張 蕾
(中鐵二十三局集團第六工程有限公司資陽分公司,重慶 401121)
道橋工程建設(shè)過程中,常遇到上跨既有道路的施工情況,此時現(xiàn)澆連續(xù)梁支架施工顯得尤為關(guān)鍵。為兼顧施工質(zhì)量與既有線路穩(wěn)定運行兩方面需求,在實際工程項目中需從實際情況出發(fā),靈活運用可行的施工技術(shù),注重安全管理工作,以不影響既有道路運行為前提保質(zhì)保量完成新建道橋的施工作業(yè)。
某城際鐵路特大橋272~275號墩為(64 m+125 m+64 m)連續(xù)梁結(jié)構(gòu),基于支架現(xiàn)澆法展開施工作業(yè)。其中,273~274號墩之間跨越既有的某國鐵一級鐵路,兩工程形成141°夾角,主墩高度29.5 m,各類梁體荷載309~506 kN/m。由于所在區(qū)域地質(zhì)較為松軟,加之既有鐵路的影響,工程施工難度相對較大。
連續(xù)梁支架是現(xiàn)階段工程項目中重要的輔助性結(jié)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)高、荷載大等特點,在本工程的上跨鐵路支架工程中,合理的設(shè)計與施工方案直接決定連續(xù)梁施工質(zhì)量。對此,需遵循如下原則:①支撐系統(tǒng)具有足夠穩(wěn)定性,可滿足安全施工的要求;②不可對既有鐵路運行造成干擾;③支架系統(tǒng)設(shè)計方案與工程實際情況相適應(yīng);④施工策略具有全局性,能夠顧及到各環(huán)節(jié)施工。
關(guān)于連續(xù)梁支架的設(shè)計,必須在工程設(shè)計說明書的指導(dǎo)下展開,與工程實際情況相適應(yīng)。因為在不同的工程項目中所采取的設(shè)計方案存在差異,對應(yīng)于各環(huán)節(jié)施工中側(cè)重點也不盡相同,若在設(shè)計工作中未準(zhǔn)確掌握設(shè)計說明的具體內(nèi)容,易引發(fā)設(shè)計方案不合理、安全隱患多等問題,這在鋼管柱設(shè)計時尤為關(guān)鍵,若高度存在偏差將會產(chǎn)生明顯的安全隱患。此外,有必要針對連續(xù)梁搭設(shè)作業(yè)創(chuàng)建完善的施工方案,考慮到工程要求選擇碗扣式鋼管支架,合適高度約為21 m。為確保連續(xù)梁支架體系的穩(wěn)定性,需針對不同的施工區(qū)域選擇合適的方法,加以分析并明確其受力特點,以支架管柱的受力分析為例,基于常規(guī)計算方式便可準(zhǔn)確掌握受力情況,而針對貝雷梁等較為特殊的結(jié)構(gòu)需采用特殊受力分析方法[1]。支架設(shè)計施工流程如圖1所示。
圖1 支架設(shè)計施工流程
上跨既有鐵路工程中,支架現(xiàn)澆連續(xù)梁施工的核心環(huán)節(jié)在于支架搭建。對此,施工單位要做好對鐵路管線的勘察工作,針對施工中可能受影響的管線采取改遷措施。大橋272號墩與275號墩較為特殊,該處鋼管柱與管樁的穩(wěn)定性必須得到保障,選用的是Ф630 mm×10 mm型,通過90 t振動錘擊打使其足夠穩(wěn)定。φ630 mm鋼管柱單節(jié)長度保持一致且均為12 m,基于對焊的方式將其接長,隨后加固焊縫區(qū),在該處設(shè)置8塊鋼板。
1)焊接質(zhì)量。嚴(yán)格把控焊接質(zhì)量,經(jīng)處理后所得焊縫應(yīng)足夠飽滿且不出現(xiàn)樁頭燒傷現(xiàn)象。施工中,若焊縫飽滿度欠佳需將該部分割除并再次焊接,經(jīng)接長處理后冷卻至常溫,方可進入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。
2)樁位偏差。結(jié)構(gòu)的整體承載性能與結(jié)構(gòu)樁的位置與垂直度有直接關(guān)聯(lián)。根據(jù)規(guī)定,樁位偏差應(yīng)控制在3 cm內(nèi)并滿足垂直度<3‰的要求。對此,施工之前需復(fù)測樁位,在后續(xù)施工中逐一檢查。合理測定垂直度,需使用到2臺經(jīng)緯儀共同完成。在樁結(jié)構(gòu)上彈墨線時所形成的墨線寬度在5 mm內(nèi)。沉樁環(huán)節(jié),每下沉1 m隨即檢測,明確樁結(jié)構(gòu)位置情況,超出許可范圍時需輔以糾正措施。
3)測試地基承載力和復(fù)測。通過試樁的方式可確定施工區(qū)域內(nèi)地基的承載力,隨后將其與設(shè)計計算值加以比對,確定最為合適的施工樁長度。結(jié)束樁的打設(shè)作業(yè)后為之展開承載力負荷試驗,準(zhǔn)確掌握樁基承載力,在滿足設(shè)計要求后即可持續(xù)進行施工作業(yè),若超出合理范圍需通過延長樁長等方式加以處理[2]。
1)確保預(yù)應(yīng)力成孔質(zhì)量,否則將出現(xiàn)混凝土澆筑時發(fā)生變形等不良問題。
2)注重各結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力張拉順序,需滿足縱向→豎向→橫向的要求,檢測混凝土強度,本工程應(yīng)滿足實際強度50%的標(biāo)準(zhǔn),未達到該強度不可預(yù)張拉,當(dāng)達到設(shè)計強度80%后即可進入到初張拉環(huán)節(jié),在此過程中嚴(yán)格控制好張拉力度,最后終張拉,達到了設(shè)計強度的95%方可張拉。關(guān)于預(yù)應(yīng)力縱向束,針對其展開張拉作業(yè)時遵循的是對稱原則,即從兩端同時張拉。
3)結(jié)束上述環(huán)節(jié)的張拉作業(yè)且經(jīng)過一天后需全面檢驗張拉結(jié)果,不可出現(xiàn)滑絲與斷絲現(xiàn)象,在確保無誤后使用角磨機處理不具備使用價值的鋼絞線,但不可對有用的鋼絞線造成任何不良影響。
箱梁合龍遵循的是一次成型的原則,對此需要嚴(yán)格控制梁體線形與受力狀況,二者必須滿足工程要求。施工中,要注重各合龍段混凝土澆筑質(zhì)量,避免混凝土在早期硬化時出現(xiàn)體積變化的問題。在展開中跨跨中合龍段施工作業(yè)時,有必要增設(shè)臨時剛性連接裝置,并將其鎖定,以施工要求為準(zhǔn)臨時張拉特定的預(yù)應(yīng)力束?,F(xiàn)場環(huán)境對混凝土澆筑有直接影響,以一天內(nèi)溫度較低的時段為宜,要求澆筑時間不超過3 h,盡可能縮短澆筑時間的目的在于給混凝土提供更充足的溫度回升空間,使得溫度能夠緩慢上升。
結(jié)束支架拆除作業(yè)后便完成了現(xiàn)澆連續(xù)梁支架的全部施工作業(yè),但在實際工程中這一環(huán)節(jié)往往未得到重視。施工單位為節(jié)省拆除時間,通常會做出違反規(guī)定的拆除行為。事實上,支架拆除需要嚴(yán)格遵循由上至下的原則,且應(yīng)該給施工人員創(chuàng)造足夠安全的環(huán)境。
本橋梁寬度12 m,跨度為41 m+55 m+41 m,共分為3次現(xiàn)澆施工,施工中所需混凝土用量相對較多,跨越段共計390.1 m3,同時垂直凈高度至少達到8 m。確定合適工藝流程:使用到321貝雷架縱梁并輔以工字鋼橫梁以及具備足夠強度的鋼管,搭設(shè)過程中縱梁置于腹板旁,確保貝雷梁下弦桿工字鋼能夠發(fā)揮出優(yōu)良的荷載傳遞效果[3]。貝雷桁架梁需將其設(shè)置于箱梁左右腹板兩側(cè),各處均設(shè)置5排,以現(xiàn)有的貝雷桁架下弦桿為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),在該處設(shè)置140c工字鋼,各材料規(guī)格一致,單根長度7.5 m,彼此間距保持為0.70 m。此外,翼緣板下部也需要增設(shè)貝雷桁架,在該結(jié)構(gòu)的支持下有效承受來自于翼緣板的荷載。
為確保貝雷桁架的穩(wěn)定性,在兩側(cè)分別設(shè)置鋼管。將適量鋼板設(shè)置在鋼管底部,通過焊接的方式處理鋼管頂部,使其與鋼板頂托相連,結(jié)構(gòu)厚度為2 cm,設(shè)置豎向加肋筋以便提升鋼管的穩(wěn)定性,使其受力足夠均勻。檢驗荷載受力情況,具體內(nèi)容如下。
1)模板重量(含各方木支撐):0.70 kN/m2×(9.0 m×1 m)×1.3×1.5=12.3 kN/m。
2)混凝土總重:6.90×26 kN/m3=179.4 kN/m。
3)支架總重:工程中使用到140c工字鋼:80 kg/m;每延m所用工字鋼重:(7.5 m×80kg/m)/0.70=8.6 kN/m;貝雷桁架總重:275 kg/片;每延米貝雷桁架重:275/3×4+80/3×10=0.6t/m=6 kN/m;關(guān)于支架荷載的計算,取自重的1.5倍,具體有:(8.6+6)×1.5=21.9 kN/m。
4)振動荷載為20 kPa,因此,有:20 kPa×(9.0×1)m2/m=18 kN/m。
5)作業(yè)者與機具荷載共2.0 kPa,因此,有:2.0 kPa×(9.0×1)m2/m=18 kN/m。
該城際鐵路以現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范為指導(dǎo),嚴(yán)格遵循鐵路局所提出的各項要求,采取全面的安全防護措施,最終順利完成施工作業(yè)。基于本文提出的技術(shù)要點,在支架現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中,若遇到上跨既有鐵路的情況可給予一些指導(dǎo),確保工程質(zhì)量與既有鐵路運行穩(wěn)定性,推動道橋事業(yè)持續(xù)發(fā)展。
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