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        城市橋梁預制拼裝快速化施工關鍵技術

        2023-03-12 02:30:16金國海
        城市道橋與防洪 2023年2期
        關鍵詞:蓋梁吊點預埋

        金國海

        (杭州地方鐵路發(fā)展有限公司,浙江 杭州 310000)

        1 概述

        莫干山路提升改造(石祥路—繞城北線104 國道收費站)工程是杭州市城市快速路網“四縱五橫三連十一延伸”總體規(guī)劃中的重要“一連”。本項目南起現(xiàn)狀留石快速路T 型立交,北至繞城北線104國道收費站,規(guī)劃設計為高架快速路+城市主干道形式[1],全長約5 500 m。下部結構采用立柱+蓋梁形式,立柱最大截面3 m×1.8 m,最大重量165 t;一體式標準蓋梁橫向長度24.2 m,重量達到275 t,如圖1。

        圖1 立柱蓋梁標準斷面圖(單位:cm)

        2 主要施工方法及原理

        2.1 立柱、蓋梁預制

        立柱、蓋梁鋼筋均采用胎架制安。立柱胎架底端部設控制底座板,頂口設主筋定位板,臺座定位底座采用H200×200×8×12 型鋼組焊,如圖2;蓋梁胎架由型鋼和鋼板結構組成,頂部設置橫桿,作為蓋梁頂部主筋的挑梁,橫桿上按照蓋梁主筋間距開設凹槽,主筋安裝按照凹槽位置進行擺放,如圖3;同步安裝蓋梁與墩柱連接處灌漿金屬波紋管。

        圖2 立柱鋼筋制安

        圖3 蓋梁鋼筋制安

        立柱、蓋梁均采用鋼板加型鋼骨架組合鋼模板。立柱面板采用8 mm 普通鋼板與2 mm 不銹鋼板復合鋼板;蓋梁面板采用8 mm 的普通鋼板。

        立柱、蓋梁均采用臺座梁場預制[2]。立柱模板和立柱鋼筋籠采用臥拼式一體化組裝,通過翻轉架翻身,整體吊運至澆筑臺座固定后進行混凝土澆筑;蓋梁鋼筋、灌漿套筒、灌漿波紋管、預埋件等安裝完成、模板檢查合格后進行混凝土澆筑,如圖4。

        圖4 立柱混凝土澆筑

        2.2 立柱、蓋梁運輸

        莫干山一體式標準蓋梁重量達275 t,大型超重構件采用特制18 軸液壓平板車運輸,18 軸液壓平板車可根據蓋梁重量,通過懸掛和專項液壓系統(tǒng),液壓提升貨臺,均衡載重軸數,平均分配每軸重量小于20 t,可確保蓋梁運輸及市政道路、橋梁施工安全。預制立柱專用9 軸運輸車運輸到現(xiàn)場,如圖5。

        圖5 大型構件運輸

        2.3 立柱、蓋梁吊裝

        立柱、蓋梁采用260~650 t 大型履帶吊或汽車吊進行吊裝[3]。立柱頂設置2 個吊點,每個吊點采用4根φ15.20 mm 鋼絞線,鋼絞線端部按P 錨進行設置,埋設深度0.9 m,外露0.15 m,吊機起吊立柱后,先采用坐漿料坐漿,后對灌漿套筒進行灌漿,完成立柱安裝;蓋梁頂設置4 個吊點,每個吊點采用4 根φ15.20 mm 鋼絞線,鋼絞線端部按P 錨進行設置,埋設深度0.9 m,外露0.3 m,先采用2 臺吊機雙機抬吊至立柱頂部坐漿,如圖6,后對金屬波紋管灌漿,完成蓋梁安裝。

        圖6 蓋梁吊裝

        2.4 多節(jié)段蓋梁預制及安裝

        門式多節(jié)段蓋梁長44.2 m,見圖7,采用臺座長線法預制。大型吊機將邊節(jié)段蓋梁吊至牛腿與邊墩支座,見圖8,通過導向板使邊節(jié)段與基準節(jié)段牛腿及邊墩支座頂楔形鋼板貼合,調整蓋梁頂面和側面的精軋螺紋,同時施加臨時預應力,擠壓膠結縫粘接劑,最后對預應力孔道進行壓漿和封錨,完成蓋梁安裝。

        圖7 蓋梁標準斷面圖(單位:cm)

        圖8 蓋梁邊節(jié)段安裝

        3 技術創(chuàng)新

        3.1 預制立柱快速精確安裝技術

        預制立柱采用吊機快速吊裝至墩位處,利用座漿擋板導向框完成安裝初對位,匹配8 個反力座快速調節(jié)垂直度,絲桿頂推調節(jié)平面位置,如圖9,自鎖式千斤頂確保垂直度滿足要求,施工精度高,安裝速度快。從立柱起吊、坐漿、下落,30 min 內即可完成精調到位,較立柱常規(guī)模板支架法(約10 d)施工大大縮短了工期,且安裝精度高,施工速度快,質量有保證。

        圖9 立柱安裝

        3.2 雙立柱一體化蓋梁精確定位技術

        立柱鋼筋預埋利用標準定位架進行卡控,如圖10,預埋鋼筋定位精度±2 mm,確保預埋鋼筋定位框架相對位置關系準確。標準定位架采用性能優(yōu)良的成套模板和定位工裝系統(tǒng),其中定位工裝系統(tǒng)包含承臺定位框、灌漿套筒定位框架、立柱定位框架、金屬波紋管定位框架,工裝定位系統(tǒng)五位一體,保證相對應孔軸線對齊,確保預制精度控制。

        圖10 立柱預埋鋼筋定位架

        3.3 超長、超重蓋梁快速安裝技術

        莫干山項目一體式預制蓋梁單節(jié)段最長24.2 m,單節(jié)最重275 t,為國內最長及最重的預制蓋梁。蓋梁采用大型履帶吊雙機抬吊,四角對拉倒鏈縱橫向高精度快速調整,安裝精度控制±2 mm。因采用工裝設備卡控技術,蓋梁孔位與立柱預埋鋼筋偏差相對較小,從蓋梁起吊、坐漿、下落,30 min 內即可完成精調到位,較蓋梁常規(guī)支架法(約15 d)施工,安裝精度高,施工速度快,減少了支架對交通影響,大大縮短了工期。

        3.4 長大多節(jié)段蓋梁預制及干接精確安裝技術

        常規(guī)蓋梁對接施工采用濕接縫,本項目蓋梁接頭為多節(jié)段干結蓋梁預制端模匹配技術,采用項目發(fā)明的分段蓋梁干結安裝施工方法及系統(tǒng),即基準節(jié)段和邊節(jié)段匹配面均勻涂抹2~3 mm 環(huán)氧樹脂,利用蓋梁自重擠壓密實上下匹配面環(huán)氧樹脂,安裝穿心千斤頂對拉,擠壓力控制在0.2 MPa,使蓋梁頂底部匹配面均擠壓密實,有效的保證了干結的施工質量,技術先進。且44.2 m 的長度打破了國內預制蓋梁最長、最重記錄,大大增加了蓋梁的可拼裝長度,增加了預制蓋梁的適用范圍。

        3.5 套筒灌漿質量保證技術

        為保證立柱灌漿質量,立柱設置下止?jié){閥、上L型PPR 彎管,如圖11,灌漿選用高強無收縮灌漿料(C100),強度達到100 MPa。通過上L 型PPR 彎管灌漿料呈圓股狀漿液,且持續(xù)出漿大于等于2 s 后停止灌漿。

        圖11 立柱灌漿

        孔道預埋應變片,引線出L 型PPR 彎管,經過儀器應變檢測,壓漿飽滿度合格率達到100%。通過該方法檢測,解決了預制立柱灌漿只能通過經驗觀察出漿法而確定質量,無法通過檢測灌漿飽滿度的難題,且該操作輕便、快捷,有效保證了灌漿質量。

        圖12 立柱灌漿應變檢測

        3.6 吊具設計及軟吊帶使用技術

        針對蓋梁重量大、長度長,吊點間距小的特點,項目設計了蓋梁吊具,增大了吊點間距,有利于蓋梁吊裝定位調整;同時吊裝采用了軟吊帶,其具有輕便、易拆卸的優(yōu)點,同時克服了粗鋼絲繩不利于精度微調的弱點。

        4 結語

        莫干山路提升改造(石祥路—繞城北線104 國道收費站)工程橋梁預制拼裝施工技術對橋梁構件進行標準化、機械化、模塊化、精細化管理,作業(yè)時交通壓力小、安全系數高,施工速度快[4]、整體進度可控、質量有保證[5]。通過采用預制立柱快速精確安裝、雙立柱一體化蓋梁精確定位、超長超重蓋梁快速安裝、長大多節(jié)段蓋梁預制及干接精確安裝、套筒灌漿質量保證、多輪18 軸液壓均衡平板車運輸、機械化集中吊裝、吊具設計及軟吊帶使用等方法,大大提高了城市橋梁施工效率,可實現(xiàn)在復雜交通環(huán)境下城市橋梁綠色、快速化施工,將對交通、人文、環(huán)境的影響降至最低,在城市橋梁施工技術中具有廣泛應用前景[6]。

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