摘要:文章結(jié)合連續(xù)梁橋箱梁0#塊施工實例,介紹了采用體內(nèi)錨固與體外支撐相結(jié)合的臨時錨固方式,即在蓋梁預(yù)埋直徑為32 mm的精軋螺紋鋼與0#塊進行錨固,同時在墩柱兩側(cè)承臺頂箱梁腹板下設(shè)置兩根鋼管支墩的施工方法,并提出施工過程中的質(zhì)量及安全控制措施。通過采取該墩梁臨時固結(jié)措施,達到橋梁上構(gòu)主梁掛籃懸臂澆注施工安全順利進行并準確合龍的目的。
關(guān)鍵詞:連續(xù)梁橋;0#塊;臨時固結(jié);掛籃懸臂澆筑施工
中圖分類號:U445.4A260863
0引言
隨著廣西高速公路建設(shè)高潮的到來,山區(qū)高速公路路線經(jīng)過地區(qū)大多山坡陡峻、溝谷深度大、切割深,且縱橫交錯,需修建高架橋跨越,掛籃平衡澆筑法施工在懸臂梁橋施工中得到廣泛使用。如梁身與橋墩設(shè)計為非剛性連接,懸臂澆筑梁身時,需將墩頂梁段與橋墩臨時固結(jié),采用臨時固結(jié)措施,解決了連續(xù)梁橋墩梁結(jié)合部的抗彎能力[1]。本文以某大橋0#塊臨時固結(jié)施工實踐為例,介紹了連續(xù)梁橋墩梁臨時固結(jié)施工工藝及施工方法,并提出施工過程中的質(zhì)量及安全控制措施,同時引入有限元整體模型分析,確保了臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)的安全。
1工程概況
桂平二線船閘公路改線工程上引航道交通橋結(jié)構(gòu)形式為(50+84+100+100+84+50)m連續(xù)箱梁橋,橋面寬16.5 m,主梁底寬8.5 m。采用三角掛籃澆筑連續(xù)梁段,整橋總共5個T構(gòu)。連續(xù)梁體上部結(jié)構(gòu)與墩柱之間設(shè)置支座,支座處不能傳遞彎矩[2]。為避免施工過程中因施工荷載不平衡引起結(jié)構(gòu)傾覆,必須對0#塊做好臨時固結(jié)措施。
2臨時固結(jié)設(shè)計驗算
根據(jù)該交通橋高墩臨時固結(jié)特點,將橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性作為受控參數(shù),確定預(yù)埋32 mm精軋螺紋鋼的數(shù)量及鋼支墩的規(guī)格,從而達到橋梁上部箱梁結(jié)構(gòu)施工安全、線形控制準確的目的。同時采用預(yù)埋精軋螺紋鋼和安裝鋼管支墩相結(jié)合方式,該施工方法操作簡單實用,不損壞主梁結(jié)構(gòu)及墩柱,質(zhì)量控制良好,固結(jié)時間短,施工工期短,支撐鋼管可以重復(fù)利用[3]。橋梁墩柱受力計算簡圖如圖1所示。
根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況,施工過程存在的荷載,主要為節(jié)段掛籃懸臂澆筑施工產(chǎn)生的不平衡荷載乘以相應(yīng)的安全系數(shù)。采用荷載工況進行驗算,計算整體穩(wěn)定性、剛度、強度是否符合要求。通過試算以及采用Midas Civil軟件建立計算模型驗算,確立最終的臨時加固模型。
2.1不平衡荷載計算
假設(shè)在施工過程中,有節(jié)段(B5)掛籃及混凝土墜落,相當于在A5段施加了一個不平衡力F,該力主要為掛籃自重和混凝土自重,整個梁體將會沿著支點A發(fā)生傾覆。梁體各節(jié)段混凝土自重產(chǎn)生的傾覆彎矩及抗傾覆彎矩如表1所示。根據(jù)上述方法可以分別計算每個節(jié)段墜落后,梁體所產(chǎn)生的傾覆彎矩及抗傾覆彎矩,最終求出最大的傾覆彎矩,采用最大傾覆彎矩值進行驗算[4]。如圖2所示為某節(jié)段掛籃及混凝土墜落受力計算簡圖。
2.2確定預(yù)埋精軋螺紋鋼的數(shù)量
2.3鋼管支墩的長細比
2.4Midas Civil軟件建立計算模型
通過試算和Midas Civil軟件建模驗算,有限元模型如圖3所示,驗算其整體穩(wěn)定性,各桿件的組合應(yīng)力、剪應(yīng)力等均滿足要求,形成最終的模型,指導(dǎo)施工方案編制及現(xiàn)場實施。
3主要材料與設(shè)備
3.1主要材料(表2)
4施工工藝流程及操作要點
4.1施工工藝流程
現(xiàn)場勘查、技術(shù)準備→蓋梁里預(yù)埋精軋螺紋→蓋梁頂設(shè)置臨時固結(jié)支座→搭設(shè)臨時支架→0#塊施工完后連接精軋螺紋鋼→張拉臨時固結(jié)精軋螺紋鋼→拆除0#塊支架→安裝鋼管支墩→安裝掛籃進行上部主梁施工→合龍段澆筑完成對接后拆除臨時固結(jié)系統(tǒng),完成體系轉(zhuǎn)換[5]。
4.2主要操作要點
4.2.1預(yù)埋精軋螺紋鋼及臨時支墩的安裝
(1)根據(jù)精軋螺紋鋼受力特點,其設(shè)置根據(jù)箱梁底寬度分配間距以分散集中力。
(2)精軋螺紋鋼及其配套元件在加工場內(nèi)安裝為一體,腹板鋼筋綁扎好后整體吊裝就位和固定,設(shè)架立筋固定牢固,以保證精軋螺紋鋼位置準確和波紋管不變形。
(3)臨時鋼管支墩安裝時要保證支墩的軸線垂直,以免因臨時支墩安裝傾斜,在箱梁施工過程中產(chǎn)生水平分力。
(4)在每個支撐點位置,臨時支墩與梁體及支撐的接觸面面積需經(jīng)計算確定,不能超出結(jié)構(gòu)混凝土強度范圍。
(5)鋼管支撐墩安裝時做好臨時固定,并及時焊接斜撐,使其形成整體。
4.2.2臨時固結(jié)
在澆筑墩柱混凝土前,在墩柱里面預(yù)埋精軋螺紋鋼。施工時,要嚴格控制精軋螺紋鋼的垂直度,確保其在受力后只承受豎向拉力,同時注意保護預(yù)埋精軋螺紋鋼的接頭螺紋[6]。
(1)橋墩頂設(shè)臨時固結(jié)支座。橋墩施工時在橋墩蓋梁之頂面設(shè)臨時固結(jié)支座,其高程與永久支座相同,頂面設(shè)5 cm厚的硫磺砂漿層。使墩頂范圍內(nèi)墩頂至箱梁底板形成一個整體,均勻受力。
(2)0#塊施工。0#塊施工時,預(yù)埋精軋螺紋鋼要進行精確定位,確保其在一條垂直線上。0#塊澆筑張拉完預(yù)應(yīng)力鋼絞線后,拆除0#塊支架,保留臨時固結(jié)支撐。
(3)臨時固結(jié)精軋螺紋鋼。0#塊施工完后,對精軋螺紋鋼進行張拉,每根精軋螺紋鋼張拉力為設(shè)計值的90%,張拉時要對稱緩慢進行。在精軋螺紋鋼錨固過程中,張拉力控制在設(shè)計允許范圍內(nèi)。臨時固結(jié)精軋螺紋鋼在主梁懸臂施工過程中承受兩端對稱的不平衡力矩。懸臂施工中要經(jīng)常檢查臨時固結(jié)系統(tǒng),確保臨時固結(jié)系統(tǒng)工作正常[7]。
(4)拆除臨時固結(jié)系統(tǒng)。合龍段澆筑完成后,即拆除全橋臨時固結(jié)系統(tǒng),拆除順序為:拆除臨時固結(jié)精軋螺紋鋼→拆除臨時固結(jié)支墩→拆除臨時固結(jié)支座。在拆除過程中要對稱緩慢進行[8]。0#塊臨時固結(jié)是主梁掛籃懸臂澆筑的關(guān)鍵工序,由于所采取的固結(jié)方法科學(xué)有效,整個施工過程安全穩(wěn)定,確保了主梁掛籃懸臂澆筑順利施工及主梁準確合龍。
5質(zhì)量控制措施
(1)在0#塊施工時,保持精軋螺紋鋼的垂直度。保持臨時支墩安裝的垂直度和穩(wěn)定性,確保安全施工。
(2)主梁合龍后,拆除臨時固結(jié)系統(tǒng),拆除時采取與固結(jié)時相同的監(jiān)控措施。在整個固結(jié)、拆除施工過程中,必須跟蹤監(jiān)控,且在固結(jié)和拆除的過程中,要保持對稱操作。
(3)在安裝臨時鋼管支墩時,為達到鋼管支墩安放平整、密貼、鋼管頂部縱坡平順的目的。在施工時,根據(jù)主梁底板縱坡情況,對鋼管支墩上承面進行縱坡設(shè)計,如設(shè)置楔鋼板,對支墩下承面應(yīng)通過對墊石標高及幾何尺寸的精確計算來指導(dǎo)和控制施工[9]。
(4)查看鋼管支墩頂面與主梁底板間密貼度,確保鋼管支墩受力均勻。
(5)在主梁懸臂澆筑過程中,要保持兩端施工荷載平衡。嚴禁出現(xiàn)一側(cè)荷載超限的情況。
6安全措施
(1)各項工序施工前,技術(shù)人員向班組施工人員進行安全技術(shù)交底,使全體施工人員熟悉施工的全過程及每一細節(jié)的安全注意事項,并經(jīng)培訓(xùn)合格后方能上崗。
(2)橋梁高墩臨時固結(jié)時應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的橫、縱向限位裝置,以防臨時支墩在固結(jié)后發(fā)生水平位移。
(3)用于張拉精軋螺紋鋼的千斤頂安裝就位后要進行試頂,確保各千斤頂出缸自由、可控,同時盡可能把千斤頂?shù)男谐瘫3衷诳傂谐?/3之內(nèi)。
7結(jié)語
通過計算、試驗、實踐,證明連續(xù)梁橋臨時固結(jié)采用預(yù)埋精軋螺紋鋼和安裝鋼管支墩施工方法切實可行,質(zhì)量控制良好,施工工期短,安全高效,橋梁上構(gòu)主梁掛籃懸臂澆筑施工安全順利并準確合龍。
應(yīng)加強施工過程中的施工監(jiān)控,有條件的可以對臨時墩的應(yīng)力狀態(tài)進行監(jiān)測,防止應(yīng)力超限;同時加強進場材料的驗收,對鋼管節(jié)點支撐處做好加強處理,防止結(jié)構(gòu)局部屈服從而引起整體垮塌等問題。
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作者簡介:袁陳博(1986—),工程師,主要從事道路施工技術(shù)工作。