秘榮明
(中建路橋集團有限公司,河北石家莊 050000)
在鋼桁架連續(xù)梁橋工程施工中,要制定總體施工方案,仿真計算橋梁臨時結構的相關參數,加強關鍵工序的施工技術控制,做好施工全過程的監(jiān)控監(jiān)測工作,以保證橋梁應力、線形、沉降等實測數據達到設計要求。
某橋梁工程為三跨變截面連續(xù)鋼—混組合桁架橋,跨徑330m,橋面寬43m,分左右兩幅,中央分隔帶寬1.5m,單幅寬20.75m。主橋面板為現澆混凝土橋面板,厚為28cm,采用分段澆筑工藝,利用T形板和剪力釘連接鋼桁架結構。混凝土橋面板內設置預應力鋼束,采用分批張拉施工技術。主橋采用主跨140m的鋼桁架連續(xù)梁,每個墩位采用48根鉆孔灌注樁,樁長為70m。
2.1.1 桁片制造安裝流程
(1)結合本工程的設計要求,制作橋桁片,制作工藝流程為:制作單元件→涂裝單元件→制作桁片→拼裝雙榀吊裝桁片→焊接桁片→橋位防腐涂裝。
(2)在制作鋼桁架時,按照廠制預拱度設計胎架縱向各點標高,根據相關規(guī)范要求設計橫向各箱梁底面標高[1];鋼桁架的下弦和上弦施工分別采用正拼法、倒拼法,其中兩個單元件采用臥拼法。
2.1.2 作業(yè)平臺組拼
(1)在施工現場預制施工平臺,采用鋼管樁支撐平臺,要求施工平臺的剛度、強度和穩(wěn)定性達到規(guī)范要求;預壓處理作業(yè)平臺,避免作業(yè)過程中出現不均勻沉降;在水上作業(yè)平臺上預留出30~35cm,用于打頂調梁;在每個焊縫附近均安裝臨時支撐,防范施工安全風險。
(2)調整梁段,固定作業(yè)平臺,焊接作業(yè)平臺的桿件,加強焊接質量控制[2]。
(3)上弦作業(yè)平臺固定在上弦接口處,采用吊籃形式;下弦作業(yè)平臺預留出橋位,采用護欄形式。
2.1.3 梁段吊裝
(1)本工程的單元吊裝段確定為1/4、3/4節(jié)點處,將吊裝夾具安裝到鋼桁梁節(jié)點位置,準備吊裝。
(2)計算節(jié)段吊裝受力值,在中墩節(jié)段中,最大應力在許用應力范圍內,最大變形量為0.61mm,符合設計中的彈性變形量要求[3]。
2.1.4 鋼桁梁架設
(1)在加工廠焊接拼裝鋼桁架單元件,質量檢查合格后運至施工現場;施工現場采用龍門吊組拼鋼桁架,龍門吊型號為120t,共2臺。
(2)在雙棧橋完工后,拼裝跨線龍門吊機,開始臨時墩施工;在考慮到本工程航道通航因素的情況下,配合采用200t浮吊開展吊裝作業(yè)。
(3)鋼桁梁的架設流程為:采用120t龍門吊施工棧橋;臨時墩施工采用履帶吊,龍門吊負責吊裝臨時墩的中間部位[4];龍門吊吊裝1#、2#墩的D5、D9節(jié);按照順序吊裝與D5、D9節(jié)段相鄰的橫撐和平聯;繼續(xù)吊裝D4、D3、D2、D1、D6節(jié)段的鋼桁架及其附屬構件;吊裝D8節(jié)桁片,此節(jié)桁片位于主橋墩;采用浮吊吊裝4排臨時墩,最后吊裝D7合龍節(jié),合龍節(jié)段由2臺龍門吊同時起吊,吊裝完成后再對稱吊裝相鄰橫撐和平聯。
2.1.5 合龍段安裝
測量梁端位移,確定合龍段長度,根據確定的長度配切鋼桁架,預留出15cm切割余量;在合龍段與兩端懸臂段連接中采用頂底板加強件,連接后采用環(huán)縫焊接工藝;在焊縫全部完工后完成合龍。
2.1.6 現場焊接
(1)在橋梁上搭設焊接平臺,要求焊工穿戴齊全防護用具,保證焊工空中作業(yè)的人身安全;焊接采用CO2氣體保護焊,使用藥芯焊絲。
(2)在降雨、大風、大霧的天氣條件下盡量停止焊接施工,設置遮擋工作棚,在做好防護措施后可繼續(xù)施工;在焊縫被雨水淋濕的情況下,要用火焰加熱法去除焊縫上殘留的水分,再將焊縫周邊位置打磨干凈,不得留有銹跡,之后繼續(xù)焊接[5]。
(3)在縱向分段焊接中,按照下弦桿環(huán)口焊接、上弦桿環(huán)口焊接、橫聯焊接的順序依次焊縫;在環(huán)形焊縫焊接時,在焊縫位置安排雙數焊工,焊工采用對稱焊接方式;在箱型結構焊接時,同時焊接腹板兩側焊縫,同時焊接平焊縫和仰焊縫;在立焊到1/3板厚的位置時,換至仰面或平面位置繼續(xù)焊接,之后輪換立焊,直到焊接完工[6]。
2.2.1 監(jiān)控內容
鋼桁架連續(xù)梁施工是一項較為復雜且系統(tǒng)的工作,為確保工程質量要做好相關的監(jiān)控工作,具體監(jiān)控內容如下:
(1)關鍵截面的應力監(jiān)測,如弦桿、腹桿、橋面板等,以應變計作為應力監(jiān)測設備,通過振弦式傳感器采集相關數據,傳感器的靈敏度應不低于1με。
(2)橋梁結構線形及變化是施工監(jiān)測的主要內容,對鋼桁架的豎向高程和水平偏移量要嚴格控制,若偏移超限則必須立即停工,查明原因解決處理后,方可恢復施工。
(3)橋梁施工中要監(jiān)測墩柱沉降,確保上部結構施工能夠順利開展。監(jiān)測方法為墩柱上埋設棱鏡,可每間隔30d觀測一次,對沉降值準確記錄[7]。
(4)橋梁的線形和應力會受到溫度影響,因此在鋼桁架連續(xù)梁施工中,要做好溫度監(jiān)測工作。通過監(jiān)測獲取各個節(jié)點的溫度,為定位坐標和應力控制提供可靠依據。
2.2.2 監(jiān)控過程
(1)在鋼桁架連續(xù)梁施工過程中,搭設臨時支架時必須預壓,以此來消除非彈性變形,并測量出實際的變形值,據此確定鋼桁架的預抬值??梢园凑?20%的鋼桁架自重對臨時支架堆載預壓,時間不少于72h,當支架連續(xù)24h內的沉降量低于2.0mm時,經現場監(jiān)理工程師批準后,便可結束預壓[8]。
(2)本工程中,監(jiān)控時間長且工作量比較大的環(huán)節(jié)是鋼桁架現場拼裝,為確保拼裝質量,相關單位要做好溝通和協調工作。監(jiān)理單位要依據實際開展分析計算,為施工單位提供準確無誤的控制點高程及鋼桁架預拱度,并將應變計布設在關鍵桿件的受力部位,當一個節(jié)段施工后,應及時采集應力,與理論應力做對比,獲取偏差值。若是偏差超出規(guī)范要求必須停工并查明原因,解決處理后才能恢復施工,避免影響結構的安全性??梢罁O(jiān)理單位給出的預拱度加工鋼桁架,在一個節(jié)段施工后,開展聯合測量,借此來復核施工定位,確認無誤后,便可施工下個節(jié)段。
(3)鋼桁架合龍段架設前,要對控制點高程及節(jié)點應力連續(xù)監(jiān)測,每間隔2h采集一次數據,時間不少于3個工作日,以此來為最佳合龍時機的選擇提供依據;臨時支架拆除時,可通過模擬計算的方法,確定出最佳的順序。拆除過程中監(jiān)測應力和高程,看實測值與理論值之間存在的偏差是否超限,若是超限,則必須查明原因,避免影響結構安全。
(4)按照施工圖紙的要求控制橋面板的厚度,可將應變計布設在重要的截面上,在張拉前采集應變,與理論值對比,為預應力的合理施加提供依據。
鋼桁架連續(xù)梁橋施工要加強關鍵工序施工質量控制,由工廠完成桁片制作,將桁片運輸到施工現場采用龍門吊進行梁段吊裝,在鋼桁梁架設和合龍段安裝完畢后,安排焊工現場焊接接縫。在橋梁施工全過程中,要對鋼桁架應力、橋面線形、墩柱沉降進行監(jiān)測,保證工程施工質量。