(江蘇捷達(dá)交通工程集團(tuán)有限公司,江蘇 淮安 223001)
經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)城市化建設(shè),其中包括交通工程項(xiàng)目的建設(shè)。城市道路工程中,公路橋梁項(xiàng)目占據(jù)重要位置,隨著公路橋梁建設(shè)觀念的變化,現(xiàn)階段更多會(huì)采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)作為主要形式,對(duì)比其他結(jié)構(gòu)形式,鋼箱梁施工需要經(jīng)過預(yù)制構(gòu)件、運(yùn)輸與吊裝等流程,為了保證吊裝施工質(zhì)量,還需要科學(xué)掌握測(cè)控技術(shù)?,F(xiàn)場(chǎng)施工人員必須熟練操作吊裝、測(cè)控技術(shù),使鋼箱梁施工技術(shù)的作用發(fā)揮出最大,提高城市中公路橋梁項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
某公路橋梁工程采用鋼箱梁施工技術(shù),跨長(zhǎng)是21.56m,為掛孔鋼梁,在橋跨的兩側(cè)呈對(duì)稱分布,設(shè)計(jì)階段設(shè)定為單箱三室鋼箱梁,其中單幅橋的橋面寬度是14m,全長(zhǎng)是22.65m,梁高度為1.35m。前期在工廠預(yù)制所有鋼箱梁構(gòu)件,完成預(yù)制后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)組裝、焊接,通過輔助支架,施拉法安裝導(dǎo)梁。另外,本次工廠施工重點(diǎn)針對(duì)吊裝、測(cè)控兩個(gè)環(huán)節(jié)的施工技術(shù)與工藝制定方案,加強(qiáng)鋼箱梁施工水平。
本次施工的主橋鋼箱梁,由工廠負(fù)責(zé)前期分段預(yù)制,在胎架上方檢查預(yù)拼裝效果,檢驗(yàn)通過之后,鋼箱梁在運(yùn)梁平車的運(yùn)輸下,到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)橋梁縱軸線指定位置,再運(yùn)用龍門吊行,轉(zhuǎn)移到箱梁節(jié)段,為后續(xù)的吊裝施工做準(zhǔn)備。這一過程中進(jìn)行測(cè)量控制,所有接頭位置需要精準(zhǔn)對(duì)中,梁底的所有支點(diǎn)位置也要全方位檢查,調(diào)整箱梁節(jié)段高程軸線,直到滿足規(guī)范便可以松鉤,進(jìn)行后續(xù)全截面焊接施工作業(yè)[1]。組裝鋼箱梁時(shí)根據(jù)順序進(jìn)行,最后合攏。公路橋梁項(xiàng)目的鋼箱梁,需要?jiǎng)澐譃?4 個(gè)梁段分別架設(shè)、安裝,通過施工現(xiàn)場(chǎng)的龍門吊,一一吊裝段梁至已經(jīng)搭設(shè)支架上方,完成鋼箱梁臨時(shí)支架的布設(shè),即可完成鋼梁主體結(jié)構(gòu)安裝。隨后,施工現(xiàn)場(chǎng)的汽吊組裝兩側(cè)位置翼板,此時(shí)鋼箱梁吊裝工作全部完成。
鋼箱梁吊裝技術(shù),一般會(huì)用到龍門吊技術(shù)、支架基礎(chǔ)處理技術(shù)、主梁架設(shè)技術(shù)等。根據(jù)不同施工技術(shù),參照本次工程施工實(shí)際情況展開如下分析:
2.2.1 龍門吊參數(shù)與位置設(shè)計(jì)
安裝主梁運(yùn)用到自行式龍門吊,該龍門吊采用桁架片拼裝形式,將標(biāo)準(zhǔn)貝雷片拼裝之后組成?;阡摻罨炷粱A(chǔ),施工人員在上方鋪設(shè)雙軌道。橋面頂板、底板、腹板、橫隔板與錨固設(shè)施等共同構(gòu)成箱梁,所有板件單元均要在胎架上方進(jìn)行拼裝,構(gòu)成箱梁節(jié)段。按照前期設(shè)計(jì)方案,鋼箱梁共被劃分為24 個(gè)梁段,每一個(gè)梁段具為矩形,也可以理解為梁段斷面、蓋板之間鉛直狀態(tài)。所有梁段經(jīng)過劃分之后形成主梁、兩側(cè)翼板,施工現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)施工段與塔、梁、墩固接還需要進(jìn)一步細(xì)化[2]。
使用龍門吊必須精準(zhǔn)測(cè)量箱梁節(jié)段尺寸參數(shù)、自重等,因?yàn)榭鐝綍?huì)對(duì)龍門吊起吊能力帶來(lái)直觀的影響,施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境也是非常直觀的限制條件,所以安裝鋼箱梁,首先可以操作龍門吊完成箱梁主體的安裝,隨后通過汽吊安裝兩側(cè)翌板。龍門吊起吊環(huán)節(jié),要求的最大箱梁主體節(jié)段參數(shù)不能超過9m×25.75m,高度與重量則以2.2~1.93m、112t 為標(biāo)準(zhǔn)。按照箱梁主體構(gòu)造與龍門方向,設(shè)置吊點(diǎn)間距是15.0m,具體位置要在橫隔板、腹板交叉范圍內(nèi)。
關(guān)于龍門吊的起吊性能、具體起吊位置與操作可行性,應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件一一分析。首先確定起吊高度,設(shè)定橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高在跨中最高處,距離原地面標(biāo)高是4.6m。安裝龍門吊的起吊托架,要在已經(jīng)完成安裝的箱梁頂部行走,起吊高度設(shè)定在13m 左右,吊鉤、鋼絲繩、箱梁頂部吊環(huán)之間設(shè)置垂直高度,建議在1m 左右,所以龍門橫梁底部到地面的高度,必須超過14m?;诖耍堥T吊高度需要運(yùn)用到貝雷片進(jìn)行豎向拼接,跨徑也是如此,再利用上下弦桿起到加強(qiáng)的效果。關(guān)于龍門吊的起吊能力,需重點(diǎn)分析基本荷載,確定箱梁、平車、滑輪、吊具的重量[3]。
2.2.2 確定吊點(diǎn)位置
按照現(xiàn)場(chǎng)劃分箱梁節(jié)段情況,遵循“橫向一體”原則,采取四點(diǎn)吊法。梁段主體參數(shù)是25.62m×9m,設(shè)置吊點(diǎn)位置于箱體主體橫向的兩端,即縱腹板、橫隔板交叉處[4]。同時(shí),設(shè)置鋼箱梁吊點(diǎn),要以耳板的形式呈現(xiàn),鋼箱梁頂板焊接耳板,保證吊點(diǎn)剛度、承載力符合起吊能力參數(shù)。本次施工共設(shè)置4 個(gè)吊點(diǎn),吊重共計(jì)114t(含箱梁主體),根據(jù)各個(gè)吊點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算,焊接則采取2cm 的鋼板坡口,確定安全系數(shù)與焊接長(zhǎng)度,鋼板兩側(cè)位置的焊接需要運(yùn)用到加強(qiáng)鋼板。
2.2.3 處理支架基礎(chǔ)
按照設(shè)計(jì)階段繪制的公路橋梁施工圖紙,在施工現(xiàn)場(chǎng)勘查橋位地形,根據(jù)鋼梁運(yùn)輸與架設(shè)采用的方法、吊裝機(jī)械設(shè)備等,提出支架基礎(chǔ)處理的方案。當(dāng)前確定了橋位所處位置之后,進(jìn)行基礎(chǔ)處理,如果周圍有大量積水,需要提前抽水、清淤,完成這一處理后回填5%灰土,施工人員逐層壓實(shí)。鋼箱梁施工的吊裝場(chǎng)地做好全方位硬化處理,設(shè)置臨時(shí)支點(diǎn),在對(duì)應(yīng)的位置放樣。已經(jīng)確定好的臨時(shí)支點(diǎn)位置,利用推土機(jī)清理表面,隨之初平、碾壓,上方覆蓋5%的灰土,厚度約為40cm。當(dāng)壓實(shí)度已經(jīng)超出90%,支點(diǎn)處可以澆筑混凝土,澆筑厚度宜20cm,平面面積與支撐點(diǎn)受力規(guī)定相符,那么混凝土基礎(chǔ)高程應(yīng)該提前計(jì)算,根據(jù)橋面設(shè)計(jì)高程做好推演,為施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制創(chuàng)造條件[5]。
2.2.4 搭建主梁支架
鋼箱梁搭建主梁支架,需要運(yùn)用到貝雷片,作為主梁必不可少的支撐點(diǎn),根據(jù)縱橋向放置,且要保持平行。支架頂面位置鋪設(shè)1 層方木,規(guī)格為10cm×10cm,梁段斷面的兩側(cè)半幅分別設(shè)置砂筒,起到支點(diǎn)的作用。施工人員提前測(cè)量好砂筒頂面高程,后期橋梁縱坡會(huì)出現(xiàn)變化,而砂筒頂面高程也會(huì)隨之改變。支點(diǎn)處通過重量為50t 的液壓式千斤頂,進(jìn)行臨時(shí)調(diào)節(jié),但高程軸線到達(dá)指定位置,此時(shí)砂筒會(huì)以箱梁臨時(shí)支點(diǎn)的形式發(fā)揮作用。
結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)主梁架設(shè)環(huán)境與要求,本次施工中設(shè)置自行設(shè)計(jì)龍門吊,安裝主橋箱梁。架設(shè)鋼箱梁時(shí),遵循“少支架多支點(diǎn)支撐”的原則,首先架設(shè)箱梁主體,隨后再主體上組裝兩側(cè)翼板。該環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)考慮預(yù)制構(gòu)件到施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸條件,因?yàn)榍捌陬A(yù)制構(gòu)件是在工廠中進(jìn)行,所以無(wú)需進(jìn)行拼裝與現(xiàn)場(chǎng)制作[6]。但若是運(yùn)輸條件受到限制,便可以在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作、拼裝,在胎架上進(jìn)行預(yù)拼裝之后成型后,再采用平車運(yùn)輸?shù)綐蚩變?nèi)部,龍門起吊之后運(yùn)輸與到設(shè)計(jì)指定位置,并且在臨時(shí)支架上方進(jìn)行架設(shè)。預(yù)拼裝環(huán)節(jié)明確鄰近兩個(gè)節(jié)段相對(duì)位置,將兩節(jié)段臨時(shí)連接件一一對(duì)應(yīng),在焊縫兩側(cè)位置安裝,施工現(xiàn)場(chǎng)高空吊裝,臨時(shí)連接件要保證定位準(zhǔn)確性,有利于迅速恢復(fù)臨時(shí)連接件的預(yù)拼裝狀態(tài)。
2.2.5 吊裝施工與管理
關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)龍門架設(shè),過程中務(wù)必保證立柱穩(wěn)定,完成架設(shè)之后還需及時(shí)組織試吊,確定各方面滿足要求才可以正式投入使用[7]。吊裝鋼箱梁環(huán)節(jié),需要用到的所有機(jī)械輔助設(shè)備與吊裝設(shè)施,應(yīng)該定期接受安全檢查、維護(hù),關(guān)鍵承重設(shè)備開始吊裝前,也需要組織統(tǒng)一的檢測(cè),例如鋼絲繩、吊環(huán)等。本次施工采取四點(diǎn)提升吊裝法進(jìn)行箱梁吊裝,期間以免所有吊點(diǎn)吊重、起吊速度出現(xiàn)偏差,啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)時(shí)不宜過快,所有起重鋼索在逐步受力之后還應(yīng)該要不斷調(diào)整,確保能夠均勻受力,而且吊裝提升環(huán)節(jié)梁段也要具備穩(wěn)定性。
當(dāng)梁段已經(jīng)吊離地面,需要關(guān)注梁段是否發(fā)生位置偏移現(xiàn)象,以免偏移之后出現(xiàn)橫擺。所有梁段正式開始吊裝前,施工人員運(yùn)用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器,對(duì)架設(shè)梁段所在位置進(jìn)行標(biāo)定,而且吊具也需經(jīng)過定位試驗(yàn),通過定位調(diào)整可以實(shí)施梁段起吊操作。
整個(gè)龍門吊起重安裝過程中必須統(tǒng)一指揮,專人操作。
鋼箱梁施工中運(yùn)用測(cè)控技術(shù),所有施工人員明確施工測(cè)量的重要性之后,在施工現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)測(cè)量控制網(wǎng),展開公路橋梁工程項(xiàng)目施工全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,尤其是橋梁斷面橋軸線,也是監(jiān)控測(cè)量的重點(diǎn)對(duì)象。橋梁項(xiàng)目?jī)蓚?cè)位置,提前設(shè)置好控制點(diǎn),要求控制點(diǎn)、導(dǎo)線構(gòu)成控制系統(tǒng),這是后期鋼箱梁吊裝施工所需要的觀測(cè)點(diǎn)。
鋼箱梁施工必須保證精準(zhǔn)性,前期制作鋼箱梁構(gòu)件時(shí),通過胎架進(jìn)行整體預(yù)拼裝,隨之展開質(zhì)量檢測(cè),確定達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),在梁段上的對(duì)應(yīng)位置做好標(biāo)記,為后續(xù)觀測(cè)作業(yè)提供精準(zhǔn)的觀測(cè)點(diǎn)。所有觀測(cè)點(diǎn)之間一一連接,在箱梁前點(diǎn)周圍還可以形成理論軸線[8]。
鋼箱梁施工中梁段架設(shè)這一環(huán)節(jié),有可能砂筒、橋基、支架等部位會(huì)出現(xiàn)變形、沉降等現(xiàn)象。為此,作為施工人員要在開始安裝梁段安裝前,將梁段放置于支架上方,避免外力作用影響,也可以在存放過程中實(shí)時(shí)觀測(cè),使沉降值、變形率恢復(fù)到正常數(shù)值。安裝鋼箱梁采用專業(yè)水準(zhǔn)儀,對(duì)梁體兩側(cè)位置的邊緣筋板進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整,經(jīng)緯儀與軸線對(duì)應(yīng),梁段軸線上方的標(biāo)記點(diǎn)經(jīng)過觀測(cè)后,若發(fā)現(xiàn)所在位置不準(zhǔn)確,通過千斤頂微調(diào)即可。調(diào)整到相應(yīng)位置,再采用碼板予以固定,已經(jīng)固定的梁段軸線還需要展開復(fù)核。
安裝鋼箱梁這一環(huán)節(jié)存在大量的不確定因素,均會(huì)影響到高程,比較常見的影響因素有環(huán)縫焊接、橋面。應(yīng)該要在安裝時(shí)綜合分析現(xiàn)場(chǎng)條件,杜絕標(biāo)高在其影響下受到影響而出現(xiàn)偏差。高程的控制,要重點(diǎn)觀測(cè)節(jié)段、支點(diǎn)所在位置沉降等因素,基于原有高程設(shè)計(jì)值,可以結(jié)合情況予以調(diào)整,預(yù)抬高程之后梁段、設(shè)計(jì)高程墩柱必須精準(zhǔn)連接,使合攏段與固接位置線形符合要求。
綜上所述,公路橋梁工程中采用鋼箱梁結(jié)構(gòu),對(duì)比其他結(jié)構(gòu),該形式的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在前期鋼箱梁構(gòu)件預(yù)制與預(yù)拼裝,有效提升了施工效率。另外,吊裝技術(shù)與測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用,經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),與鋼箱梁施工要求更為貼合,提高鋼箱梁施工吊裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控有效性,也能夠提前展開預(yù)測(cè),消除可能存在的公路橋梁項(xiàng)目質(zhì)量隱患。