白勇BAI Yong
(中鐵十二局集團第一工程有限公司,西安 710038)
隨著中國高鐵建設的持續(xù)推進,鐵路橋梁建造的技術也在穩(wěn)步提升。由于能夠在大規(guī)模生產(chǎn)基地實現(xiàn)大規(guī)模預制,并使用大型運輸和安裝機械一次性完成整個構件的架設,因此后張法預應力混凝土簡支箱梁被廣泛用于鐵路橋梁工程,并且產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效應。然而,當對時間有嚴格要求的項目需要用到架橋機卻受限時,通常會選擇現(xiàn)場澆筑的方式來實施。
這篇文章主要以徐鹽鐵路跨越漢陽大道的特大橋的現(xiàn)澆梁施工為例,詳細闡述了采用側位支架澆筑和橫向頂推就位的重要技術。
對于側位支架和橫向頂推的箱梁梁端,我們使用直徑為0.63m 的螺旋鋼管做為立柱,內部由盤扣式支架構成。為了確保支架基礎穩(wěn)定性,在地面上設置了一個埋深1.2m、厚度為1.5m 的鋼筋混凝土基礎。接下來,采用C35等級的混凝土進行澆筑。每個螺旋管之間都通過[20b 型槽鋼進行了縱橫方向上的聯(lián)結以及剪刀撐結構的設計,同時槽鋼與螺旋鋼管相互焊接在一起。螺旋鋼管的頂部放置一塊I50b 型的工字鋼,以加強兩者之間的固定效果,設計了用于移動箱梁的滑動軌道,軌道利用I50b 型號的工字鋼制作而成,在上面覆蓋一層10mm 厚通長不銹鋼板,在箱梁平移滑板底部放置聚四氟乙稀制成的滑動表面。
為了確?,F(xiàn)澆梁建設的順利進行,避免出現(xiàn)頂推橫移關鍵環(huán)節(jié)的失誤情況,必須嚴格管理建筑施工過程中的每一個步驟細節(jié)。根據(jù)在跨漢陽大道特大橋側位現(xiàn)澆頂推橫移的現(xiàn)場的實踐經(jīng)驗,并結合相關技術規(guī)范的理論知識,對實踐工作做如下總結。
現(xiàn)澆箱梁的施工技術已經(jīng)非常成熟,我們在這里不再詳細敘述,本文重點放在介紹側位現(xiàn)澆梁支架和橫移頂推施工中的各個關鍵環(huán)節(jié)的關鍵施工技術及施工控制措施上。
對于橫移支架的基礎施工,根據(jù)設計檢算使用鋼筋混凝土基礎,該基礎的厚1.5m,基礎其表面高出地面0.3m。混凝土標號C35。當?shù)鼗寥辣煌诰蛑猎O計標高之后,需對基底情況進行動力觸探試驗,以確保承載力不低于180kPa。若發(fā)現(xiàn)實際地基承載力無法滿足設計需求,則需將基底以下50cm 土壤更換為碎石,并對其進行充分的壓實。
鋼管立柱必須伸入到基礎混凝土1.1m 深,管內混凝土的高度應當超過基礎頂面標高30cm。基礎設置上下兩層鋼筋網(wǎng)片,采用直徑18mm 的螺紋鋼,鋼筋網(wǎng)格間距為0.2m×0.2m,兩層鋼筋網(wǎng)片之間采用直徑為16mm 的螺紋鋼筋作為支撐,頂層鋼筋網(wǎng)片保護層厚度為7.5cm,底層鋼筋網(wǎng)片保護層厚度為10cm。鋼筋網(wǎng)片要連接成一個整體,并且綁扎牢固。
支架計算書得出的基礎尺寸是基礎施工的依據(jù),施工中嚴格按照計算書建議,對承載力不足的部位進行換填、碾壓,基底處理完要進行動力觸探,確保地基承載力符合設計要求?;A尺寸和位置也必須嚴格遵循計算結果,不能隨意更改基礎埋置深度和混凝土標號。
使用直徑為0.63m 的螺旋鋼管作為支撐結構的立柱,并在其底部設置1.0m×1.0m×0.02m 的鋼板來固定立柱的位置和穩(wěn)定性。然后通過焊接的方式將其置于預先放置好的鋼板之上。為了增強這種連接方式,需要在鋼管和鋼板之間的每個接觸點都進行完全的焊接處理。
在開始安裝之前,需要再次測量預埋鋼板的高度,以便確認所需鋼管高度。鋼管間的垂直和水平連接采用[20槽鋼,連接各節(jié)點必須經(jīng)過充分的焊接,確保堅固耐用。此外,還需在離鋼管頂端0.5m 的地方橫向添加I50b 工字鋼用于加強支架頂部,同時設置I50b 縱向工字鋼,縱向工字鋼也同樣需要被組焊到一起,從而形成一個完整的系統(tǒng)。
最后,還需要在每側增加兩個[20 槽鋼斜撐,這個過程是在立柱的基礎施工階段就已提前做好準備的,當立柱施工完畢之后,再把斜撐焊接到立柱上去。
四根型號為I50b 的工字鋼組焊件焊接在箱梁橫移滑道上,且工字鋼與底部縱梁進行焊接。在工字鋼上方鋪設一塊通長不銹鋼的鋼板,在不銹鋼板上面安裝移動箱梁底座。在平移的箱梁底座下方墊聚四氟乙稀滑板。
聚四氟乙稀滑板安裝前,與不銹鋼板接觸面要涂抹黃油,以減小聚四氟乙稀滑板與不銹鋼板之間的摩擦力。
不銹鋼板要與工字鋼連接牢固,可采用點焊或全面焊接,焊接完高出鋼板表面的部分要打磨平整,防止移梁時滑道產(chǎn)生阻力。
橫向移動的滑道兩側必須設置限位裝置,防止箱梁滑動時滑出軌道?;纼蓚认尬粨醢宀捎?.5cm 高的角鋼,端部采用鋼板組焊件制作,根據(jù)箱梁底座的大小精確地定位限位擋板的位置。
鋼板組焊件構成了箱梁的平移底座,其下方預設直徑3cm 的孔洞,用于牽引鋼絞線。
對于移梁滑道和軌道I50b 工字鋼,必須保持緊密的貼合度,中間不能有任何隔離物,焊接的長度應在5~10cm之間,并且左右兩側要對稱間隔布置,焊縫需牢固。
在鋼管立柱安裝完成之后,必須對其頂部的標高進行核查,以保證軌道頂部標高的精確性。
在完成箱梁混凝土的澆筑之后,按照設計圖紙的規(guī)定,混凝土的強度需要達到設計強度的80%才能進行初步張拉。一旦初次張拉完畢,首先要移除外部模板,然后移除滑道以外的所有底模和盤扣支架,并將內部模板從中取出。下一步,測量團隊對箱梁的軸線進行再次核查。
按照設計圖紙和規(guī)范要求,在箱梁混凝土的齡期期、混凝土強度、彈性模量等達到要求之后,我們安排箱梁終張拉、所有孔道壓漿、端頭封錨、防水材料涂抹等相關操作。同時,還需要清理掉梁內和梁面的雜物,且確保梁上沒有任何閑置的物品,以便做好平移前的準備工作。
移梁前滑道上要滿涂黃油,避免移梁時產(chǎn)生額外的阻力。
使用?15.2 的鋼絞線作為箱梁平移的主要牽引工具,每個梁端設置兩根鋼絞線。借助70 噸穿心式千斤頂來提供推動力。這些鋼絞線的一端被預先固定到箱梁底座上,鋼絞線穿過箱梁底座,另一端固定在千斤頂上。檢查鋼絞線穿過的每個位置,不能與滑道任何部位摩擦或者碰撞,當箱梁及底座一起移動的時候,可以通過滑動軌道發(fā)生位移。在整個滑移過程中,需要確保兩側同時推進,并且對平移速率進行精確控制。如圖1 所示為橫向頂推支架的前視圖。
在箱梁平移過程中,主要摩擦力產(chǎn)生于箱梁底座的不銹鋼板和聚四氟乙烯滑板之間,根據(jù)經(jīng)驗及查表得出磨擦比率為0.05,因此頂推力是:
一根鋼絞線所承受的作用力:
兩根鋼絞線的牽引力:
所以,只需在每一梁端使用兩根鋼絞線就能達到預期的效果,然后利用70t 的千斤頂進行牽引。
在進行箱梁平移操作之前,需要對支架和平移軌道進行徹底檢查,以確保箱梁和底座與支架、梁體底模完全分離,軌道上沒有任何雜物且涂抹黃油進行了潤滑,所有準備工作確保箱梁的重量能夠通過底座完全支撐在滑道上。
在將箱梁移動到指定位置后,測量團隊檢查箱梁軸線的偏移狀況,確認無誤之后再進行落梁操作。
經(jīng)過計算梁體重量,我們選擇四個400t 的液壓千斤頂來進行落梁,千斤頂按照設計位置,在箱梁的兩個梁端各安裝兩個。千斤頂在墩頂安裝之前,安裝位置要打磨平整,加墊1cm 厚鋼板,千斤頂與鋼板、鋼板與墩頂不得留有縫隙。千斤頂在墩頂?shù)木唧w位置見圖2。
圖2 落梁千斤頂位置
開始落梁之前,需要把千斤頂放置于其設計的地點并加以穩(wěn)固。當箱梁移動至預定位置時,使用400t 的千斤頂將其抬升約2cm,以便讓它完全脫離軌道,接著拆掉平移軌道和基礎部分,保證在箱梁下降的過程中沒有任何障礙物存在。一旦所有的準備工作都已準備就緒,便可同時開啟四臺千斤頂,使得箱梁逐漸平穩(wěn)地降落直至達到設定的標高。
在確保箱梁的落梁位置正確后,需要對其底部標高和軸線定位進行檢查。一旦確定無誤,就可以裝配支座螺栓和鋼板。接著,運用重力灌漿技術向支座注入灌漿料。待灌漿料到達設計強度時,再將千斤頂拆掉,完成箱梁受力體系轉換。詳細的支座灌漿示意圖請參見圖3。
圖3 支座灌漿示意圖
①在箱梁進行橫向移動之前,必須將底模完全與箱梁分離,只能移梁底座與梁體接觸。
②對于箱梁的提升,我們需要從兩側開始交替操作,每個側面使用一對雙頂單泵的方式來實現(xiàn)并聯(lián)。這些并聯(lián)的千斤頂高壓油管必須具有相同的長度和規(guī)格,以保證其最終的壓力與提升力保持一致,且可以同時升高或降低,被提升的一端能夠達到統(tǒng)一支撐點,以便于兩種千斤頂能協(xié)同工作。未參與提升的另一端則需把千斤頂?shù)膫涿睌Q緊,這樣就能使箱梁產(chǎn)生等量的兩個支撐點,進而與已提升的部分共同構成三個支撐點。
③必須保證頂梁高度滿足設計需求,并且千斤頂中心到梁端的間距不得超過工程設計允許的長度。
④在頂升和下落箱梁的過程中,必須安裝保護支撐墩,這些支撐墩應該用鋼板焊接成為組焊件,并且隨著箱梁的升降而增加或減少。
⑤對于箱梁而言,其橫向滑動軌道需保證與其他部分連為一體,形成穩(wěn)定、流暢并具有相同高度的整齊滑動路徑。任何一側梁端滑動軌道的高度誤差不能超過2mm 并且沒有突出的變化點。同時,兩端滑動軌道需要水平且同等高度,避免出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象。當箱梁移動的時候,兩側應該同步操作,速度不超過每分鐘2m,且移動的路徑應該是統(tǒng)一的。完成箱梁的平移之后,應當依次升高箱梁以取出滑移軌道及其支撐部件。
通過對于側位支架澆筑橫向頂推就位的混凝土箱梁整個施工過程進行詳細的研究與實施進行總結,其包含的技術復雜程度較高,各個步驟之間緊密聯(lián)系,不能有任何差錯發(fā)生。因此,為了確保順利實施以后類似的項目,我們需要做好充足的前期準備并制定詳細的施工組織設計,特別是在關鍵環(huán)節(jié)的管理上,要廣泛參考文獻、精確計算,反復驗證,科學安排,嚴密執(zhí)行,這樣才有可能實現(xiàn)高質量、高效率且安全無誤地完成這個項目。