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        預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程中的連續(xù)梁掛籃施工工藝

        2021-07-12 09:48:18黃嶺
        關(guān)鍵詞:掛籃標高張拉

        黃嶺

        中鐵十四局集團青島工程建設(shè)有限公司 山東 青島 266422

        當前,在鐵路、公路等橋梁建設(shè)中,連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)已趨于成熟,并已發(fā)展成為預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工的主流技術(shù),實現(xiàn)橋梁施工效率較大提升。在連續(xù)梁施工過程中,掛籃能夠以已澆筑完成的梁段為基礎(chǔ),借助于掛籃走行系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)延伸式施工,大大改善橋梁施工環(huán)境,并且掛籃施工也有很好精度控制效果,可對預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁質(zhì)量提供較好保障,下面將針對連續(xù)梁掛籃施工展開詳述。

        一、工程概況

        本文結(jié)合東昌高速公路撫河特大橋主橋工程實踐,研究和探討連續(xù)梁掛籃施工工藝流程及注意問題。項目概況為:主橋上部為40+60*2+40m的變截面連續(xù)剛構(gòu),主橋面寬26m,采用的是兩幅設(shè)計,單箱梁結(jié)構(gòu),其頂、底板寬分別為12.65m、7.15m,頂板及底板厚分別為28cm、55cm。主橋0號塊長度為9m,三個T構(gòu)的懸臂各分為8對梁段,懸臂的總長達24.5m。

        二、連續(xù)梁掛籃基本構(gòu)造

        為深入理解連續(xù)梁掛籃施工的過程,首先需了解其基本構(gòu)造,主要有:一是主架構(gòu),作為掛籃的主要受力結(jié)構(gòu),以三角形掛籃為例,其架構(gòu)主體是在三角桁架的基礎(chǔ)上,利用連接系所形成的整體結(jié)構(gòu),而其連接的牢固性主要依靠槽鋼焊與高強螺栓;二是底模平臺,是由梁與模板結(jié)構(gòu)共同組成的,其在掛籃施工中,不僅承接著梁段結(jié)構(gòu)質(zhì)量,而且還用做橋梁施工操作平臺,主要涉及鋼筋幫扎、立模等操作;三是內(nèi)外模板,主要是由鋼模板組成,其中內(nèi)模板往往是組合式的模板,通常設(shè)計有推拉功能,使得梁段施工更佳靈活;四是懸吊系統(tǒng),主要發(fā)揮橋梁結(jié)構(gòu)自重及施工荷載的傳遞功能,而荷載最終由已竣工梁段以及本段主架構(gòu)所承受,其結(jié)構(gòu)主要分為前、后吊帶,通過銷接的方式實現(xiàn)與橫梁的連接;五是錨固系統(tǒng),由于混凝土澆筑時,會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆力矩,以防其破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,需要設(shè)計錨固系統(tǒng),在實際應(yīng)用中,能夠在箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋的基礎(chǔ)上,利用后錨扁擔梁等構(gòu)件,實現(xiàn)走行軌道的有效錨固;六是走行系統(tǒng),為實現(xiàn)掛籃的牽引移動,需要設(shè)計有軌道、牽引設(shè)備等,在實際設(shè)計中,走行系統(tǒng)通常還包括反扣輪、前支座等裝置,其中反扣輪有助于走行系統(tǒng)受力的傳導(dǎo)。

        三、連續(xù)梁掛籃施工工藝流程

        (一)掛籃安裝

        在橋梁施工時,應(yīng)當控制好最小橋段距離,使之處于合理范圍,有利于安裝兩側(cè)的吊籃。同時借助于塔吊能夠進一步保證掛籃安裝的質(zhì)量,相關(guān)安裝流程如圖1所示:

        圖1 掛籃安裝流程圖

        想要使后續(xù)橋梁澆筑有序開展,一定要盡量保障掛籃安裝質(zhì)量及精度,注重安裝過程的規(guī)范性,主要是從以下幾個方面進行:在施工時往往需要用到大量的砂漿用于安裝掛籃軌道,有利于提高軌道平面的平整度,將誤差縮小到5毫米以內(nèi),同時為了進一步保證掛籃行走工作的順利進行,還需要將型鋼放在掛籃支點處來支撐墊梁。當需要安裝三角桁架時,工作人員一定要注重調(diào)整好立柱和錨梁等的位置關(guān)系,有利于及時發(fā)現(xiàn)安裝質(zhì)量問題并及時糾正。當涉及到側(cè)模與底模安裝時,同樣需要對安裝質(zhì)量引起重視,原則上應(yīng)當使側(cè)模夾緊底模,能夠有效避免漏漿現(xiàn)象的產(chǎn)生。

        (二)掛籃預(yù)壓試驗

        待完成掛籃安裝工作,還應(yīng)要對其進行預(yù)壓試驗,進而消除其結(jié)構(gòu)內(nèi)的非彈性形變,而且還能驗證掛籃承載力及安裝質(zhì)量。通常會采取靜載預(yù)壓措施,施加一定的掛籃載荷,而掛籃載荷大小一般大于設(shè)計載荷(二者比值在1.2到1.4之間),然后進行加載和卸載措施,并分析掛籃系統(tǒng)的抗壓能力和平穩(wěn)性等是否符合工程需求。當涉及到具體掛籃預(yù)壓時,應(yīng)當注意桿件檢驗和添加荷載這兩項工作同步進行,工作人員及時將對應(yīng)位移荷載和大小等記錄下來。當需要減少掛籃加載時,可以利用張拉鋼絞線來實現(xiàn),并在此基礎(chǔ)上完成掛籃預(yù)壓試驗分析工作。掛籃預(yù)壓具體內(nèi)容為:首先布置好地錨,然后使用鋼絞線將橫梁和千斤頂連接起來,并利用專門的錨具來完成錨固工作,最后利用液壓千斤頂來完成分級預(yù)壓工作。此外,還要注意掛籃試壓測點的監(jiān)測工作。

        (三)鋼筋綁扎與波紋管道安裝

        當進行掛籃施工時,所用材料往往現(xiàn)場加工,并要嚴控其鋼筋、波紋管等質(zhì)量。應(yīng)當結(jié)合設(shè)計要求,對鋼筋進行彎制、編號等工作,隨后通過塔吊來完成鋼筋安裝工作。而且鋼筋綁扎的牢固性也很關(guān)鍵,需充分結(jié)合圖紙內(nèi)容來綁扎鋼筋,原則上應(yīng)當按照先底板后腹板的順序進行。待掛籃內(nèi)模結(jié)構(gòu)完成前移,其鋼筋的綁扎順序也是以頂板底層為先,當完成預(yù)應(yīng)力管道安裝后,方可開始綁扎頂板上層的鋼筋。同時,預(yù)應(yīng)力管道的制作與安裝,要達到掛籃設(shè)計要求,選用合適的波紋管機,預(yù)應(yīng)力管道的安裝優(yōu)先級要高于鋼筋,還要避免澆筑時預(yù)應(yīng)力管道破損或位移,必要時可采取固定措施。

        (四)混凝土澆筑

        在澆筑過程中需要對腹板鋼筋和地板進行處理,應(yīng)當嚴格按照工程標準將其綁扎于掛籃之上,隨后需要安裝特定的預(yù)應(yīng)力管和端模,并落實好混凝土澆筑與維護工作,在此基礎(chǔ)上開展壓漿等措施,經(jīng)檢驗合格后再開展后續(xù)梁段澆筑工作。

        通常而言,橋梁澆筑耗費材料較多,為了改善澆筑質(zhì)量,需在橋梁施工現(xiàn)場附近,建立專門的混凝土拌合站,經(jīng)過試驗來確定最佳配合比,保證橋梁澆筑混凝土達標,隨后再通過輸送泵將其運輸?shù)搅憾螡仓恢谩.斏婕暗交炷翝仓r,通常選擇澆筑振搗的施工方式。在實際澆筑過程中,綁扎鋼筋密度較大,而施工人員為了保證振搗的均勻性,一般會使用插入式振搗棒,有利于提高混凝土密實度。同時為了改善預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁質(zhì)量,通常需要采取澆筑成型的措施。當橋梁為T 結(jié)構(gòu)時,一般選擇對稱澆筑的施工方式,能夠有效防止固化應(yīng)力現(xiàn)象的產(chǎn)生,進而保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當掛籃懸臂較長時,澆筑過程稍有不慎就會發(fā)生混凝土變形。為了避免這種情況,應(yīng)當采用合理的混凝土澆筑順序,降低裂隙產(chǎn)生的概率,避免出現(xiàn)掛籃變形。為了解決掛籃結(jié)構(gòu)變形問題,一定要優(yōu)先澆筑掛籃前端,然后再澆筑其后端。完成箱梁施工后,工作人員應(yīng)當選擇通孔器來檢查預(yù)應(yīng)力管是否異常,一旦出現(xiàn)露漿現(xiàn)象,一定要在短時間內(nèi)采取措施處理,防止出現(xiàn)管道堵塞現(xiàn)象,影響后續(xù)施工進度。

        (五)掛籃的移動和拆除

        施工快結(jié)束時,一般需要移動和拆除掛籃,這項工作至關(guān)重要。在梁段澆筑的基礎(chǔ)采取預(yù)應(yīng)力張拉的措施,當達到工程標準時再移動掛籃,開展新的梁段預(yù)應(yīng)力張拉工作。當對所有梁段處理完畢后,還需要檢驗施工質(zhì)量,具體表現(xiàn)在各個重要參數(shù)是否滿足工程質(zhì)量標準,經(jīng)檢驗達標后才能開展掛籃拆除工作。在拆除時應(yīng)當注意:優(yōu)先將拱頂支架拆除,隨后再拆除側(cè)面和底膜,在此基礎(chǔ)上將主桁架拆除。當涉及到拱頂支架拆除時,應(yīng)當按照拆零取出原則開展拆除工作,當涉及到底模與側(cè)模拆除時,選擇整體起吊來實現(xiàn),當涉及到主桁架拆除時,一般選擇吊車方式來完成。

        (六)預(yù)應(yīng)力施工

        對于預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)而言,首先要保證預(yù)應(yīng)力設(shè)計合理性,要采取合適規(guī)格及材質(zhì)的鋼絞線、錨具、波紋管等,在本項目中,預(yù)應(yīng)力鋼束主要設(shè)計有縱向、橫向、豎向三部分,其中橫向與豎向預(yù)應(yīng)力鋼束均采用的是一端單根張拉方式,所用鋼筋的屈服強度設(shè)計值為785Mpa,直徑為25毫米。其次是穿束,其操作過程為先就預(yù)應(yīng)力管道加以貫通,實際操作時需用到通孔器裝置,然后借助卷揚機裝置進行穿束操作,完成后需檢測其外露部位質(zhì)量,合格方可進行千斤頂及錨具的安裝。最后是張拉環(huán)節(jié),為保證張拉安全有效,應(yīng)當對預(yù)應(yīng)力筋的狀況加以了解,通常要達到如下要求:梁段混凝土澆筑后超出三天時間,并且彈性模量、強度等指標達到標準,在進行張拉操作時,對于橫向或豎向的預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉要求不同,應(yīng)當嚴格依據(jù)操作要求,確保所用張拉力控制符合要求,以豎向預(yù)應(yīng)力張拉為例,其所允許的張拉力范疇為0~422t。在完成張拉操作后,還需對預(yù)應(yīng)力鋼筋等進行錨固。

        四、連續(xù)梁掛籃施工需注意問題

        (一)掛籃標高的嚴格控制

        當實際施工時,掛籃標高的控制精度較高,也是連續(xù)梁掛籃施工控制的關(guān)鍵。由于連續(xù)梁掛籃結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且標高控制涉及多方面方面,要想實現(xiàn)標高的精準控制,應(yīng)當在掛籃施工前、中期采取適當?shù)募夹g(shù)措施。首先要就影響標高的可能因素進行全面、系統(tǒng)的分析,考慮到橋梁荷載的多樣性,并表現(xiàn)不同特性,如風荷載、橋梁恒荷載等,要分析其對掛籃撓度的影響。同時,在掛籃立模操作時,也應(yīng)考慮模板高度的控制問題,要滿足標高誤差要求,而且掛籃施工所用鋼材要有足高的承載力,確保不發(fā)生掛籃形變等問題。

        (二)混凝土材料質(zhì)量控制

        由于本工程為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁,要想提高掛籃施工質(zhì)量,對其基礎(chǔ)性材料質(zhì)量要嚴加控制。盡管在掛籃施工設(shè)計中,對混凝土材料規(guī)格、配比、操作等有嚴格要求,但混凝土材料依然是掛籃施工質(zhì)量的重要影響因素。因其作為非均勻材料,混凝土成型后的質(zhì)量很難控制,而橋梁結(jié)構(gòu)又以混凝土為主,為此,應(yīng)在掛籃施工中,嚴格控制混凝土施工工藝,并對溫度、濕度、澆筑時長等約束性條件嚴加管控。通過全面監(jiān)測各梁段混凝土質(zhì)量,可有效提升掛籃施工整體質(zhì)量。

        五、結(jié)束語

        綜上所述,本文結(jié)合工程實際,從連續(xù)梁掛籃的構(gòu)造、工藝流程及注意事項等方面,對連續(xù)梁掛籃施工進行全面闡述,充分體現(xiàn)掛籃施工的復(fù)雜性及高質(zhì)量標準。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的施工,通常會采取掛籃施工工藝,而因其結(jié)構(gòu)、工藝相對復(fù)雜,需要嚴格管控掛籃施工流程,并注意掛籃標高、混凝土材料質(zhì)量等問題,確保不發(fā)生預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁質(zhì)量問題,促進橋梁事業(yè)健康發(fā)展。

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