吳肇宇
(福州市公路局閩侯分局,福建 福州 350001)
公路橋梁是我國非常重要的基礎交通設施,對于經(jīng)濟社會的發(fā)展起到了非常重要的影響作用?,F(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)輕巧,造型優(yōu)美,在感官上具有纖細的美感,同時具有較強的跨越能力。能夠有效的克服不良地形地貌對橋梁整體的影響,降低自然環(huán)境對橋體曲線的影響[1]。山區(qū)公路地勢起伏大,現(xiàn)澆箱梁的施工技術(shù)更為復雜,且各個施工環(huán)節(jié)和工藝繁多,所以在工程中需要嚴格按照施工方案以及技術(shù)規(guī)范來進行施工,切實提升工程的質(zhì)量、穩(wěn)定性以及安全性。
本橋?qū)儆陂}清縣三溪鄉(xiāng)三寶線 Y010(三溪至鼓舞段)公路晉級工程、鼓上線 Y079(鼓舞至上洋)公路晉級工程的橋梁工程部分,為三級公路橋,設計速度:30km/h。本橋平面位于圓曲線和緩和曲線段,圓曲線上超高值為4%,正常路拱橫坡為雙向2%,超高漸變段位于全段緩和曲線上??v斷面為單向下坡,坡度為1.679%。橋梁橫向?qū)挾葹?0m,橫向斷面布置為 0.5m(防撞護欄)+9m(車行道)+0.5m(防撞護欄)。本橋結(jié)構(gòu)體系為 30+2x37+30m 現(xiàn)澆預應力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)體系。上部結(jié)構(gòu)為單箱雙室截面,箱梁寬10m,懸臂長度2m,標準截面頂板厚度25cm,底板厚度22cm,腹板厚度40cm;箱梁于支點處設置橫梁,端橫梁厚度1.5m,中橫梁厚度2.5m,跨中設置0.3m 厚度橫隔梁。
本工程現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架采用鋼管貝雷支架和鋼管碗扣式腳手架組合施工。采用鋼管貝雷支架優(yōu)點是受地形制約較小,只需對小范圍的鋼管基礎的地基進行處理,地基處理費用較少,且只需對典型初始段支架進行堆載預壓,施工人員投入少,支架搭設速度較快,支架搭設質(zhì)量有保證,且施工安全保證性大大提高[2]。
支架基礎采用C30 鋼筋砼條形基礎(2#橋墩與3#橋墩中間的鋼立柱基礎采用鋼筋砼擴大基礎)。在基礎上方設置70*70*1cm 厚預埋鋼板,用加勁綴板將鋼管立柱與預埋鋼板連接?;A上設φ609mm×10mm 鋼管立柱,間距3m,鋼管立柱之間采用雙拼[12 槽鋼聯(lián)接,層高3m;在墩柱梁旁的鋼立柱,采用雙拼[12 槽鋼將鋼管立柱與墩身上預埋鋼板的聯(lián)接。鋼管立柱頂設雙拼I45a 工字鋼橫梁,橫梁上架貝雷梁桁架作為縱梁。貝雷梁采用3115×176×1500 規(guī)格國產(chǎn)貝雷桁架(無加強炫桿),搭設高度為1.5m。根據(jù)10m 橋?qū)挼囊?,布? 組17 片貝雷架,貝雷梁單跨最長跨徑15m。貝雷桁架上橫橋向鋪設I10 工字鋼,間距同碗扣式支架立桿縱距。I10 工字鋼上布置滿堂Φ48*3mm 鋼管碗扣式支架,在搭設過程中同步設置有效的斜撐、剪刀撐。
圖1 貝雷架橫橋向布置圖
圖2 鋼管支架整布置圖
由于橋位區(qū)地質(zhì)條件較好,開挖后夯實至90%的壓實度,基面設置2%的排水橫坡,以便于基礎范圍內(nèi)的水能及時排走,嚴禁基礎長時間被水浸泡。試驗室對壓實后的地基進行動力觸探試驗,檢查地基承載力,當?shù)鼗休d力大于235KPa,直接在地基上澆筑條形基礎?;A側(cè)邊設置排水邊溝。
鋼管支架混凝土條形基礎采用C30 混凝土,其結(jié)構(gòu)截面尺寸11m×1.6m×0.8m(長×寬×高)。基礎縱向配筋采用?16 鋼筋,間距15mm,過預埋鋼板處設?20 加強鋼筋;箍筋采用?12 鋼筋,間距為300mm 每道,單肢布置?;A混凝土施工采用竹膠板作為模板,插入式振動棒振搗密實。
混凝土條形基礎施工同時埋設鋼管立柱預埋鋼板,預埋鋼板尺寸為0.7m×0.7m×0.01m,錨筋采用6 根?16 螺紋鋼筋,錨固長度為0.3m。混凝土基礎與預埋鋼板的軸線位置應該嚴格控制。條形基礎的襟邊距離滿足規(guī)范要求。條形基礎位于土質(zhì)地基上時襟邊距離不小于2.5m、位于承臺和巖層上時襟邊距離不小于1m。
鋼管立柱采用?609×10mm 螺紋焊縫焊管。鋼管立柱安裝前,先將預埋鋼板上面清理干凈,測量員在預埋鋼板上放出立柱中心線并測出其中心標高;施工人員根據(jù)立柱中心線與各標高測量數(shù)據(jù)引出鋼管立柱的外邊框線和參考高程點。
鋼管安裝采用吊車配合施工,立柱吊立至合適位置后,人工將其扶正,用垂直尺或吊錘檢查其垂直度,確定好其柱頂安裝高程后用加勁綴板將其與預埋鋼板連接,若鋼立柱鋼管口與預埋鋼板有空隙,墊鋼板焊接加固。
兩節(jié)螺旋鋼管立柱縱向采用對接連接,對接處采用滿焊,對接口處采用20cm寬、1cm 厚鋼板包裹,其與上下兩節(jié)螺旋鋼管的連接處滿焊。
鋼管立柱之間采用雙拼[12 槽鋼聯(lián)接,層高3m。在墩柱梁旁的鋼立柱,通過在墩身上預留鋼板,采用雙拼[12 槽鋼將鋼管立柱與墩身上預埋鋼板的聯(lián)接。
柱頂橫梁采用雙45 工字鋼并行排列共同受力。在立柱頂開開槽,雙45 工字鋼采用地面連接,整體吊裝的方法安裝,安裝過程應保證其位置的準確度,盡量減小偏差,減小立柱的偏心受壓。
縱梁采用貝雷梁,貝雷梁采用3115×176×1500 規(guī)格國產(chǎn)貝雷桁架(無加強炫桿),搭設高度為1.5m。根據(jù)10m 橋?qū)挼囊?,布? 組17 片貝雷架,貝雷梁單跨最長跨徑15m。貝雷梁采用地面連接整體吊裝的方式施工,縱梁安裝位置必須準確。貝雷梁架設采用吊車吊裝到位。貝雷梁與樁頂雙拼I10 工字鋼橫梁之間采用[12 型鋼騎馬限位固定。貝雷桁架上設I10 工字鋼橫梁,I10 工字鋼橫梁與貝雷梁之間采用Ф16U 型騎馬固定。
碗扣支架安裝嚴格方案實施。支架立桿連接時,須保證頂端的受力點與底部立桿豎向吻合。立桿的垂直度應嚴格加以控制:10m 以下的架子按L/200 控制,且全高的垂直偏差應不大于3cm。碗扣架的橫桿與立桿必須用碗扣扣件扣緊,普通鋼管橫桿與立桿必須用直角扣件扣緊,不得隔步設置或遺漏。支架搭設過程中必須同步設置有效的斜撐、剪刀撐,避免腳手架在搭設過程中發(fā)生偏斜和傾覆。
1、支架體系驗收內(nèi)容
表1 支架體系驗收內(nèi)容
2、支架體系驗收程序
支架體系在施工過程中,由下而上,每一道工序完成必須經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后方可進行下一道施工。整個支架體系完成后,經(jīng)監(jiān)理驗收后方可進行下一步施工。
支架預壓主要在梁底模板安裝結(jié)束后鋼筋安裝前進行。
1、支架預壓的作用及加載方法
支架預壓主要采用堆碼砂袋的方法加載,預壓根據(jù)箱梁現(xiàn)澆分段長度分段分級加載,預壓最大荷載為鋼筋砼的1.2 倍。預壓過程進行變形觀測,并根據(jù)觀測結(jié)果制定可行的支架調(diào)整、加固措施。
2、預壓
預壓加載用砂袋在支架旁邊的平地上裝土,吊車調(diào)至支架頂,人工配合吊車堆碼。遇到雨天,采用彩條布覆蓋。
預壓加載:按照設計荷載要求及實際施工需要,底模安裝完成后,分三次加載預壓,依次施加的荷載為預壓荷載值得60%、80%、100%。
3、預壓荷載計算
支架預預壓重量為最大施工荷載的120%計算。本聯(lián)箱梁箱梁C50 砼為1076.6m3,全橋長134m 米。
作用于鋼管支架的施工荷載為=混凝土自重+施工人員、施工料具運輸、堆放荷載,施工人員、施工料具運輸、堆放荷載總和取1.0KN/m2。
每跨預壓重量為1.2*{(27×1076.6+134×10×1)/4}/9.8=531.9t。
4、觀測
(1)預壓觀測點:根據(jù)現(xiàn)澆箱梁特點,對支架預壓區(qū)取支架每跨跨中、1/4跨、跨端橫橋向取5 個截面,每個截面在箱梁底板中線、兩邊布置3 個點。
(2)觀測方法:利用水準儀、塔尺觀測,觀測后視點事先采用全站儀轉(zhuǎn)至墩頂。
(3)過程觀測:
加載過程對支架進行觀測,觀測范圍包括變形觀測和結(jié)構(gòu)安裝強度、穩(wěn)定性觀測。
預壓前先進行第1 次觀測,比做好觀測記錄;
壓重為預壓荷載的0.6 倍,進行第2 次觀測并做好記錄;
壓重為預壓荷載的0.8 倍,進行第3 次觀測并做好記錄;
壓重為預壓荷載的1 倍,進行第4 次觀測并做好記錄;
壓重總荷載維持24 小時以上達到穩(wěn)定狀態(tài),進行第5 次觀測,若第5 與第4次之間變形小于2mm 即可卸載,否則應繼續(xù)觀測,直到支架變形基本穩(wěn)定。
卸載后進行第6 次觀測,并對各次測量數(shù)據(jù)進行分析整理,得出支架的非彈性變形和彈性變形。
卸載后對支架變形進行排查,在構(gòu)件變形在彈性變形內(nèi)且無部件損壞的情況下對底模標高進行調(diào)整后并對支架進行加固后方可進行下道工序施工。
在山區(qū)公路橋梁施工過程中,應用現(xiàn)澆箱梁技術(shù)能夠提高工程施工質(zhì)量,但是,值得注意的是在該技術(shù)應用時,需要嚴格橋梁支架各個階段的施工控制,確保施工質(zhì)量,使得橋梁支架的整體性能滿足施工要求。