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        高架橋模塊化拼裝施工技術(shù)

        2023-08-12 03:27:26李和平劉前宏陳應(yīng)豪
        石油化工建設(shè) 2023年3期
        關(guān)鍵詞:頂梁架橋機(jī)高架橋

        李和平 劉前宏 陳應(yīng)豪

        中國(guó)化學(xué)工程第七建設(shè)有限公司 四川成都 610100

        隨著城市交通的迅猛發(fā)展,高架橋成為城市交通建設(shè)不可或缺的一項(xiàng)重要內(nèi)容。由于傳統(tǒng)現(xiàn)澆或整孔架設(shè)的施工方法都會(huì)對(duì)地面交通造成不同程度的影響,需占用較多的施工用地。而高架橋模塊化拼裝法施工不僅可以節(jié)省施工用地,甚至可做到橋上的架設(shè)施工不影響橋下的交通。如果把施工作業(yè)影響城市交通造成的損失也作為高架橋建設(shè)投入的一部分,高架橋模塊化拼裝法施工相比傳統(tǒng)的技術(shù)就有明顯的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益。

        以下以迪拜R1013/ 2D 阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路項(xiàng)目工程為例,結(jié)合國(guó)內(nèi)外節(jié)段箱梁拼裝理論基礎(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工工序及施工要點(diǎn),論述高架橋模塊化拼裝施工技術(shù)。R1013/ 2D 阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路項(xiàng)目實(shí)景圖如圖1 所示。

        圖1 R1013/ 2D阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路實(shí)景圖

        1 工藝原理

        高架橋模塊化拼裝施工技術(shù),其原理就是將橋梁上部結(jié)構(gòu)劃分為若干標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段,在預(yù)制廠匹配預(yù)制完成后,運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)架橋機(jī)在已經(jīng)施工完成的橋墩上按順序逐塊組拼,同時(shí)施加預(yù)應(yīng)力,使之成為整體結(jié)構(gòu),并沿預(yù)定的安裝方向逐跨拼裝和推進(jìn)。

        2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

        圖2 為R1013/ 2D 阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路項(xiàng)目施工工藝流程圖。

        圖2 項(xiàng)目施工工藝流程圖

        2.1 施工準(zhǔn)備

        (1)熟悉并審查合同文件、設(shè)計(jì)文件、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),編制適用于項(xiàng)目實(shí)際的施工方案。

        (2)場(chǎng)地準(zhǔn)備:此項(xiàng)工作存在兩個(gè)部分,一是預(yù)制場(chǎng)場(chǎng)地的準(zhǔn)備;二是施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備。必要的一個(gè)條件是橋墩施工完成率在50%以上,且達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

        (3)施工前對(duì)相應(yīng)的作業(yè)人員做必要的安全培訓(xùn)和技術(shù)交底。

        2.2 節(jié)段梁預(yù)制

        本項(xiàng)目共1901 塊節(jié)段梁,分為4 種不同規(guī)格型號(hào),為了滿(mǎn)足進(jìn)度要求,用于匹配預(yù)制的鋼模,每種型號(hào)準(zhǔn)備了2 套,也就相當(dāng)于在預(yù)制場(chǎng)設(shè)置了8 條生產(chǎn)線。為了節(jié)段梁能提前轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放預(yù)制的成品需要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,所以開(kāi)始預(yù)制的時(shí)間最好與橋墩施工同步。節(jié)段梁的預(yù)制施工工藝如圖3 所示。

        圖3 節(jié)段梁的預(yù)制施工工藝流程

        預(yù)制工作最重要的環(huán)節(jié)就是對(duì)各項(xiàng)尺寸的精準(zhǔn)把控,因此必須在預(yù)制場(chǎng)建立一套測(cè)量監(jiān)控系統(tǒng),以提高節(jié)段梁的成型精度和橋梁線型得以保證。測(cè)量監(jiān)控流程見(jiàn)如圖4 所示。

        圖4 預(yù)制工作的測(cè)量監(jiān)控流程圖

        2.3 橋墩頂?shù)鬃A(chǔ)的復(fù)核和準(zhǔn)備

        (1)安裝節(jié)段梁時(shí),必須首先安裝橋墩部位,以用于架橋機(jī)安裝擺放的支撐點(diǎn)和每跨橋梁之間的連接點(diǎn)。

        (2)在安裝之前,首先檢查復(fù)核橋墩頂?shù)鬃A(chǔ)表面的外形、標(biāo)高尺寸及預(yù)留孔的尺寸。確認(rèn)無(wú)誤后,在橋墩的四周搭設(shè)安裝操作平臺(tái),以保證作業(yè)人員的安全。

        2.4 底座(支座)安裝固定

        (1)根據(jù)圖紙要求,將型號(hào)正確的橋梁底座安裝在規(guī)定位置,將其每個(gè)螺栓孔與橋墩上的預(yù)留孔對(duì)應(yīng),并保證預(yù)埋螺栓全部插入了孔內(nèi)。

        (2)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量底座的各項(xiàng)數(shù)據(jù)并調(diào)整角度,確認(rèn)無(wú)誤后,請(qǐng)求監(jiān)理復(fù)測(cè),合格后記錄相關(guān)數(shù)據(jù),底座安裝完成。

        2.5 臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)安裝

        為保證墩頂梁塊安裝的質(zhì)量,需要安裝一套臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng),詳見(jiàn)圖5。該臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一套液壓千斤頂,一般每個(gè)正式底座配備2 個(gè)液壓千斤頂。工作時(shí),僅需操控液壓主機(jī)來(lái)對(duì)千斤頂進(jìn)行升降調(diào)節(jié)。其噸位需根據(jù)墩頂梁塊的重量選用,本項(xiàng)目選用的型號(hào)為100t。

        圖5 臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖

        臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):用液壓千斤頂替代傳統(tǒng)的墊塊支撐,自動(dòng)化程度高,安全且高效;能承受被安裝節(jié)段梁的自身重量,保護(hù)正式底座不被碰撞而發(fā)生位移;在節(jié)段梁安裝過(guò)程中能有效調(diào)整梁塊安裝的角度,使其滿(mǎn)足水平要求或坡度要求,是一套可調(diào)節(jié)的支撐系統(tǒng)。

        2.6 墩頂梁塊安裝

        用吊車(chē)將墩頂塊梁吊裝到臨時(shí)支撐系統(tǒng)上,現(xiàn)場(chǎng)操作見(jiàn)圖6。在吊裝的過(guò)程中,必須確保各個(gè)方位的準(zhǔn)確性,指揮吊車(chē)下鉤,使臨時(shí)支撐系統(tǒng)受力;在確認(rèn)每個(gè)液壓千斤頂都受力后,操控液壓主機(jī),將墩頂塊的水平度調(diào)整至設(shè)計(jì)要求。測(cè)量工程師用全站儀和水準(zhǔn)儀全程跟蹤監(jiān)控,在確定滿(mǎn)足要求后,吊車(chē)方可脫鉤,再進(jìn)行下一塊梁的吊裝。

        圖6 墩頂梁塊安裝現(xiàn)場(chǎng)圖

        2.7 架橋機(jī)安裝、調(diào)試

        (1)架橋機(jī)的安裝之前,必須要有至少3 個(gè)以上橋墩的墩頂梁塊全部安裝就位;

        (2)架橋機(jī)的安裝一般是由生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé),現(xiàn)場(chǎng)僅配合;

        (3)架橋機(jī)安裝完成后,還需對(duì)每個(gè)行動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)校和測(cè)試,對(duì)起重吊裝部分進(jìn)行荷載測(cè)試;待一系列測(cè)試合格后,方可向監(jiān)理提出正式安裝節(jié)段梁的申請(qǐng)。

        2.8 節(jié)段梁吊裝、組對(duì)

        2.8.1 懸臂段安裝

        (1)架橋機(jī)測(cè)試合格且得到監(jiān)理的架橋許可令后,架橋機(jī)就位,將預(yù)安裝的節(jié)段梁運(yùn)送至架橋機(jī)縱軸中心線±600mm 的位置,以便架橋機(jī)吊裝。節(jié)段梁的安裝順序一般為,先在橋墩的兩側(cè)各安裝三塊節(jié)段梁(稱(chēng)為懸臂段),然后再安裝中間空余位置的節(jié)段梁(稱(chēng)為填充段),這樣的安裝方式是為了預(yù)應(yīng)力張拉工作更為方便。

        (2)現(xiàn)場(chǎng)工程師應(yīng)首先檢查預(yù)安裝的節(jié)段梁在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中是否存損壞,并確保所有預(yù)埋件表面沒(méi)有污垢、灰塵或其他殘留物,還要檢查所有預(yù)留孔型是否正確。檢查完畢后,在預(yù)埋管周?chē)惭b好O 型膠環(huán)。

        (3)在節(jié)段梁頂面預(yù)留的吊裝孔上安裝懸掛梁,用于吊裝。

        (4)將編號(hào)SBG- U1 節(jié)段梁吊起,在大約離架橋機(jī)橫梁底部300mm 距離處,將編號(hào)SBG- U1 從起重機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到架橋機(jī)桁架的垂直吊桿上。在吊裝過(guò)程中,節(jié)段梁上不得站人。

        (5)將SBG- U1、D1、U2、D2、U3 和D3 吊裝懸掛在桁架的垂直吊桿上(圖7),用100mm 木質(zhì)墊塊將每段箱梁隔開(kāi),木質(zhì)墊塊應(yīng)用繩子固定到箱梁上。

        圖7 SBG- U1、D1、U2、D2、U3 和D3 吊裝示意圖

        (6)將SBG- U1 預(yù)先匹配到墩頂梁塊,并調(diào)整縱向/ 橫向角度,以確保整個(gè)間隙均勻。

        (7)使用架橋機(jī)上的起重機(jī)將SBG- U1 縱向移動(dòng)到離橋墩段300mm 處,并在節(jié)段梁之間插入兩個(gè)T 形木塊,以保持300mm 的間隙;在兩個(gè)完全匹配的節(jié)段梁表面上涂抹環(huán)氧樹(shù)脂膠水,厚度約為1.5mm。膠水應(yīng)與應(yīng)力管道保持15mm 的距離,但相鄰管道之間必須垂直有一層膠水。

        (8)運(yùn)用架橋機(jī)上的液壓系統(tǒng)施加臨時(shí)應(yīng)力,將兩個(gè)結(jié)合的節(jié)段梁內(nèi)部的連接桿增壓至40t;然后梁塊外部的連接桿也分別加壓至40t;最后將頂部中央的連接桿加壓至40t,使梁塊完全匹配粘合。

        (9)在臨時(shí)應(yīng)力過(guò)程中多余的膠水會(huì)被擠出,應(yīng)使用刮刀刮除。

        (10)對(duì)SBG- D1、U2、D2、U3 和D3 按照上述步驟進(jìn)行同樣操作,臨時(shí)應(yīng)力將一直保持,直到完成整垮橋梁永久受力方可拆除。

        2.8.2 填充段段安裝

        (1)重復(fù)懸臂段安裝的(1)、(2)、(3)步驟。

        (2)將編號(hào)SBG- 9 節(jié)段梁吊至編號(hào)為N+1 橋墩D3 的懸臂梁上方位置,且與D3 要重疊300mm 左右,便于工作人員從D3 梁上進(jìn)入到SBG- 9,如圖8 所示。

        圖8 SBG- 9 節(jié)段梁吊裝示意圖

        (3)提升編號(hào)為SBG- 1 的節(jié)段梁至N+0 橋墩處的懸臂梁SBG- U3 旁邊,并處于同一水平;在兩段梁之間安裝臨時(shí)應(yīng)力拉桿,并拉緊臨時(shí)應(yīng)力拉桿,使兩段梁成為整體結(jié)構(gòu);最后,將架橋機(jī)上的起重裝置脫鉤。如圖9 所示。

        圖9 SBG- 1 節(jié)段梁的吊裝示意圖

        (4)提升編號(hào)為SBG- 2 的節(jié)段梁至SBG- 1 處約300mm,水平高度大致相同。將SBG- 2 從起重裝置上轉(zhuǎn)移至架橋機(jī)桁架的垂直吊桿上。

        (5)重復(fù)上述步驟,將剩余的節(jié)段梁吊裝完畢(圖10)。用100mm 木質(zhì)墊塊將每段箱梁隔開(kāi),木質(zhì)墊塊應(yīng)用繩子固定到箱梁上。

        圖10 節(jié)段梁吊裝完畢現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖

        (6)需要對(duì)SBG- 1 進(jìn)行測(cè)控,所以必須精確的完成每個(gè)方向的水平定位,以確保能與SBG- U3 完全匹配。

        (7)節(jié)段梁SBG- 1 水平定位完成后,將SBG- 2 至SBG- 8 用環(huán)氧樹(shù)脂膠水粘合一起,并施加臨時(shí)應(yīng)力;每個(gè)節(jié)段梁的三向水平由測(cè)量員確認(rèn),然后將節(jié)段梁荷載轉(zhuǎn)移到架橋機(jī)桁架的垂直吊桿上;之后,可以進(jìn)行微小的水平調(diào)整,調(diào)整的范圍為+/ - 5mm。

        (8)整體微調(diào)后,在橋墩N+1 處的節(jié)段梁SBG- 9和SBG- D3 需要最后的對(duì)齊和調(diào)平。

        2.9 箱梁調(diào)節(jié)段施工

        在整跨節(jié)段梁安裝完成后,都會(huì)有一條不規(guī)則的施工縫,該縫的主要作用是調(diào)節(jié)預(yù)制過(guò)程中與實(shí)際尺寸不匹配造成的缺口,稱(chēng)為調(diào)節(jié)段。調(diào)節(jié)段的施工就是將縫口用鋼筋和混凝土在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆,從而使整個(gè)橋梁完全閉合。

        2.10 預(yù)應(yīng)力張拉

        調(diào)節(jié)段施工完成后,且混凝土達(dá)到了養(yǎng)護(hù)期,此時(shí)可施加永久應(yīng)力;待永久應(yīng)力完成后,架橋機(jī)上的臨時(shí)應(yīng)力拉桿方可拆除。拆除臨時(shí)應(yīng)力拉桿的同時(shí),可將墩頂梁塊的臨時(shí)支撐系統(tǒng)拆除,并安裝到下一段預(yù)安裝的橋墩上。最后,將之前安裝完成正式底座的螺栓孔進(jìn)行灌漿錨固。

        3 質(zhì)量保證措施

        (1)建立一套完整的架橋施工程序,加強(qiáng)質(zhì)量控制,在進(jìn)入下道工序前必須報(bào)檢。對(duì)施工方法、程序、工藝要求、關(guān)鍵控制點(diǎn)做詳盡的交底。

        (2)實(shí)行全面質(zhì)量管理,建立QC 小組,由質(zhì)檢員對(duì)各關(guān)鍵工序進(jìn)行檢查,并作好記錄,實(shí)行質(zhì)量一票否決權(quán)。

        (3)所有材料及設(shè)備進(jìn)場(chǎng)必須符合規(guī)定程序,并經(jīng)驗(yàn)收合格;測(cè)量?jī)x器和計(jì)量器具須經(jīng)校驗(yàn)、檢定合格。

        (4)針對(duì)不合格項(xiàng)應(yīng)立即報(bào)告并采取糾正和預(yù)防措施。

        4 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

        預(yù)制拼裝施工橋梁因具有施工快速、質(zhì)量可靠和耐久、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),可最大程度地縮短施工周期,減少施工現(xiàn)場(chǎng)用工量(約50%),降低城市建設(shè)對(duì)交通和市民生活造成的干擾,減少對(duì)大氣環(huán)境和道路交通的影響,很大程度上解決了揚(yáng)塵治理問(wèn)題?,F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間比現(xiàn)澆施工明顯縮短,施工對(duì)地面道路交通的影響顯著減小。綜上所述,采用預(yù)制拼裝技術(shù)的綜合效益明顯提高。

        5 結(jié)語(yǔ)

        高架橋模塊化拼裝施工技術(shù)安全高效,施工質(zhì)量好,建設(shè)速度非???,造價(jià)低,占地少,對(duì)周邊居民的交通出行幾乎沒(méi)有影響,濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著,特別是在阿聯(lián)酋地區(qū)首次使用該技術(shù)就取得了成功,非常具有推廣意義。

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