劉歡 吳先慶
摘? ?要:合龍段施工是懸臂現(xiàn)澆梁施工的關(guān)鍵工序,保證合龍精度更是多跨、大跨徑連續(xù)梁施工中的重中之重,能為后續(xù)體系轉(zhuǎn)換與橋面系施工打下良好的基礎(chǔ)。官渡黃河大橋主橋在合龍段施工中中跨采用掛籃合龍施工工藝,邊跨現(xiàn)澆段與邊跨合龍采用盤扣支架的施工工藝, 較好地解決了相關(guān)問題,同時加快了施工進度,取得了較好的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞:懸臂現(xiàn)澆梁? 合龍段? 施工技術(shù)? 盤扣支架
1? 工程簡介
官渡黃河大橋主橋跨徑布置為3*(75+5*125+75)m連續(xù)現(xiàn)澆梁,主橋單幅單聯(lián)合龍段共7個,其中邊跨2個,次邊跨2個,次中跨2個,中跨1個,全橋共計42個合龍段。梁段外部尺寸為:2.0m(長)、20.25m(頂寬)、12.25m(底寬)、3.5m(高)。一個梁段鋼筋7.711t,一個梁段混凝土為35.9m3,每個梁段重95.4t,全橋合龍段鋼筋共重323.9t,全橋合龍段混凝土1507.8m3。
2? 工藝分析及特點
主橋連續(xù)梁中跨合龍段采用掛籃系統(tǒng)作為施工平臺進行施工,邊跨采用盤扣支架作為平臺進行施工。鋼筋采用后場集中加工制作成半成品,平板車運輸至橋下,塔吊提升至作業(yè)面,現(xiàn)場綁扎成型;外模采用掛籃模板,內(nèi)膜采用鋼管支架+方木+竹膠板支撐。連續(xù)梁橋上部施工每個墩配置1臺塔吊負(fù)責(zé)起重、吊裝作業(yè),配置1個方形人行步梯用于作業(yè)人員上下橋面。底籃四周、橋面各臨邊作業(yè)點均設(shè)置方管護欄封閉防護,并掛設(shè)安全網(wǎng)、防墜網(wǎng),防止高空墜物傷人。
3? 施工工藝流程及操作要點
3.1 工藝流程
連續(xù)梁橋采用先邊跨合龍再中跨合龍的方法施工。
(1)邊跨合龍:107、114、128#過渡墩采用盤扣支架搭設(shè)平臺進行合龍施工,121過渡墩采用掛籃合龍;盤扣支架合龍段地基處理:采用5%的水泥土進行處理,處理厚度50cm,水泥與土均勻拌合完成后,采用壓路機分層碾壓,壓實度不小于90%,采用C20砼澆筑15cm墊層,基礎(chǔ)四周做好排水溝,防止基礎(chǔ)被水浸泡產(chǎn)生不均勻沉降,墊層強度達(dá)到設(shè)計要求后方可搭設(shè)盤扣支架。邊跨合龍時選擇在一天中溫度最低且較為恒定的時段鎖定勁性骨架;以盤扣支架為施工平臺,121#墩以掛籃為施工平臺,綁扎邊跨合龍段鋼筋,安裝模板、預(yù)應(yīng)力管道,鋼筋安裝完成后選擇合適溫度、時間段澆筑混凝土;混凝土強度、齡期滿足要求后,張拉邊跨合龍段預(yù)應(yīng)力。
(2)中跨合龍:次邊跨及中跨合龍段利用一側(cè)掛籃進行合龍。當(dāng)張拉完15#塊段的縱向預(yù)應(yīng)力后,將一側(cè)掛籃后退拆除,另一側(cè)掛籃前移,將對應(yīng)墩掛籃前移作為合龍段支撐系統(tǒng);在中跨側(cè)15#及15#?梁段中部設(shè)置配重水箱,加載量為1/2合龍段重量;對合龍口連續(xù)觀測不少于48h,取得時間、溫度、標(biāo)高、軸線偏位曲線,以此確定合龍溫度、時間;在一天中溫度最低且較為恒定的時段進行中跨施工,鎖定勁性骨架。
3.2 操作要點
3.2.1 合龍段配重
(1)施工采用水箱進行配重,水箱位于15#梁段中心。
(2)水箱加水至設(shè)計噸位,水箱頂采用塑料蓋封閉或彩條布覆蓋,防止施工期間雨水進入水箱。
(3)澆筑混凝土?xí)r,邊澆筑混凝土邊同步對水箱進行放水,根據(jù)每次澆筑的混凝土重量,計算出水箱需減少的重量,并在水箱水位標(biāo)尺上進行對應(yīng),做到配重的精確性。
3.2.2 合龍數(shù)據(jù)的采集
(1)合龍段數(shù)據(jù)采集前,對懸臂施工梁段及現(xiàn)澆段上所有雜物進行清理,包括箱梁頂板及箱室內(nèi)的雜物,部分機具可堆放于0#塊節(jié)段。
(2)在合龍前1周,對梁體溫度、應(yīng)力、高程、墩身位移、軸線偏位、高程等數(shù)據(jù)進行一次性采集,取得合龍前的第一手資料,對橋況作全面的評估,為后續(xù)施工打下堅實的理論基礎(chǔ)。
(3)對合龍口進行連續(xù)48h觀測,取得合龍口“時間—溫度”“時間—溫度—高程”“時間—溫度—軸線偏位”曲線,并將測得的數(shù)據(jù)報送監(jiān)控單位。
(4)監(jiān)控單位根據(jù)之前懸臂施工取得的溫度、應(yīng)力、偏位、撓度等數(shù)據(jù),結(jié)合合龍口實測數(shù)據(jù),計算出合龍段合龍溫度,合龍口底模高程,給出相應(yīng)的合龍時間段。以上數(shù)據(jù)以監(jiān)控指令的形式進行表達(dá)。
3.2.3 合龍口鎖定
合龍段兩端懸臂受溫度的變化影響可能產(chǎn)生縱向伸縮,使合龍段間距變化,從而導(dǎo)致合龍段混凝土凝固過程中受到張拉或壓縮的超應(yīng)力影響而產(chǎn)生裂縫,因此,合龍段要按設(shè)計溫度進行約束鎖定。
3.2.4 合龍段鋼筋、管道安裝
(1)當(dāng)鋼筋和預(yù)應(yīng)力束管道在空間上發(fā)生干擾時,適當(dāng)移動鋼筋的位置,以保證預(yù)應(yīng)力鋼束管道位置的準(zhǔn)確。
(2)若豎向預(yù)應(yīng)力管道與縱向預(yù)應(yīng)力管道存在干擾時,可將豎向預(yù)應(yīng)力管道橫向移動。
(3)保護層墊塊采用混凝土墊塊、墊塊強度等同于上部施工混凝土強度,墊塊外形采用梅花形。墊塊采用扎絲與鋼筋綁扎牢固,且扎絲的絲頭不得進入混凝土保護層。
3.2.5 模板安裝
為消除底板線形差的影響,為保證新舊砼接縫處線形直順、美觀,在掛籃底板、翼緣板之上鋪設(shè)一層方木(100mm)+厚度(15mm)的竹膠板作為底模,方木間距按照25cm一道。底籃后端錨固在已澆梁段上,因此14#或15#塊澆筑時應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)留掛籃底籃預(yù)留孔位。
4? 盤扣支架立桿承載力計算
4.1 立桿承載力計算
4.1.1 荷載
(1)梁自重:26×4.26m3=110.72kN
(2)模板自重:0.5×1.5m×1.5m=1.13kN
(3)施工人員及設(shè)備荷載:3×1.5m×1.5m=6.75kN
(4)振搗荷載:2×1.5m×1.5m =6kN
(5)支撐架體自重取0.15×1.5m×1.5m×26.78m(作用架體高度)=9.03kN
4.1.2 荷載組合
4.2 穩(wěn)定性驗算
(1)立桿計算長度。
lo=ηh ;lo=h?+2ka
式中:
lo——支架立桿計算長度(m);
η——支架立桿計算長度修正系數(shù),取1.2;
h——支架立桿中間層水平桿最大豎向步距(m),取h=1.5m;
h?——支架立桿頂層水平桿步距(m),取h?=1m;
k——懸臂計算長度折減系數(shù),可取0.7;
a——支架可調(diào)托座支撐點至頂層水平桿中心線的距離(m),取a=0.5m。
經(jīng)計算:
(2)支架立桿軸向力設(shè)計值。
(3)立桿穩(wěn)定性驗算。
4.3 地基基礎(chǔ)驗算
式中:P——立桿基礎(chǔ)底面處的平均壓力設(shè)計值;
A——基礎(chǔ)底面計算面積;
N——立桿傳至基礎(chǔ)頂面的軸心力設(shè)計值。
N=66.82kN
可調(diào)底座落50mm厚250mm寬的木墊板上面,最重立桿的受力面積為:
A=250×1200=300000mm2
P=N/A=66820N/300000mm2=0.22273N/mm2,等于222.73kPa。地基承載力必須大于222.73kPa,可滿足立桿承載力的要求。
5? 經(jīng)濟效益
107#、114#、128#墩8個邊跨現(xiàn)澆段D630mm鋼管支撐變?yōu)楸P扣支架施工,既加快了施工進度又節(jié)約了施工成本。以114#墩為例。
(1)鋼管支撐。
①材料租金:鋼材共計111.25t,每噸每天租賃費用9元。
②機械費:汽車吊14+9d(搭設(shè)+拆除),履帶吊、振動錘6+6d(搭設(shè)+拆除)。
③工期:鋼管支架搭設(shè)時間為20d,拆除15d。
④人工:工人7人。
⑤施工工期:模板安裝3d,鋼筋綁
扎3d,混凝土澆筑1d,養(yǎng)生7d,張拉壓漿2d,共16d。
⑥費用:111.25×9×(35+16)+23×1000+12×2300+300×7=103764元
(2)盤扣支架。
①材料租金:支架共137t,每噸每天租賃費用為13元。
②機械費:汽車吊6+7d(搭設(shè)+拆除)
③工期:盤扣支架搭設(shè)時間6d,拆除7d。
④人工:工人7人。
⑤施工工期:模板安裝3d,鋼筋綁扎3d,混凝土澆筑1d,養(yǎng)生7d,張拉壓漿2d,共16d。
⑥費用:137×13×(13+16)+13×1000+12×300=68249元。
綜合考慮:1個邊跨現(xiàn)澆段累計節(jié)約施工費用10.37-6.82=3.55萬元。8個邊跨現(xiàn)澆段共節(jié)約3.55×8=31.04萬元。大大節(jié)省機械使用量,加快了工期進度。
6? 結(jié)語
官渡黃河大橋在合攏段施工中,中跨采用掛籃合龍施工工藝,邊跨現(xiàn)澆段與邊跨合龍采用盤扣支架的施工工藝,通過現(xiàn)場過程監(jiān)控與控制,較好解決了現(xiàn)澆梁線型與混凝土外觀問題,同時大大加快了施工進度,取得了較好的經(jīng)濟效益與社會效益。
參考文獻(xiàn)
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