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        連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)

        2022-06-07 09:03:14張君毅
        黑龍江交通科技 2022年4期
        關(guān)鍵詞:箱梁橋梁混凝土

        張君毅

        (湖南建工交通建設(shè)有限公司,湖南 長沙 410004)

        1 掛籃懸澆施工技術(shù)概述

        掛籃懸澆是將橋梁自身塊體作為主要借力體,在施工梁端加設(shè)懸澆掛籃,將其作為梁體結(jié)構(gòu)施工的臨時支架,延伸橋梁的模板結(jié)構(gòu)[1]。該技術(shù)多應(yīng)用于需跨越河流、交通量較大的公路鐵路、無法搭建支架的深谷等位置的建設(shè)工程中。該技術(shù)應(yīng)用必須建立在以下三種前提下:(1)現(xiàn)場有強(qiáng)度與剛度較高的結(jié)構(gòu)物;(2)掛籃結(jié)構(gòu)體系強(qiáng)度與剛度較高,可承載現(xiàn)澆箱梁節(jié)段且不變形,下?lián)隙纫部煽刂圃? cm以內(nèi);(3)掛籃拆卸、行走便捷,可逐節(jié)段施工和前進(jìn)。

        2 掛籃懸澆施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

        優(yōu)點(diǎn):掛籃懸澆機(jī)械化程度較高,人力成本低;通過斜拉梁提高橋梁不同部位的張力,使橋梁結(jié)構(gòu)整體受力均衡;掛籃組裝與拆卸便捷。

        缺點(diǎn):掛籃懸澆自動化程度高,人的干預(yù)作用被削弱,使得工程質(zhì)量可控性降低,且各類隱患無法及時發(fā)現(xiàn),易造成工程成本增加[2];若掛籃組裝質(zhì)量存在問題,后期維護(hù)不到位,則會縮短橋梁使用周期。

        3 實(shí)例分析連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)要點(diǎn)

        擬建高速公路獨(dú)立特大橋,橋梁全長為2 728.2 m,采用掛籃懸澆變截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu),其中跨越主橋?yàn)槿缱兘孛骖A(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁,設(shè)置于半徑為20 000 m的豎曲線和半徑為9 200 m的左偏平曲線上,最大縱坡經(jīng)測量為1.15%。該工程采用三角式掛籃,結(jié)構(gòu)如圖1。橋梁主桁架是由三個構(gòu)件組成,分別為立柱、斜拉帶及主梁;底梁由三個部分組成,分別為前橫梁、后橫梁和縱梁;后錨均由錨固梁進(jìn)行組成,施工人員使用錨固梁將后錨的上端固定在主梁上的指定位置,而下端則是通過精軋螺紋鋼,并用連接器輔助將其固定在箱梁的上部;底膜均為鋼膜,其內(nèi)側(cè)膜則由木模、方木和槽鋼加勁構(gòu)成;頂板有木模、槽鋼和木楔共同組建成桁架結(jié)構(gòu)形式,該工程施工單位使用鉤頭螺栓對內(nèi)頂模板進(jìn)行連接處理,而外模選用了型鋼架作為模架主體,由加勁肋與大塊膠合板拼裝成木工梁。

        圖1 掛籃構(gòu)造圖(單位:cm)

        4.1 掛籃的拼裝與試壓

        在已完成澆筑和張拉作業(yè)的0#塊借助吊車進(jìn)行掛籃拼裝,后對掛籃進(jìn)行預(yù)壓,測試主桁架承載力,詳細(xì)記錄掛籃變形參數(shù)。該工程加載試驗(yàn)以最終箱梁塊段荷載為參照,加載分為三個階段,先后順序依次為箱梁底板荷載、腹板荷載和頂板荷載。該工程加載設(shè)備選用了千斤頂,每級加載后施工人員詳細(xì)記錄加載過程和相關(guān)數(shù)據(jù),重點(diǎn)為各監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)高變化,靜載期過程中觀測間隔時間控制在2~3 h左右。加載完成后續(xù)維持荷載3 d,發(fā)現(xiàn)變形無顯著變化方可開展卸載工作。

        卸載時需統(tǒng)計(jì)各點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù),整理分析,計(jì)算得出掛籃施工撓度變形量。

        4.2 懸澆段施工

        該工程懸澆段施工流程如圖1所示。

        圖2 懸灌梁段施工工藝流程圖

        (1)混凝土澆注

        該工程懸澆箱梁混凝土采用平衡澆注法,掛籃混凝土對稱施工,采用2臺HBT60Z臥泵輸送入模,同時泵送,遵循“由外向里”原則,從端部開始,逐漸向根部靠近。另外,同一塊段上的橫橋必須對稱設(shè)置,規(guī)避偏載問題。

        (2)預(yù)應(yīng)力施工

        主橋箱梁為三向預(yù)應(yīng)力體系,縱向預(yù)應(yīng)力束為大噸位群錨,頂、底板束采用15Φj15.24、12Φj15.24鋼絞線,兩端采用雙控張拉模式。橫向預(yù)應(yīng)力束采用4Φj15.24鋼絞線、BM15-4扁錨,交替單端張拉錨固[3];豎向預(yù)應(yīng)力筋采用ΦL32高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋,施工單位采取了梁頂單頭張拉模式進(jìn)行作業(yè)。為保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固,豎向預(yù)應(yīng)力管道的頂端設(shè)置在橋面板上,必須按照設(shè)計(jì)要求完成張拉錨杯的安裝工作。但是因錨杯易進(jìn)漿,需將波紋管置于錨杯內(nèi),并用棉紗進(jìn)行堵塞處理。

        4.3 箱梁合攏段的施工

        (1)體系轉(zhuǎn)換

        邊跨合攏后參照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行拆除作業(yè),拆除對象主要為主墩位置的臨時固結(jié)、支座鎖定,將原有超靜定雙懸臂狀態(tài)變更為靜定單懸臂狀態(tài)。鑿除臨時支承墊塊順序?yàn)橄戎虚g后兩端,前后左右必須對稱操作;墩梁臨時錨固放松需緩慢且勻速進(jìn)行,確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

        (2)配重

        為確保合攏后梁體內(nèi)應(yīng)力均衡,也產(chǎn)生了一定的附加內(nèi)里,需對兩側(cè)懸臂段的重量進(jìn)行嚴(yán)格控制,與合攏段的混凝土重量保持一致。為保證合攏口穩(wěn)定,在澆注時進(jìn)行配重,直至彎矩平衡。對于平衡壓重的調(diào)控,施工單位是通過水箱放水實(shí)現(xiàn)的,在水箱墻面標(biāo)注刻度,兩端分別注入與設(shè)計(jì)配重相符的水,放水量與階段性混凝土澆筑量相同。

        (3)臨時鎖定

        該工程主橋梁部分加設(shè)勁性骨架,合攏段由4根對稱的剛接桿與梁端預(yù)埋件構(gòu)成,焊接成一體,剛秸稈采用[32a槽鋼制作而成,采用對口焊接形式。邊跨箱梁與T構(gòu)懸臂端施工過程中,需及時安排合攏段剛接桿預(yù)埋件的安裝工作,該工程使用的預(yù)埋件主要為400 mm×400 mm×20 mm鋼板、Φ28 mm螺紋鋼。在合攏前,施工單位組織專人對箱梁懸臂端進(jìn)行觀測,觀測時間節(jié)點(diǎn)分別為早上5點(diǎn)與下午2點(diǎn),持續(xù)時間為48 h。在氣溫較低、溫度變化穩(wěn)定時完成勁性骨架鎖定作業(yè),焊接時需對預(yù)埋件四周的混凝土均勻?yàn)⑺M(jìn)行降溫。為加快施工進(jìn)度,施工單位先提前焊接勁性骨架一段,合攏時協(xié)調(diào)4臺焊機(jī)同時作業(yè)完成另一端焊接任務(wù)。

        (4)合攏混凝土施工

        在混凝土強(qiáng)度提高過程中,主梁合攏段會承受縱向兩側(cè)已澆筑梁端的拉應(yīng)力和擠壓作用。該工程選用微膨脹混凝土,發(fā)揮其早強(qiáng)作用,提前預(yù)應(yīng)力束張拉作業(yè)時間,有效規(guī)避了混凝土裂縫等病害。但是中跨合攏后,懸臂段會受日照影響,溫度升高,為此,施工單位在表層均勻?yàn)⑺?,并在最大懸臂? m范圍內(nèi)覆蓋防曬物,縮小梁體上下部溫差。

        4.4 施工監(jiān)控

        該工程施工監(jiān)測主要對象為箱梁標(biāo)高,監(jiān)控時間節(jié)點(diǎn)如下:混凝土澆筑前;混凝土澆筑后、縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉前;縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后;掛籃行走就位后。此外,箱梁懸臂澆筑時,為控制自然環(huán)境對結(jié)構(gòu)體的影響,施工單位在早晨8點(diǎn)進(jìn)行外業(yè)測量,詳細(xì)記錄空氣溫度與箱內(nèi)溫度。

        經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)箱體各項(xiàng)指標(biāo)正常,施工質(zhì)量、變形等均符合設(shè)計(jì)要求。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工技術(shù)具有通用性特征,但是因工程設(shè)計(jì)、環(huán)境差異,需根據(jù)工程實(shí)際情況編制施工方案,確定掛籃體系技術(shù)參數(shù)。同時,掛籃懸澆為高空作業(yè),工作平臺面積有限,需靈活變通,及時調(diào)整施工方案。此外,掛籃懸澆逐節(jié)完成,但因混凝土齡期不同,合攏時需進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換,并做好養(yǎng)護(hù)工作,避免變形、裂縫等問題。

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