王鏡越
(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽550008)
懸索橋具備跨谷越江的優(yōu)勢(shì),這類橋型在我國(guó)西南地區(qū)較為常見。為推動(dòng)我國(guó)交通建筑行業(yè)的發(fā)展,提高高速公路橋梁建設(shè)水平,需深入研究此類特殊橋梁的施工技術(shù)。以貴州省某工程為例,重點(diǎn)探究懸索橋高空大跨度橫梁無落地支架設(shè)計(jì)要點(diǎn)與關(guān)鍵施工技術(shù),進(jìn)而明確施工難點(diǎn)與技術(shù)創(chuàng)新方向,這對(duì)推動(dòng)我國(guó)交通建筑行業(yè)的發(fā)展有重要意義。
以國(guó)家高速公路橫線G76(廈門—成都)聯(lián)絡(luò)線(G7612)納雍至興義高速公路為例進(jìn)行研究。該路段全長(zhǎng)70.4535km,途徑牂牁江特大橋,該大橋?yàn)橹骺?080m 的雙塔單跨簡(jiǎn)支鋼桁梁懸索橋,橋跨布置為:4m 橋臺(tái)+4×40m 裝配式T 梁+1080m 鋼桁梁懸 索 橋+8×60m 鋼—混組合梁+3×40m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁+5m 橋臺(tái),全長(zhǎng)1849m。主纜跨度布置為265m+1080m+435m,矢跨比為1∶10,兩岸側(cè)均采用重力式錨碇。晴隆側(cè)索塔塔頂高程為1193.925m,塔底高程為947.825m,索塔高度246.1m。
基于上述工程概況,在實(shí)際施工前對(duì)3 個(gè)施工方案進(jìn)行比選。
方案一:預(yù)制提升。
方案二:落地鋼管支架現(xiàn)澆筑。
方案三:2×4m 加強(qiáng)型貝雷片無支墩。
方案三為創(chuàng)新方案,表1 為各方案的性能及優(yōu)劣勢(shì)介紹。
表1 施工方案比選情況
上橫梁距塔座底238m,塔柱至第239.5m(43 模)施工完成后,開始上橫梁施工。 上橫梁尺寸為22.724m 長(zhǎng)×6.5~9m 高×7.3m 寬,約 使 用C50 混 凝土784m,采用梁式貝雷支架+盤扣支架,并在塔柱上預(yù)埋插銷式牛腿支撐;分兩次澆筑:第一次澆筑底板約2.3~4.8m 高,約使用混凝土261.3m;第二次澆筑腹板和頂板4.2m 高,約使用混凝土522.7m。
下橫梁與塔柱對(duì)應(yīng)位置為99.5~108.5m(第19、20 模),高9m;主塔塔柱至120.5m(第22 模)施工完成時(shí)暫停塔柱施工,爬架爬升至第23 模處,完成下橫梁施工后,再繼續(xù)塔柱施工。塔柱施工到橫梁位置,先預(yù)埋牛腿,再安裝貝雷支架,上橫梁施工前注意預(yù)埋纜索吊裝系統(tǒng)預(yù)埋件及鋼筋。下橫梁距塔座底99.5m,尺寸為31.656m 長(zhǎng)×9m 高×8.5m 寬,約使用C50 混凝土共1567.3m,采用牛腿+貝雷梁式高空支架(2m×4m),并在塔柱上預(yù)埋插銷式牛腿支撐;混凝土分兩次澆筑:第一次澆筑3.5m,約使用混凝土609.5m;第二次澆筑腹板和頂板5.5m,約使用混凝土957.8m。下橫梁下方鋼結(jié)構(gòu)裝飾板吊裝就位后采用焊接方式固定。
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32 的精軋螺紋鋼將牛腿鎖在塔柱上作為支撐,牛腿頂面沿順橋向布置單根長(zhǎng)12m 的3I45a 主分配梁;在主分配梁上橫向布置16 排間距為50.45m+0.9m+0.45m+1.35m+0.45m+0.9m+5×0.45m 的加強(qiáng)貝雷梁;貝雷梁上布置38 根長(zhǎng)12m 的I20b 次分配梁,間距為0.6m;次分配梁上布置立桿Q345φ
48×3.2mm,橫桿、斜桿為Q235φ
48×2.5mm,步距為1.5m,橫橋向、順橋向均為0.6m 的盤扣式支架,最后利用頂托調(diào)節(jié)預(yù)拱度,鋪設(shè)模板。上橫梁等塔柱施工完成封頂并拆完爬架后再進(jìn)行施工,第一次澆筑完畢,混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度要求后,澆筑剩余混凝土,確保實(shí)際施工達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,最后拆除底模和支架。
下橫梁為箱形截面,梁高9m,寬8.5m,長(zhǎng)31.656m,腹板及頂、底板壁厚均為1.5m。下橫梁等爬架施工通過下橫梁頂面后再進(jìn)行施工。下橫梁施工約使用C50 混凝土共1567.3m,混凝土分兩次澆筑,第一次澆筑底板和腹板3.5m,約使用混凝土609.5m;第二次澆筑腹板和頂板5.5m,約使用混凝土957.8m。完成第一次澆筑后,需確保混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求,再澆筑剩余混凝土,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,將第一次張拉的預(yù)應(yīng)力束和剩余預(yù)應(yīng)力均張拉至設(shè)計(jì)噸位,再拆除底模與支架。牛腿水平桿、斜桿均采用Q235b 材質(zhì),設(shè)計(jì)選取的型鋼為HW400×400;貝雷片上下弦桿采用Q355b 材質(zhì),雙拼14a,腹桿為Q355b 材質(zhì),80mm×80mm×5mm 方管,牛腿及貝雷片均在廠家加工合格后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)施工安裝,圖1 為索塔橫梁加強(qiáng)型貝雷無支墩使用現(xiàn)場(chǎng)圖,圖2 為牂牁江大橋索塔橫梁成功應(yīng)用加強(qiáng)型貝雷無支墩施工工藝圖。
圖1 索塔橫梁加強(qiáng)型貝雷無支墩使用現(xiàn)場(chǎng)照片
圖2 牂牁江大橋索塔橫梁成功應(yīng)用加強(qiáng)型貝雷無支墩施工工藝
支架具體布置如下:在左右幅塔柱橫梁位置各預(yù)埋9 個(gè)牛腿作為支撐,左右幅牛腿頂面布置1 根長(zhǎng)12m 的3I45a 主分配梁(采用焊接方式);在主分配梁上布置33 排加強(qiáng)貝雷片(高2m×長(zhǎng)4m),間距為2×0.45m+8×0.225m+12×0.45m+8×0.225m+2×0.45m;貝雷梁上布置53 根長(zhǎng)12m 的I20b 次分配梁,間距為0.6m,次分配梁上鋪設(shè)模板。安裝下橫梁支架卸荷砂箱前,先將砂烘干再裝入砂箱,對(duì)砂箱進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)后,方可轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。
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48 鋼管鎖緊。第一,蜂窩控制措施:在橫梁施工的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)中,一定要充分考慮質(zhì)量控制問題,設(shè)計(jì)過程中要依據(jù)懸索橋高空大跨度橫梁施工的相關(guān)要求控制混凝土配比,且在配比設(shè)計(jì)過程中要不斷進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),以確保所使用的建筑材料在質(zhì)量方面能夠符合相關(guān)要求,為混凝土均勻攪拌提供保障,使其坍落度能夠符合懸索橋高空大跨度橫梁無落地支架設(shè)計(jì)與施工的基本要求。同時(shí),在澆筑時(shí),一定要以層層遞進(jìn)的方式進(jìn)行分層下料與振搗,不能為加快施工進(jìn)程或節(jié)省造價(jià)成本出現(xiàn)偷工減料的情況,避免漏振及安全事故的發(fā)生。
第二,麻面控制措施:對(duì)模板表層進(jìn)行清理,去除雜質(zhì)后澆水,保證其表面充分濕潤(rùn),使用油氈紙、膩?zhàn)拥葘⒖p隙封實(shí),在隔離劑的選用上,要以長(zhǎng)效性能為主要依據(jù),將隔離劑均勻涂刷并配合分層振搗密實(shí),直到將氣泡全部排除。
第三,外觀尺寸不平整控制措施:在混凝土澆筑過程中,技術(shù)人員需嚴(yán)格監(jiān)督,確保振搗施工到位。
第四,成品鋼筋銹蝕控制措施:項(xiàng)目中所用的所有鋼筋均在鋼材加工場(chǎng)集中加工,施工需要時(shí)再運(yùn)輸至工地,施工人員每天離開工地前需檢查鋼筋堆放區(qū)域是否覆蓋嚴(yán)密;鋼筋加工安裝后及時(shí)澆筑混凝土。
結(jié)合貴州省牂牁江特大橋工程案例進(jìn)行研究,對(duì)該項(xiàng)工程上、下橫梁施工方案進(jìn)行全面分析,并依據(jù)懸索橋高空大跨度施工特點(diǎn)提出相應(yīng)的施工方案,以此明確懸索橋高空大跨度橫梁無落地支架設(shè)計(jì)要點(diǎn)與關(guān)鍵施工技術(shù),為今后此類特殊類型的橋梁建設(shè)與學(xué)術(shù)性研究工作的開展提供可靠的參考依據(jù)。