文/許敏、王曉輝
在鋼構橋梁與大跨度橋梁項目建設中,懸臂施工技術是常用的一種施工方式,該技術具備施工效率高、施工簡便等優(yōu)勢。在應用時可以將預應力混凝土的承受負彎矩能力的優(yōu)勢發(fā)揮,可以將跨中正彎矩轉變?yōu)橹c負矩,在一定的范圍內能提升管橋梁跨越能力。
在工程施工中,懸臂施工技術使用的優(yōu)勢為:
可以減少橋梁施工吊裝等多項工序,簡化了橋梁工程的施工流程。
懸臂施工工藝不受地形影響,能在大跨進等大型橋梁工程中應用。
機械施工程度高,具備循環(huán)施工作業(yè)特點,在中跨連接合攏施工時易操作,減少了施工步驟。
無須搭建滿堂支架結構,按照橋梁體現的建筑要求,懸臂施工技術有兩種施工工藝,即:懸臂澆筑施工方法和懸臂拼接方法。對于懸臂拼接方法而言,主要是通過移動式或固定式的懸吊設備將預制梁吊起,以環(huán)氧樹膠作為接縫主要材料,在施加預應力后,讓梁段各個位置實現結合[1]。
懸臂澆筑技術主要是將移動式掛籃作為設備,將墩柱作為施工中心,采用掛籃逐漸向對稱的施工段進行澆筑,當混凝土強度滿足設計規(guī)范97% 強度要求后,實施預應力束張拉施工,而后移動掛籃,最后進入下一步驟的梁段澆筑。
施工環(huán)節(jié),在安裝支座之前,需要在支座位置的墊石上將中線確定,然后按照中心線與需要安裝支座型號外形尺寸以及規(guī)格進行放樣。而后進行安裝施工,當活動支架完成安裝后,則需在0 號梁段位置上設置臨時鎖定,一般來說,臨時鎖定主要采用砂桶或高標號硫磺砂漿制作臨時支墩,同時采用精軋螺紋鋼后宅的鋼絞線在梁體育墩身進行連接,最后對臨時鎖定的裝置施加拉力。
3.2.1 懸臂掛籃荷載設計的時候,需要按照懸臂澆筑的分段進行確定,通常情況下,需要考慮梁體的寬度與梁箱的截面形式。當橋梁斷面為一個箱時,可以采用掛籃方法施工;若橋梁截面存在多個箱,那么為了提升掛籃施工的靈活性,可以同時采用多個掛籃進行施工。另外,在掛籃荷載設計時,需要按照0.8~1.0KPa 的重量對模板進行計算,將模板的實際承載力計算出來,一般來說模板重量包含了內膜、側膜、底膜還有端模等數據,當模板尺寸得到確定之后,還需要將相應的指標計算出來,保證模板使用的千斤頂油泵還有混凝土承載力,使各項數據得到確定。此外,在進行掛籃底模架設計的環(huán)節(jié)過程中,可以使用振動器自動設備作為掛籃底模架震動的主要支撐力,同時在項目開展時,人工荷載計算需要根據2KPa 進行計算,從而保證懸臂掛籃的荷載設計滿足實際的要求[2]。
3.2.2 掛籃的制作與吊裝。在制作掛籃時,可以在施工現場對掛籃進行制作加工以及拼裝,在懸澆施工過程中,主承重架以及模板是非常關鍵的受力結構,因此在實踐的過程中需要引起重視。同時,在進行加工的時候,需要嚴格的按照施工圖紙的要求、規(guī)范進行制作,為了能夠及時將掛籃施工效率提高,在進行掛籃制作時,需要對錨固精軋螺紋鋼吊桿進行試驗,保證它的承載性能滿足實際的要求。同時,在掛籃焊接時,需要保證掛籃的焊接點的質量,當掛籃制作完成之后,需要采用吊機設備將掛籃調到指定的位置,然后再進行現場施工,從而保證整體工程的項目能夠有序開展。
3.2.3 掛籃的預壓試驗。在項目開展前需要做好主桁架等構件的預壓試驗。預壓試驗的主要目的是判斷結構的非彈性變形能力,對保證工程開展與施工人員的安全有積極作用。同時,在主桁架等構件的預壓試驗操作完成后,還需對懸臂掛籃的其他荷載進行試驗,并將懸臂掛籃的承載能力計算出來,一般來說,橋梁懸臂掛籃的荷載需要大于最大節(jié)段的1~1.5倍。在試驗時,需要做好掛籃加載數據記錄,從而給后續(xù)工程的立模標高等工作開展提供支持[3]。
3.3.1 混凝土配合比的選定
一般來說,施工時采用的材料都是高性能混凝土材料,因此需要對混凝土配合比進行合理的確定,混凝土配比在滿足彈性模量、設計強度以及耐久性之后,還需要對混凝土的可泵性易于振搗密實等性能進行研究。此外,在混凝土配合比設計時,要全面做好混凝土含砂率、水灰比、和易性、早起強度等性能指標試驗,從而將彈性模量方便、混凝土強度高的施工配合比設計出來。
3.3.2 混凝土的拌和
混凝土拌和時需要做好材料誤差的控制,需要把混凝土所使用的泵送劑按照要求進行分袋,按照每盤投放的原則進行。一般來說,預應力混凝土的投料為先投砂料,然后投入水泥、碎石與泵送劑以及水。拌和時每盤拌和的時間需要大于3min,在拌和過程中,需要對混凝土的坍落度檢測,查看是否與設計方案一致。
3.3.3 混凝土的運輸
采用混凝土泵送車進行混凝土的運輸,在混凝土泵送之前,需要使用1∶1 的水泥砂漿對管道進行潤滑處理,從而保證混凝土運輸到現場后的泵送狀態(tài)。同時,需要控制好混凝土運輸的路線與時間,以減少因時間過長而出現的混凝土結塊、離析等問題[4]。
3.3.4 混凝土的澆筑
箱梁混凝土施工步驟為:底板澆筑施工─腹板澆筑施工─頂板澆筑施工。在混凝土澆筑時,采用水平分層的方式進行操作,同時控制好混凝土的厚度(30cm),澆筑需要具備連續(xù)性,不可中途停止以免引起混凝土離析問題出現。當混凝土澆筑完畢后,需要采用振搗器進行振搗施工,振搗施工之間每次需要控制在15~30s,不可漏振和過振。在施工時,按照快插慢拔的方式進行,同時需要注意預應力管、錨固等關鍵位置,不可碰觸[5]。
3.3.5 梁體混凝土養(yǎng)護
當梁體完成全部標準后,需要安排專門的負責人進行養(yǎng)護處理,養(yǎng)護時采用土工布覆蓋梁體,同時按照情況進行適當的灑水。在強度滿足實際要求后,才可進行模板拆卸施工,然后采用噴淋的養(yǎng)護方式進行操作,養(yǎng)護周期大于14d。
對于預應力混凝土橋梁工程來說,合攏段的施工方式可以分成兩種,即:邊跨合攏、中跨合攏施工。
3.4.1 邊跨合攏施工
邊跨合攏施工時,為了能夠將混凝土結構的穩(wěn)定性提高,需要在懸澆位置上配置相應的穩(wěn)定裝置,同時對澆筑的過程進行控制,減少混凝土裂縫問題出現。此外,當混凝土澆筑完畢后其強度達到設計規(guī)范95%以上的強度標準,即可實施張拉施工,張拉完畢后需要拆卸相關固定裝置。值得注意的是,當合攏段混凝土澆筑完畢后,在受到氣溫變化影響下,梁體會出現伸縮變形情況,并且不同的日照溫度對梁體的產生的溫度也會引起扭曲變形,因此,需要做好合攏段的臨時鎖定以減少變形情況出現。臨時鎖定主要是采用雙36a 的支撐型鋼焊接而成,焊接完成之后,在溫度最低點,在混凝土澆筑之處將其焊接到梁內預埋鋼板上。
3.4.2 中跨合攏施工
當邊跨混凝土澆筑完畢后,橋梁懸臂系統就基本成型了,此時,就可進入中跨合攏的施工,在中跨合攏施工時要對混凝土澆筑的收縮性進行控制,以減少收縮裂縫問題出現。當合攏段混凝土澆筑完成后,等到混凝土強度滿足規(guī)范95%的強度要求時,則可以進行后續(xù)鋼筋束張拉施工。
總而言之,在預應力混凝土橋梁工程建設中,懸臂施工技術是常用的一種技術。對該技術的應用要點進行分析,尋找出有效的基礎策略對提高懸臂澆筑工藝的應用效果有積極作用。在以上分析中,對懸臂橋梁施工工藝要點進行了討論,目的在于提升預應力橋梁工程的施工效果。