吳仁武
中交三航局廈門分公司 福建廈門 361006
舊鎮(zhèn)互通主線橋是漳浦縣迎賓大道建設(shè)工程K線互通上的一座整體式橋梁,橋梁中心樁號K8+795.5,起訖里程樁號:K8+741.5~K8+849.5,全長108m,孔數(shù)-孔徑:28+48+28,交角96°6′56″。上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力砼變截面箱梁,下部構(gòu)造中墩及基礎(chǔ)為花瓶墩、樁基礎(chǔ),橋臺及基礎(chǔ)為肋板臺、樁基礎(chǔ)。本橋平面位于A=244.949、217.371及R=350m的右偏轉(zhuǎn)左偏的反向曲線上,縱面位于-1.790%的下坡上。
本工程3跨整1聯(lián)(28+48+28m預(yù)應(yīng)力砼)箱梁支架均采用鋼管貝雷片支架。
各跨現(xiàn)澆支架布置基礎(chǔ)形式如下:
邊支墩全部立放在橋梁承臺上,中支墩全部采用3.5m*0.9m*0.5m、0.9m*0.9m*0.5mC30鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)
(1)施工流程
(2)基礎(chǔ)。①邊支墩。根據(jù)承臺尺寸分別在承臺上立一定數(shù)量φ630×6mm鋼管或在承臺兩側(cè)采用0.9m*0.9m*0.5mC30鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)②中支墩。中支墩基礎(chǔ)采用由3.5m*0.9m*0.5mC30鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)
(3)鋼管立柱。鋼管立柱要按設(shè)計位置進行架設(shè),鋼管立柱要和上下鋼板點焊,接觸面不能有縫隙,必要時可在上鋼板處加限位措施。鋼管橫向加固采用10號槽鋼,要求滿焊。
(4)工字鋼橫梁。根據(jù)箱梁支架的寬度分別將不同長度的2I36b工字鋼用1cm厚鋼板按1.2m間距在內(nèi)側(cè)焊成一組再吊裝,如果工字鋼與鋼管之間有縫隙,要用鋼板墊實。
(5)貝雷縱梁。為了能夠?qū)γ恳粋€構(gòu)件之間的互通性能檢查,首先需要對其實施試裝處理。在實際的試裝當(dāng)中若是產(chǎn)生銷子和螺栓以及配件裝拆比較困難,就需要對其所存在的原因及時找出并改進[1]。不能對貝雷桁架和配件結(jié)構(gòu)進行改變,也不能對貝雷桁架和配件實施焊接以及氣割處理。在拼裝中需要對一節(jié)貝雷桁架的陽頭插到另一節(jié)的陰節(jié)當(dāng)中,并且需要和銷孔對準,再將銷子和保險插銷插上。單片貝雷用U型箍與旁邊的的貝雷連接,墩身空檔處可用單片貝雷過渡。
支架搭設(shè)完畢、調(diào)整頂托標高后,安裝底模;進行堆載預(yù)壓后,按照預(yù)測的試驗測出支架的彈性變形值,將其模板合理的調(diào)整到設(shè)計位置,接著安裝側(cè)模及翼模;側(cè)模完成安裝之后實施底板和腹板的安裝以及綁扎,在完成內(nèi)模的安裝;繼而實施頂板鋼筋的綁扎,并且在完成之后實施端模的安裝、各鋸齒塊模板的安裝。
底板的橫向?qū)挾刃枰軌虼笥诹旱椎膶挾龋旱讉?cè)模板需要設(shè)置為兩個,并且需要各大于梁底邊線的5cm,從而便于在底模中進行側(cè)模的設(shè)置。模板之間錯臺不能大于兩毫米;模板的拼接縫需要將其設(shè)置為縱橫成線,防止產(chǎn)生錯縫的情況。鋪設(shè)底模前需先放置好支座。在底模板完成鋪設(shè)之后需要實施平面放樣,以此來對底板縱橫向的標高進行測量,縱橫向之間的距離間隔為五米,按照測量實際結(jié)果對底模板有效調(diào)整到合理的位置。底板的標高完成調(diào)整之后,實施再次測量標高,如果標高和相關(guān)要求不相符合就需要再次調(diào)整。
在完成底模的鋪設(shè)以及安裝之后,需要對橋梁的中心軸線中心標注,對于箱梁的平面位置需要合理的放樣處理,并且在底模中可以將側(cè)模以及內(nèi)腹模和鋼筋布置的位置標注出來。
內(nèi)腹模橫支撐和豎支撐形成組合“#”字架。支撐鋼管通過φ16鋼筋門字架支撐在底板上。
內(nèi)模安裝完成后需進行全面標高測量,根據(jù)測量結(jié)果將內(nèi)頂模板標高調(diào)整到設(shè)計標高,在澆注過程中派專人檢查內(nèi)模的位置變化情況。為了方便人員進入內(nèi)模操作,需在每個跨段的中箱頂板模板上開孔,孔口大小為80cm×60cm。
在完成之后,需要確保支撐和模板以及支架滿足相應(yīng)的基礎(chǔ)條件中以后,還需要根據(jù)拆除內(nèi)模加固支撐→張拉、壓漿(待漿體強度達90%以上、滿足設(shè)計和規(guī)范的要求)→由跨中向兩端頭對稱拆除翼緣板部位支撐、支架→由跨中向兩端頭對稱拆除底、腹板部位支撐、支架順序進行。一定要禁止對于沒有完成拆裝的內(nèi)模豎向支撐,也就是在拆支架、未拆完翼緣板部分支撐支架即拆底腹板部位支撐支架,以此來避免結(jié)構(gòu)在實際的體系轉(zhuǎn)換當(dāng)中出現(xiàn)荷載破壞而將梁體拉裂。
支架拆除的順序為:每聯(lián)應(yīng)從中間跨開始向兩邊依次對稱分跨進行,對每孔拆除時需要首先將每跨的中間位置拆除,并且從中間向兩邊對稱的拆除,使得箱梁能夠逐漸的受力,以此防止出現(xiàn)裂紋,對于橫向下的支架,需要在橫梁預(yù)應(yīng)力張拉之后才可以將其拆除。
在對支架拆除之前需要保證貝雷梁底安全網(wǎng)進行密布,箱梁的兩側(cè)需要及時的防護并且做到位,保證在對材料的拆除中不會產(chǎn)生掉落的情況,尤其是對于側(cè)模支架進行卸落三角木之后需要首先對竹膠板和方木拆除到橋面,在對支架的拆除中需要保證材料不會產(chǎn)生掉落的情況。外側(cè)模板在完成拆除之后需要再將其從底模板逐漸從上往下拆除,在拆除當(dāng)中需要指派專人進行指揮和對交通疏散,以此保證拆除過程的安全性。
應(yīng)用逐孔預(yù)壓以及觀測的方法,荷載為箱梁重量的1.2倍,荷載布置按照箱梁截面變化設(shè)置。加載過程為荷載的0→50%→80%→100%,加載過程中逐級觀測支架體系及支架基礎(chǔ)的變形量,滿載后要靜壓觀測3天且變形量穩(wěn)定(每天沉降量不超過3mm)后方可卸載,卸載過程與加載相反,順序為100%→80%→50%→0。
堆載材料腹板板部位采用鋼筋,其余部位采用砂袋。
預(yù)壓的方法:
(1)荷載重量的確定及其布置方式:本連續(xù)梁為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁:0#臺-1#墩(單幅)混凝土方量為21.09m2/m,堆載荷載重量為21.09×2.6×1.2=65.801t/m,其中單個腹板:1.15m2/m(3.588t/m),單個頂、底板:2.598m2/m(8.106t/m);1#墩-2#墩(單幅)混凝土方量為21.59m2/m,堆載荷載重量為21.59×2.6×1.2=67.361t/m,其中單個腹板:1.233m2/m(3.847t/m),單個頂、底板:2.598m2/m(8.106t/m);2#墩-3#臺(單幅)混凝土方量為21.09m2/m,堆載荷載重量為21.09×2.6×1.2=65.801t/m,其中單個腹板:1.15m2/m(3.588t/m),單個頂、底板:2.598m2/m(8.106t/m)。箱梁腹板位置采用鋼筋預(yù)壓,頂、底板及墩頂橫隔梁位置采用砂袋預(yù)壓。
(2)箱梁各段荷載截面見如下:
A-A截面:
0#臺—1#墩段長度28m,混凝土重G=(22.59m2+19.59m2)/2×28m×2.6t/m3=1535.352t,堆載 1842.422t。
1#墩-2#墩段長度48m,混凝土重G=(22.59m2+19.59m2)×24m×2.6t/m3=2632.032t,堆載 3158.438t。
2#墩—3#臺段長度28m,混凝土重G=(22.59m2+19.59m2)/2×28m×2.6t/m3=1535.352t,堆載 1842.422t。
(3)預(yù)壓步驟。本工程現(xiàn)澆箱梁采取逐孔逐級加載的方式預(yù)壓。加載步驟為荷載的0→50%→80%→100%,加載過程中逐級觀測支架體系及支架基礎(chǔ)的變形量,滿載后要靜壓觀測3天且變形量穩(wěn)定(每天沉降量不超過3mm)后方可卸載,卸載過程與加載相反,順序為100%→80%→50%→0,同時也需要逐級測量支架及基礎(chǔ)的變形量。
(4)沉降觀測要求。①沉降觀測點的布置。為掌握支架體系在模擬加載過程中的變形量,需要設(shè)置一定的觀測點,在堆載過程中的每一階段都要認真測量。其中支架沉降觀測標采用φ10鋼筋,用細鐵絲上端吊掛于模板底縱向小方木上,讓其自然垂吊,下端切平,離地約20cm;滿堂支架在支架沉降觀測標對應(yīng)的支架基礎(chǔ)位置設(shè)地基沉降觀測標,其基礎(chǔ)沉降觀測標采用Φ16鋼筋,長10cm,頂端磨圓,埋于基礎(chǔ)混凝土面層上,露頭1cm;鋼管貝雷梁支架基礎(chǔ)沉降觀測點則是在支架基礎(chǔ)貝雷縱梁底部作紅油漆點標記,標記位置要求在離支架沉降觀測標較近且便于觀測的地方。根據(jù)箱梁截面變化的情況每隔4~6m設(shè)置一個觀測斷面,每斷面在兩側(cè)翼板、兩側(cè)腹板及底板下各設(shè)一個觀測點。在離支架附近一百米范圍內(nèi)選取一個地方埋設(shè)沉降觀測基點?;c要求穩(wěn)定、不易被破壞、通視條件好。②沉降觀測要求。要求在堆載預(yù)壓的過程中均認真對各觀測標、觀測點進行觀側(cè),觀測要求人員固定、設(shè)備固定。在加載前先進行首次觀測,在加載到每一級荷載都要停頓,觀測數(shù)據(jù)采集完畢后再繼續(xù)加載直至滿載,滿載后連續(xù)靜載觀測三天,每天上下午各觀測一次;卸載過程中也是逐級觀測,卸載完畢后進行末次觀測。每次觀測的項目主要有:測量支架沉降觀測標下端面到支架基礎(chǔ)面之間的距離(要求在基礎(chǔ)面對應(yīng)位置做好紅油漆標記;測量支架基礎(chǔ)面上的觀測標(觀測點)高程。每次觀測完畢后要及時對數(shù)據(jù)進行整理,若變形量過大或變化異常,要立即停止堆載,查明原因,采取正確的應(yīng)對措施。支架沉降觀測全過程通知監(jiān)理進行旁站。
(5)注意事項。①堆載應(yīng)注意用油毛氈保護底模;②在堆載的過程中,箱梁左右同步、對稱進行;③每個砂袋重1t,要求秤重準確,嚴格計量,同時要求吊裝的汽車起重機要有計重裝置,起吊過程復(fù)核砂袋重量;④要嚴格控制荷載的布置符合設(shè)計方案要求,以砂袋每節(jié)段袋數(shù)控制為主,斷面尺寸作為檢核,禁止超載;⑤砂袋存放場地要求平整、干燥,四周挖排水溝,堆放位置要便于裝運;⑥要備足夠的彩條布或油布,砂袋頂面要覆蓋,防止被雨淋加重,導(dǎo)致支架超載跨塌。⑦在堆載過程中,有專人檢查支架及地基情況,發(fā)現(xiàn)異常立即停止作業(yè),通知有關(guān)人員現(xiàn)場研究對策。
(6)預(yù)壓數(shù)據(jù)整理。在堆載預(yù)壓完成之后,需要對沉降觀測數(shù)據(jù)進行整理,同時做好數(shù)據(jù)的分析工作,對每一個支架和基礎(chǔ)彈性變形以及變形量等進行計算,將其作為模板實現(xiàn)預(yù)拱度的依據(jù)。
(7)預(yù)壓施工中的安全注意事項。①在預(yù)壓施工之前,項目部相關(guān)人員和部門需要對支架基礎(chǔ)和貝雷支架做好全面的檢查,在完成驗收合格之后,同時將其簽字確認之后才可以實施預(yù)壓施工。②在預(yù)壓施工中,支架周邊需要做好封閉,并且樹立相應(yīng)的安全標語和標牌,禁止非施工人員進到施工現(xiàn)場。③在預(yù)壓施工當(dāng)中,對于各個施工區(qū)域的門口都需要進行安全施工標語的張貼。④需要安排專人實施整天24h值班,避免非施工人員在預(yù)壓施工作業(yè)區(qū)域。⑤在預(yù)壓施工之前,項目部需要對預(yù)壓施工作業(yè)實施專項技術(shù)交底,組織人員和機械設(shè)備以及材料等組織工作,對其統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào),避免產(chǎn)生蠻干和亂干等情況。⑥在預(yù)壓施工當(dāng)中,需要對該工作進行合理指揮,對信號有效明確。⑦對相關(guān)規(guī)定進行嚴格執(zhí)行,對壓重范圍按照劃定的區(qū)域?qū)嵤苊膺^載和偏載情況出現(xiàn)。⑧在預(yù)壓重量超過70%時,測量人員需要采用儀器來支架和基礎(chǔ)變形、下沉等進行觀察,對發(fā)現(xiàn)變形和下車速度比較快時,就需要及時的通知進行停止施工,將施工作業(yè)人員及時的撤離。⑨在確保預(yù)壓重量到位之后,需要派專人全天跟蹤巡視,禁止相關(guān)人員在預(yù)壓施工區(qū)域進行活動。⑩卸載過程中,要統(tǒng)一指揮,分級、對稱卸載,嚴禁往下亂丟亂扔。(11)在保證的情況下,有必要日夜派遣專人,為了監(jiān)控整個支撐過程,最好掛一些細線來檢查下沉的支撐量 因為它更直觀。如果出現(xiàn)異常,則需要報告領(lǐng)導(dǎo)的時間,立即停止裝載并等待,以確保施工的安全性,找到負載的原因。
(8)施工預(yù)拱度的設(shè)置。為了能夠使得箱梁在完成施工之后達到相應(yīng)的要求,箱梁模板在調(diào)整時需要進行預(yù)拱度的設(shè)置,在對預(yù)拱度的設(shè)置中需要重視以下相關(guān)要素:①由結(jié)構(gòu)自重及活載一半所引起的彈性撓度δ1,超靜定結(jié)構(gòu)由混凝土收縮、徐變及溫度變化而引起的撓度δ5。(δ1+δ5,設(shè)計理論撓度);②支架在荷載作用下的彈性變形δ2,支架承受施工荷載引起的非彈性變形δ3,支架基礎(chǔ)在受載后的非彈性沉降δ4。(δ2+δ3+δ4,施工撓度)。箱梁預(yù)拱度最大值為梁跨的中間,支座處為零,按照二次拋物線法設(shè)置。通過箱梁的撓度和支承的變形計算的前拱的總和被設(shè)定為梁的中間跨度點作為前梁的最大值。另一點處的前彎曲在中點處最高,并且支撐件的彈性變形位于梁的末端。根據(jù)計算出的底部高度,再次調(diào)整箱形梁的壓制底部的壓制高度。
全部加載后,不可立即卸載,隨時對觀測點進行觀測,直至穩(wěn)定后,再進行卸載。卸載必須對稱,逐級進行。卸載的同時,并對不同的觀測點進行標高測量,然后通過預(yù)壓前后同一點標高差值及貝雷片支架的彈性變形量、梁的撓度等得出底模的預(yù)拱度之和,通過木楔子調(diào)整底模標高。預(yù)拱度最高值設(shè)在梁的跨中,其他各點的預(yù)拱度由中間最高值向兩端零值按二次拋物線進行分配,預(yù)拱度計算公式為:
δx=[4δX(L-X)]/L2
δx——距左支點x的預(yù)拱度值;δ——跨中預(yù)拱度值;
L——跨距;X——距左支點的距離
綜上所述,本鋼管貝雷梁支架在本工程現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用中,其施工簡便,在確保了施工進度、質(zhì)量、安全的同時,產(chǎn)生了良好的社會經(jīng)濟效益。