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        跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)分析

        2020-03-06 07:20:18宋攀
        工程建設與設計 2020年15期
        關(guān)鍵詞:工字鋼現(xiàn)澆箱梁

        宋攀

        (中交四公局第一工程有限公司,北京100123)

        1 引言

        跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應用,是提高連續(xù)箱梁施工質(zhì)量的重要技術(shù),為高速公路穩(wěn)固與改擴建等提供技術(shù)支持,現(xiàn)澆箱梁支架法施工應用中,受到支架形式以及機械費用等的影響,會造成一定的工期與工費差別。針對既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工,受到場地以及交通等的影響,必須有效調(diào)整箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)模式,從而達到提高支架穩(wěn)定性的目的,并且及時調(diào)整工作量,保證跨越既有高速公路現(xiàn)澆施工安全性,將對交通的影響降到最低,并且提高高速公路與周邊地區(qū)的適應性,以此推動高速公路交通進步。

        2 工程概況

        某高速公路段,起點包括2條高速公路,途徑4個村莊道路,終點為特長大橋,橋尾設置2處停車區(qū)域,互通區(qū)域為2處,路線全長約為7.55km。主線主要選擇雙向4車道高速公路標準,整體式路基寬度為24.5m,分離式路基為12.5m。全線橋涵設計汽車荷載等級采用公路-Ⅰ級,路線主線9次跨越閔孝河、7次跨越省道。此路段施工涉及特大橋、互通匝道橋梁2 588.7m/13座、大橋4 520m/8座,圓柱墩716根,承臺為53個,系梁為576道,其中,樁系梁與中系梁分別為386道與190道,樁基1 077根,鋼箱梁91m,現(xiàn)澆箱梁1 180.3m,預制T梁為1 777片,分別為20m T梁348片、30m T梁1 134片,40m T梁295片。除此之外,還包括空心薄壁墩53根、通道及涵洞13道,施工涉及填方為8.29×105m3,路基土石方工程為1.351 8×106m3,施工中包括隧道1座,隧道左線長達362m,右線長達467m。

        3 箱梁支架現(xiàn)澆施工方案

        跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應用,必須結(jié)合高速公路具體情況科學設計施工方案,如此才能保證施工操作及時準確。此次施工路段主要采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁+裝配式預應力連續(xù)T梁+鋼箱梁結(jié)構(gòu),下部分則選擇肋板式橋臺結(jié)構(gòu),施工橋墩以柱式墩為主,并且橋臺、橋墩基礎扎實。當前高速路段現(xiàn)澆箱梁為4段,中間一段為鋼箱梁,余下路段均采用現(xiàn)澆箱梁。結(jié)合此情況積極制定現(xiàn)澆箱梁施工方案。

        3.1 現(xiàn)澆箱梁支架設計

        跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工,通過對連續(xù)梁斷面測量發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)尺寸比較大,因此,支架設計期間需要注意單位面積荷載,如此才能科學協(xié)調(diào)既有高速公路現(xiàn)澆箱梁支架結(jié)構(gòu)合理性。提高現(xiàn)澆箱梁的承載力,實現(xiàn)連續(xù)梁施工,整體線型穩(wěn)定,支架結(jié)構(gòu)更加安全穩(wěn)定。對比現(xiàn)澆箱梁施工材料,結(jié)合支架設計要求,選擇適當?shù)哪_手架。利用碗口節(jié)點腳手架,以立桿作為中心進行軸向傳力,如此不僅保證支架的安全性,同時還能夠有效控制低沉降變形值【1】。要求施工管材規(guī)格必須滿足φ48mm×3.5mm,并且支架兩側(cè)相比較箱梁的外緣必須進行加寬處理,理想加寬幅度為100cm,為支架操作提供方便?,F(xiàn)澆箱梁支架設計期間,及時裝設可調(diào)整的螺旋底座,靈活適應高速路段的橫坡或者縱坡,同時為底模標高科學調(diào)整創(chuàng)造有利條件,方便支架施工操作卸落及時。此次施工選擇底座型號與托撐型號分別為TZ-60、TC-60【2】。

        支架結(jié)構(gòu)設計中,立桿間距按照橋梁縱向方向,將其設置為0.9m,因為橋梁周邊環(huán)境影響,還需要在橋墩位置增加間距密度,將其調(diào)整至0.6m。通過立桿橫橋結(jié)構(gòu)調(diào)整,箱梁腹板位置與兩側(cè)腹板間距設定至0.6m,其余位置立桿橫橋與兩側(cè)腹板間距均調(diào)整到0.9m,支架底板設計期間,必須在底部位置墊上方木墊塊,規(guī)格為15mm×10mm。尤其是立桿頂部位置,通過U型TC-60托撐,為保證方木橫梁穩(wěn)定性提供基礎,搭配方木縱梁,設置間距為30cm,由此形成方木網(wǎng)格,隨即現(xiàn)澆箱梁施工低?;A。注意現(xiàn)澆箱梁施工期間,支架方木橫梁施工必須將接頭按照相互交錯形態(tài)布設【3】。尤其是方木橫梁與縱梁,及時在交疊位置打釘,保證方木銜接緊固。既有高速公路沿橋方向及時設置剪刀撐,要求間距控制在4.8m,并且支架兩側(cè)與中間間隔距離需≤4.8m。還要在支架底部水平位置設置剪刀撐,以增加支架穩(wěn)固性。

        3.2 支架搭設關(guān)鍵點

        支架搭設按照支架設計要求,提前對基底加固處理,隨即通過混凝土墊層及時完成基底找平。應用抱箍桿件,加緊支架位置、橋梁墩柱之間的緊固性,確保支架更加穩(wěn)定。特別是支架搭設期間,結(jié)合支架設置情況對垂直度合理調(diào)整。支架底座位置需要安裝托撐絲桿,其施工長度必須≤30cm【4】。高速公路當前已有現(xiàn)澆箱梁施工結(jié)構(gòu),以此確定具體絲桿埋入長度,隨即進行加固處理,從而防止支架施工出現(xiàn)緊固不當脫落的情況。不僅如此,支架施工中按照橋梁方向,處理好支架銜接位置,為支架搭設提供方便的同時,還需要及時在支架外圍設置防護欄桿,保證支架施工安全。此次高速公路既有箱梁支架法現(xiàn)澆施工,還需要在防護欄桿基礎上裝設安全網(wǎng),提高安全性與防護性。

        4 箱梁通行孔施工設計

        該高速公路既有箱梁路段作為車流量較大路段,現(xiàn)澆箱梁施工時必須協(xié)調(diào)通行孔,在每個已有現(xiàn)澆箱梁路段增設雙機動車道,通行孔設計必須注意中央分隔帶。特別是橋墩兩側(cè)位置,增設7根鋼管柱,根據(jù)高速公路實際情況,直徑設置在42.6cm,控制鋼管柱的間距為2m。與此同時,還要在鋼管柱的上下端口位置進行焊接,主要材料為井字架鋼板,如此進一步提高鋼管柱的穩(wěn)固性。鋼板聯(lián)結(jié)處理中,通過支墩間距測量,保證通行孔設置合理,如此才能增加現(xiàn)澆箱梁支架穩(wěn)固性。支墩設計之前計算路橋地基承載力,通過換填的方式在原基礎上增加承載力,換填主要材料為級配碎石,換填處理還需要應用打夯機將其進行分層夯實,直至達到高速公路路面水平位置。

        通行孔設計,控制好支墩尺寸,要求長、寬、高分別為13.5m、1.5m、1.0m,采用C30混凝土作為主要材料,以此將支墩基礎擴增。在此基礎上增設鋼管柱高度,確保鋼管柱整體穩(wěn)定性。鋼管柱支墩每個位置均安裝吊環(huán),材料以Q235-φ25mm鋼筋為主,為鋼管柱支墩施工提供方便。通行孔的縱梁選擇貝雷桁架,結(jié)合箱梁底板結(jié)構(gòu),控制貝雷桁架間距,利用支撐架將貝雷桁架進行有效銜接,使得通行孔之間形成一個整體,完成現(xiàn)澆箱梁基礎施工【5】。

        5 現(xiàn)澆箱梁地基施工處理

        跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應用中,地基處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地基處理得當,能夠滿足現(xiàn)澆箱梁的施工荷載,并且保證現(xiàn)澆箱梁施工順利完成。地基處理期間,提前將場地進行平整處理,徹底將表面松軟土體清除后,檢測地基承載力,達不到標準位置時應用碎石進行換填,隨后進行夯實處理【6】。這期間必須注意,夯實處理必須達到2層以上,保證隨時厚度為60cm,并且壓實處理遍數(shù)需≥5次,每一次壓實處理后都需要測量壓沉值。夯實處理后在表面進行澆筑,澆筑厚度需要達到20cm。地基處理中及時挖設排水溝,根據(jù)高速公路情況,排水溝設置標準為40mm×30cm,及時將地基處理地表水排除,防止地基浸泡施工質(zhì)量下降。

        6 現(xiàn)澆箱梁安裝施工

        6.1 安裝鋼管柱

        當條形基礎安裝結(jié)束后,需要及時安裝鋼管柱。安裝過程中,通過吊車等施工設備進行安裝,通過焊接方法,確保鋼管柱與預埋鋼板的連接具有穩(wěn)定性與牢固性。安裝鋼管柱時,為了確保鋼管柱垂直度符合高速公路施工標準,需要在安裝期間科學合理地運用水平尺,進而提高安裝施工精準性。想要進一步提高鋼管柱安裝穩(wěn)定性,還應在鋼管柱間運用槽鋼焊接剪刀撐方法。當鋼管柱安裝結(jié)束時,鋼管柱與沙桶、沙桶與雙拼工字鋼在連接時均需要使用焊接方法。

        6.2 工字鋼的安裝

        I40b工字鋼為縱向工字鋼的主要材料,其中,在防止條形基礎與工字鋼時需要保持垂直狀態(tài)。橋梁的走向與搭建工字鋼時經(jīng)常會出現(xiàn)相應的夾角,需要在工字鋼安裝過程中根據(jù)計算書的計算長度精準地在工字鋼上進行標注,保證標注較為明顯,工字鋼的實際間距應位于雙拼工字鋼上面,并從橋梁的中心點逐漸向兩邊不斷排列,同時,還需要使用相應工具標注出工字鋼的間距【7】。吊裝施工時應運用25t吊車,安裝工字鋼時應對其雙拼工字鋼與140b工字鋼進行標注,這可確保工字鋼的間距,同時還可保證工字鋼的長度。

        6.3 支架預壓

        地基處理完畢后進行支架預壓,根據(jù)高速公路施工情況,選擇超載預壓的方式,測量地基施工與支架施工的穩(wěn)定性與安全性,并且及時消除支架非彈性沉落情況,保證彈性變形值在合理控制范圍內(nèi)。預壓處理的主要材料為袋裝碎石,按照荷載級別劃分為3級,其中,第一級為60%,第二級為100%,第三級為120%。荷載施加順序必須從中間開始,逐漸延伸到兩端,保證兩端荷載對稱的基礎上進行支架預壓處理。預壓處理方法以逐跨預壓為主,其中,此高速公路跨境箱梁堆載設定為520t×1.2=625t。通過對梁體沉落量以及拱度等計算測量,對底模標高進行科學調(diào)整,保證跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工質(zhì)量。

        支架預壓的主要意義就是檢測與保證支架具有較強穩(wěn)定性,保證高速公路施工的流暢性。從基礎上避免支架與地基出現(xiàn)非彈性形變問題,可有效提高橋面線形的控制程度。該高速公路進行支架預壓時使用了安裝跨段分段預壓方法,即根據(jù)箱梁混凝土的分布,將相應的沙袋放置在對應的橋梁支架上,其中沙袋重量應為箱梁重量的1.2倍。施工前期,按照標準重量將沙袋進行分包處理,接著運用設備進行吊裝,其中應根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)科學放置相應數(shù)量的沙袋【8】。

        預壓的觀察各跨的L/2、L/4(L為跨長)以及橋墩位置為最佳觀察點,每組還可分為上中下3處。從固定位置觀察預壓情況,可及時發(fā)現(xiàn)沉降情況。觀測沉降時可以使用水準儀,在設置好觀測桿時,需要在加載前期就測量出觀測桿的標高。當?shù)谝淮渭虞d結(jié)束時,應每間隔2h就進行1次觀測,觀測期間沉降程度應低于3mm,若沉降程度為0時,就可開始第二次加載工作,以此為基礎進行3次加載。當加載3次后就可開展卸載工作。

        支架每日的沉降標準為2mm以內(nèi),梁跨的科學預壓時間為3d。卸載工作結(jié)束時,需再檢測所有控制點的標高情況,這可為獲得合理的地基與支架的非彈性形變量提供良好的保障。即地基與支架非彈性形變量=總沉降量-彈性變量。當預壓工作結(jié)束后,還需要結(jié)合預壓的實際效果決定,利用可調(diào)節(jié)頂托改變支架的高度。

        吊車與施工人員合作勻速卸載沙袋,而卸載過程中需要不斷進行科學的觀測。卸載工作結(jié)束后還需要收集與整理觀測數(shù)據(jù)信息,為更好地計算地基與支架的綜合形變提供有力的支持。結(jié)合觀測的數(shù)據(jù)信息,分析出預壓沉降的實際情況,接著再合理地調(diào)整懸臂與箱梁底板的高度。

        7 結(jié)語

        綜上所述,跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應用,及時調(diào)整高速公路結(jié)構(gòu),滿足高速公路發(fā)展需求。通過對鋼管柱、工字鋼、支架預壓等科學處理,完善地基施工結(jié)構(gòu)與通行孔設計,提高了跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工安全性與穩(wěn)定性。

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