程紹山
(中鐵十九局集團有限公司國際建設分公司,北京100176)
組合梁施工是一種較為先進的技術(shù)手段,可以大幅度提高施工的安全性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,在裝配式橋梁項目中,采用該技術(shù)可以加快施工進度,在確保施工質(zhì)量的同時,減少施工成本。
某項目位于塔吉克斯坦,施工環(huán)境較為復雜和特殊,其中的橋梁工程采用組合梁形式。為了確保橋梁工程的施工質(zhì)量,需要對組合梁施工的核心技術(shù)進行深入分析,了解相關注意事項,充分發(fā)揮組合梁施工優(yōu)勢的同時,提高項目的可靠性。
本次項目線路起點位于瓦赫達特,終點直達亞灣。整個施工線路比較長,地勢相對復雜,給橋梁建設增加了難度,總共包含5 座橋梁,全長595.72 m。經(jīng)過前期的地質(zhì)勘探和圖紙設計,最終決定橋梁上部結(jié)構(gòu)采用組合梁的形式(見圖1);下部結(jié)構(gòu)設計成獨立式橋墩,并配合重力式橋臺,輔助樁+擴大基礎,以此保證橋身的穩(wěn)定性,確保橋梁使用的安全性。
圖1 鋼梁架設
鋼混組合梁的施工較為復雜,涉及眾多環(huán)節(jié),要完成橋面板與鋼梁的完美結(jié)合,需要分2 次拼裝完成。在拼裝場地內(nèi),為了提升施工質(zhì)量,需要先完成橋面板的鋪設,這是施工的關鍵,也是基礎,不容忽視。通常情況下,橋面板鋪設完成后,接下來的工序是完成濕接縫施工,也是首次結(jié)合施工。主梁架設到位后,可以將其和鋼梁進行連接,完成此次連接意味著二次結(jié)合結(jié)束,組合梁體系轉(zhuǎn)換徹底實現(xiàn)。在實際施工中,為了達到預期施工目標,提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,需要嚴格按照施工流程和順序進行,在組合之前,需要采取措施優(yōu)化結(jié)構(gòu)應力狀態(tài)。具體來說,就是在組合梁架設完成后,要首先進行調(diào)梁和接頭的焊接,依次澆筑預留孔,確?;炷恋膲簩嵭Ч?。尤其要注意濕接縫處的施工,保證混凝土強度可以達到設計要求,最后完成板側(cè)后澆帶施工[1]。由于在頂梁施工階段組合梁尚未完全發(fā)揮作用,與橋面板的結(jié)合還不到位,因此,在施工中要注意頂升量和下降量的問題,每個橋墩都要區(qū)別對待。到了架設安裝階段,梁的底部標高不能一次性全部到位,為了保證后續(xù)施工,應留有富余程度。在安裝過程中,需要注意臨時支座的標高應低于成橋標高。
施工過程中,鋼混梁吊裝是重要的施工環(huán)節(jié),需要進行嚴格的把控。吊裝前,需要對現(xiàn)場和周圍環(huán)境進行確認,確保吊裝的安全性。為了順利完成吊裝定位,通常情況下需要在橋墩永久支點位置以及臨時支墩上完成控制點和線的布設,為吊裝提供保障和參考。鋼梁安裝時,要配合使用測量儀完成監(jiān)控,找準中線位置,并掌握好縱向距離,在調(diào)整好標高后,才能進行有序的接頭焊接施工,并保證鋼箱梁線型,做到美觀和流暢。為了保證吊裝質(zhì)量和安全性,需要對所需的吊索具等進行嚴格的質(zhì)量把控,確保由正規(guī)廠家供貨,嚴把質(zhì)量關,并要求廠家出具合格證書。另外,吊索具等重要設備要定期做外觀檢查,存在質(zhì)量問題的吊索,無論問題大小,都要淘汰掉。每次起吊前,還要對作業(yè)人員進行培訓,同時確認吊運環(huán)境,提高吊裝的安全性。另外,在吊裝作業(yè)前,還要對吊耳的承載力進行科學、有效計算,確保吊耳滿足吊裝施工要求。
3.2.1 抗剪計算
以本項目中1#橋23 m 鋼混梁吊裝為例,為了達到施工標準,吊耳選用厚度為20 mm 的板材,已知標準受力為87.3 kN,動力系數(shù)為1.2,剪應力為170。在此基礎上可以對吊耳的相關參數(shù)完成計算,具體計算過程如下:
吊耳拉應力:Q=87.3 kN×1.2=104.76 kN,由公式 τ剪=Q/An<fv,可以推導出An=616.24 mm2(τ剪為剪應力;fv為抗剪強度設計值;An為抗剪截面)。另外,還可以計算出抗剪截面高度h=616.24 mm2/20 mm=30.81 mm。
3.2.2 截面抗拉設計
在施工中需要注意的是,由于吊耳較為特殊,結(jié)構(gòu)簡單,并與母材焊縫較短,所以,在使用階段,要避免多次焊接(在短距離內(nèi)),如果焊接頻率較高,會誘發(fā)線能量過大問題,導致熱影響區(qū)升溫速度較快,在這樣的作用下,會對金屬組織性能和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,使其發(fā)生變化,導致金屬韌性會降低,加劇脆化反應,在實際使用中,遇到微小應力時容易出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象[2]。實踐表明,這種突發(fā)性脆斷發(fā)生概率極高,具有極強的破壞力,因此,計算吊耳相關參數(shù)時要取安全系數(shù),以此保障吊裝的安全性,確保吊裝任務可以在平穩(wěn)、有序的環(huán)境中進行,最大限度地保證施工進度與質(zhì)量。
鋼梁架設屬于重要施工內(nèi)容,對架設施工質(zhì)量的把控不容忽視。為了達到理想的施工水平,確保鋼梁架設的效果,需要掌握鋼梁架設的注意事項,從事前準備入手,掌握關鍵施工技術(shù),保證結(jié)構(gòu)的安全和平穩(wěn)。
3.3.1 鋼梁架設準備工作
實踐表明,要確保鋼梁架設質(zhì)量,準備工作必不可少,需要做到以下幾點:(1)平整橋址區(qū)場地,確保場地達到施工標準,在此基礎上進行碾壓作業(yè),為鋼梁拼裝做好準備;(2)對橋梁墩臺情況進行檢查,確保高程、中線、孔跨等參數(shù)符合施工條件,找準支座中心線,確定螺栓孔位置以及孔深;(3)檢查鋼梁拼裝,對試運轉(zhuǎn)情況詳細記錄。在檢查階段要重點檢查鋼梁單元的尺寸和重量,以保證起吊高度滿足施工要求[3]。除此之外,在復合鋼梁的架設過程中,要檢查并監(jiān)測加載預壓等情況,以保證吊裝的穩(wěn)定性。
3.3.2 鋼梁架設施工要點
鋼梁工地拼裝架設屬于相對復雜且系統(tǒng)的工作,涉及眾多施工環(huán)節(jié),要保證施工質(zhì)量和實際架設效果,需要掌握核心工藝,了解架設的順序。結(jié)合施工圖對施工工藝進行合理優(yōu)化。施工要點如下:
1)可以通過縱向預應力的施加或者借助頂升施加預壓力等措施提高混凝土板受力的合理性以及結(jié)構(gòu)的耐久性。除此之外,為了保證施工質(zhì)量,所用的材料非常關鍵,其中,環(huán)氧砂漿飽滿度是重要指標,需要高度重視。
2)鋼梁架設完成后,按照施工規(guī)定和要求,應檢查墩臺處的偏移情況,主要是檢查橫梁中線位置,確保沒有偏移發(fā)生。
3)鋼梁支座安裝。實際施工中,支座安裝十分關鍵,可以決定整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,不容忽視。為了保證安裝質(zhì)量和實際效果,需要借助千斤頂?shù)仍O備,并且掌握施工的先后順序以及所需的頂落幅度,以此保證支座的安裝質(zhì)量。需要注意的是,支座安裝需要采用科學方法,以高程控制為主。結(jié)合實踐經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),通過這種方法可以提高支座安裝的穩(wěn)定性。
綜上所述,組合梁因為其自身的優(yōu)越性,最近幾年被廣泛應用在各大橋梁項目中。采用組合梁不僅可以最大限度地確保工程質(zhì)量,還可以有效提高施工效率,符合經(jīng)濟和環(huán)保的雙重標準。但是,要充分發(fā)揮組合梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,要結(jié)合實際施工環(huán)境,掌握關鍵施工技術(shù),在此基礎上不斷對施工方案進行優(yōu)化,從根本上提高橋梁建設水平,確保項目的順利實施,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益的最大化。