2m;跨度分為37.5m、28.5m、29m、25m;橋面寬度為18.25~29.03m;支架搭設高度為6~23.5m,橋面寬度、墩身高度變化較大,且橋址處于低山—斜坡地貌區(qū)域,原地表起伏較大。
承插式盤扣支架鋼管主要是應用高強度的低合金鋼材,這種材料表面應用的是熱鍍鋅防腐技術,比傳統腳手架的壽命高10倍以上,且不會在銹蝕的情況下降低承載力,其主要組成部分是上下標準可調螺桿底座、Φ60mm壁厚3.2mm的立桿、Φ48mm壁厚2.75mm的橫桿以及Φ42.8mm壁厚2.5mm的斜拉桿、承重梁等。同時,各個桿件的配件、定尺規(guī)格需要滿足相關要求,這樣才能夠在各種施工環(huán)境中應用,實現物資的快速調動,進而有效地提升施工的整體效率。支架搭設主要是焊接在橫桿插頭、立桿圓盤中,應用楔形插銷的方式進行連接,這樣能夠均勻地承擔立桿的側壓力,獲取最大強度的垂直支撐力。在搭設完成水平、豎向斜拉桿后,技術人員應該確保搭設的架體連接成格構柱結構單元,這樣各個桿件會處于獨立的受力狀態(tài),在拆除桿件的過程中不會影響架體的穩(wěn)定性,這就為架體拆除提供了便利。
承插式盤扣支架桿件的型號是Q345,花盤應用Q410高強度的低合金鋼材,立桿Φ60mm壁厚3.2mm,表面主要應用熱鍍鋅浸鍍工藝。通過試驗發(fā)現,單支立桿荷載在200kN左右,支架搭設平面步距也有所提升,普遍在90cm、1.2m、1.5m,這就對地基承載力提出了更高的要求。通過對回龍寺互通主線特大橋現澆箱梁支架體系建模計算得出,基礎地基承載力應≥230kPa,其位于山間低洼地帶,橋址范圍內為水稻田地,降雨量很大。因此,在處理支架基礎的過程中,技術人員需要根據土層的實際情況,在清淤后分層回填0.5m到3.0m的毛渣石,并在檢測合格后,在頂面澆筑20cm厚的C20混凝土進行封閉。
承插式盤扣支架體系中的立桿、水平桿會在豎向斜拉桿對拉斜撐的作用下,構成獨立的格構柱單元,以確保架體的整體穩(wěn)定性。相關規(guī)范要求:在搭設高度大于8m模板支架的情況下,豎向斜桿應滿布設置。但是,在現代化社會的發(fā)展中,很多新型材料已被應用到地鐵、橋梁、管廊支架中,在搭設高度24m以下的盤扣支架豎向斜拉時,需要遵循“隔一搭一”的原則,在建模計算、靜載預壓、實際應用過程中發(fā)現,搭設高度24m以下支架體系豎向斜拉桿按“隔一搭一”跳搭方式進行搭設不會影響支架的穩(wěn)定性,更加滿足相關規(guī)范的要求[2]。因此,跳搭方式的應用為企業(yè)節(jié)省了大量施工成本,提高了搭拆的整體效率,有利于工程建設工作的順利開展。需要注意的是,在搭拆24m以上的盤扣支架過程中,相關技術人員需要加強設置豎向斜拉桿及水平剪刀撐、墩身抱箍等輔助桿件。
在設置工程盤扣支架的過程中,技術人員需要按每6m設置一道Φ48mm壁厚3.5mm的鋼管作為水平剪刀撐、墩身抱箍,水平剪刀撐夾角不大于60°,每隔2到3m使用扣件連接盤扣支架橫桿,并將其進行封閉成環(huán),且墩身抱箍、水平剪刀撐需要同層布設,并連接墩身,保證抱箍桿件和盤扣支架橫桿連接在2個步距以上,實現立桿間水平力的有效傳遞,避免施工荷載影響架體的穩(wěn)定性。
支架頂端承重梁主要采用鋁合金梁、工鋼,順橋向或橫橋向布設,其上按10cm到20cm間距位置鋪設10cm×10cm木方,木方上鋪1.2cm厚竹膠板,將其作為現澆箱梁底模板。在鋪設之前,技術人員需要調整支架頂托高程,在鋪設完成后對底模板進行水準測量,在此過程中需要考慮支架彈性變形量、預應力現澆箱梁預拱度等因素。
工程橋址范圍內的地勢起伏比較大、橋面寬度變化比較明顯,技術人員在搭設支架的過程中,尤其在斷縫多、臺階高的位置進行地基處理的過程中,需要根據現澆箱梁截面尺寸、支架搭設步距布置進行整平和臺階留置,還需要設置水平剪刀撐、臺階處豎向斜拉桿以及支架斷縫處水平拉桿[3]。
在承插式盤扣支架施工過程中,技術人員需要做好以下工作:第一,在復雜施工環(huán)境中做好基礎處理工作,確保地基承載力滿足設計要求,還應在基礎頂面設置封閉層,避免受雨水影響,減少地基承載力,引發(fā)架體不均勻沉降問題;第二,承插式盤扣支架各桿件間需要使用插銷連接的方式,技術人員在整體驗收過程中應對其進行檢查,避免因插銷不緊影響架體的穩(wěn)定性;第三,在支架頂托處的承重梁應用鋁合金梁、工鋼搭接過程中,易出現偏心問題,技術人員應用雙拼承重梁方式對其進行調整;第四,在搭設完支架后,技術人員需要進行整體預壓,減少支架非彈性變形、地基非彈性沉陷問題,以確保施工預拱度的合理性,保證箱梁卸落支架后滿足設計標高要求;第五,在澆筑坡度較大的現澆箱梁澆筑過程中,應注意澆筑順序、對稱布料,以免架體偏載受壓變形失穩(wěn)。
綜上所述,承插式盤扣支架法在回龍寺互通立交主線特大橋工程中的應用發(fā)揮出了很大的優(yōu)勢,承插式盤扣支架法具有適應性強、操作便利、安全性高等特點,有效地提升了現澆箱梁的施工質量。因此,在現澆箱梁施工過程中,相關技術人員需要大力推廣承插型盤扣式鋼管支架的應用。