張新林
(中鐵三局集團(tuán)廣東建設(shè)工程有限公司,廣東 廣州 511400)
鐵路網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張對(duì)橋梁施工技術(shù)的新需求,尤其是在面對(duì)大跨度橋梁建設(shè)時(shí),連續(xù)梁掛籃法顯得尤為重要。該技術(shù)能夠高效地應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形和重要交通節(jié)點(diǎn)上的橋梁施工難題。但施工過程中的多重風(fēng)險(xiǎn),包括作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性和高空作業(yè)的困難,以及如何確保工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全的問題,都需要系統(tǒng)的研究和解決策略。在多種復(fù)雜外部載荷作用下,確保連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)安全和施工質(zhì)量是鐵路橋梁建設(shè)的核心。因此,研究連續(xù)梁掛籃施工技術(shù),以及在施工過程中的質(zhì)量監(jiān)控手段,對(duì)于提高鐵路橋梁工程質(zhì)量、延長(zhǎng)橋梁壽命以及保障鐵路運(yùn)輸安全具有十分重要的意義。
項(xiàng)目廣佛環(huán)線佛山西站至廣州北站段位于佛山市東北部、廣州市的西北部,是珠三角城際軌道交通網(wǎng)重要組成部分。線路起自佛山西站,經(jīng)佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)、里水鎮(zhèn)、廣州市花都區(qū)炭步鎮(zhèn)、秀全街道和白云區(qū)江高鎮(zhèn),止于廣州北站,線路長(zhǎng)度47.029 km(新建線路44.620 km),三工區(qū)共兩座橋梁分別為:大欖特大橋起訖里程DK14+341.49-DK20+964.15,全長(zhǎng)6 622.66 m,全橋共有6處懸臂現(xiàn)澆梁;唐邊特大橋起訖里程DK12+853.28-DK14+341.49,全長(zhǎng)1 488.21 m,全橋共有2處懸臂現(xiàn)澆梁。
在鐵路橋梁的連續(xù)梁建設(shè)中,采用的菱形架勢(shì)掛籃施工技術(shù)標(biāo)志著工程施工方法的一大進(jìn)步。這種技術(shù)通過其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為解決大跨度橋梁建設(shè)提供了高效的解決方案。掛籃結(jié)構(gòu)的核心部件包括兩片菱形主桁架和它們的連接部分,這一組件構(gòu)筑了支撐整個(gè)施工作業(yè)的主承重系統(tǒng)。
菱形主桁架不僅是掛籃的骨架,還承載了施工期間的主要負(fù)荷,包括施工材料的重量和混凝土澆筑產(chǎn)生的負(fù)荷。通過桁架間的連接部位,此系統(tǒng)保障了整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固和力學(xué)一致性。掛籃的工作平臺(tái),由底籃和懸吊系統(tǒng)組成,提供了一個(gè)穩(wěn)定的支撐面供施工人員操作以及混凝土的澆筑。懸吊系統(tǒng)通過將底籃穩(wěn)定地掛在主桁架之下,同時(shí)允許按需進(jìn)行高度調(diào)整,為施工帶來便利。為了使掛籃能沿橋梁軸線移動(dòng),后錨系統(tǒng)和行走系統(tǒng)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。后錨系統(tǒng)確保掛籃在施工過程中位置穩(wěn)定,而行走系統(tǒng)則讓掛籃能夠順暢地跨越橋跨進(jìn)行施工。
2.2.1 掛籃安裝
在鐵路橋梁建設(shè)中,連續(xù)梁的掛籃施工法整合了多學(xué)科技術(shù),對(duì)施工流程的精確執(zhí)行至關(guān)重要,因?yàn)樗苯雨P(guān)系到項(xiàng)目的進(jìn)度和成果。掛籃部件到場(chǎng)后,首先要進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查,確保每個(gè)部分都有合格證明,且制作過程達(dá)到了規(guī)定的質(zhì)量要求,避免使用劣質(zhì)材料,保證掛籃結(jié)構(gòu)的完整性和安全性。掛籃拼接應(yīng)在0#塊的預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿工作結(jié)束后開始。在此之前,所有防護(hù)設(shè)備應(yīng)已安裝到位,以保護(hù)工作人員的安全。拼裝工作中,工人必須佩戴符合安全規(guī)定的防護(hù)裝備,如雙鉤安全帶,以降低高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。在已經(jīng)處理平整的表面上,按照設(shè)計(jì)的標(biāo)線鋪設(shè)承重鏈板。鏈板排列成一定的形式,并通過銷軸連接,保證掛籃在橋上可以平穩(wěn)移動(dòng)。
主桁架由多個(gè)桿件和節(jié)點(diǎn)箱連接而成,首先在地面組裝成菱形結(jié)構(gòu),然后利用起重設(shè)備將其吊裝到橋面,并與反扣輪、滑移支座連接。安裝完成后,進(jìn)行位置調(diào)整,確?;浦ёc預(yù)留孔的對(duì)齊,便于后續(xù)的錨固系統(tǒng)安裝。主桁架就位后,安裝前上橫梁和中門架。中門架由幾個(gè)部分螺栓連接而成,使用起重設(shè)備先安裝于主桁架之間,注意調(diào)整間距,以確保整體結(jié)構(gòu)的平衡和穩(wěn)固。整個(gè)安裝過程中,技術(shù)和施工團(tuán)隊(duì)需嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和安全標(biāo)準(zhǔn),保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和施工有序進(jìn)行,確保掛籃施工的精確與安全。
2.2.2 掛籃行走
鐵路橋梁連續(xù)梁施工中掛籃的移動(dòng)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié),它影響著項(xiàng)目的順利進(jìn)行和質(zhì)量水平。在掛籃移動(dòng)施工之前,必須開展一系列精確的準(zhǔn)備活動(dòng),以保障施工的安全與高效。準(zhǔn)備工作首先涉及確認(rèn)已澆筑的梁段預(yù)應(yīng)力已張拉并壓漿,且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%以上,這是啟動(dòng)掛籃的基本條件。接著,作為施工平臺(tái)的掛籃要求在施工前對(duì)梁段進(jìn)行充分處理,包括調(diào)整錯(cuò)臺(tái)和修補(bǔ)預(yù)埋孔等,以確保工作面的堅(jiān)實(shí)性。啟動(dòng)掛籃前,還需對(duì)梁段上掛籃的起始位置進(jìn)行明確標(biāo)記,有助于控制移動(dòng)過程中的前進(jìn)距離,提升施工精度。此外,應(yīng)事先在新澆梁段上定位行走軌道中心線,并進(jìn)行砂漿找平作業(yè),確保掛籃的移動(dòng)順暢和軌道對(duì)接的精確性。掛籃下放后,要記錄橫梁兩端的里程樁號(hào),移動(dòng)后進(jìn)行復(fù)核以雙重確保前移控制。同時(shí),要保證邊跨和中跨掛籃的移動(dòng)量一致性,防止偏差產(chǎn)生。在施工中,預(yù)埋各類關(guān)鍵埋件至關(guān)重要,它們?yōu)閽旎@錨桿錨固和內(nèi)導(dǎo)梁滑移提供支持點(diǎn)。埋件的安裝必須準(zhǔn)確且符合設(shè)計(jì)要求,以加強(qiáng)掛籃移動(dòng)的安全性。
2.2.3 掛籃拆除
鐵路橋梁的連續(xù)梁建設(shè)中,掛籃施工是一項(xiàng)技術(shù)密集型工作,其中拆除環(huán)節(jié)同樣重要,需要細(xì)致規(guī)劃。掛籃的安全拆卸,是確保工程質(zhì)量、施工安全和環(huán)保的關(guān)鍵。下面對(duì)拆卸工藝和注意事項(xiàng)進(jìn)行概述。在開始拆卸之前,必須進(jìn)行周密的準(zhǔn)備,這涉及對(duì)梁段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的評(píng)估以及對(duì)掛籃條件的檢驗(yàn),確保無缺陷存在。拆卸策略需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件制定,如邊跨通車情況和中跨合龍部位的位置。邊跨能承受車輛通行時(shí),通常采用吊車直接拆除;若不能,需要將掛籃后撤至固定端進(jìn)行拆解。合龍段則通過地面或水路運(yùn)輸拆卸模板和架構(gòu)。拆除步驟開始于內(nèi)導(dǎo)梁,此項(xiàng)作業(yè)在最后一個(gè)段落完成后進(jìn)行,并確保張拉和壓漿已全面實(shí)施。拆卸內(nèi)導(dǎo)梁需要先將其吊起至梁面再降至地面堆放。其次,進(jìn)行內(nèi)模拆卸,多由工人手動(dòng)操作,將木模和桁架拆開,并通過孔洞移除,使用吊車轉(zhuǎn)移到地面。接著是底籃系統(tǒng)的移除,操作中要結(jié)合卷揚(yáng)和手拉葫蘆。將手拉葫蘆固定在橫梁和底板的吊裝點(diǎn)上,通過倒吊方式將底籃降至地面或船上,進(jìn)而拆解。整個(gè)拆卸過程中,須強(qiáng)調(diào)施工人員安全,并采取措施防止對(duì)環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)造成影響。拆卸順序通常與安裝相反,需嚴(yán)格遵循以確保工作順暢。
在橋梁連續(xù)梁掛籃施工的設(shè)計(jì)階段,確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和全面性是首要任務(wù),這將對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量和安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須綜合考慮施工技術(shù)規(guī)范、梁體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料的力學(xué)性能、環(huán)境因素等多個(gè)方面,以確保掛籃結(jié)構(gòu)的合理性和可行性。設(shè)計(jì)過程中,細(xì)致的受力分析是基礎(chǔ)。需要通過精確計(jì)算來確定掛籃結(jié)構(gòu)能夠承受的最大荷載,以及在施工過程中掛籃可能遭受的各種力的影響,確保在任何情況下掛籃結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。這涉及到對(duì)材料的挑選,每一種材料都必須滿足嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并且適應(yīng)長(zhǎng)期面對(duì)自然環(huán)境的挑戰(zhàn)。同時(shí),設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要對(duì)工程所在地的特定環(huán)境狀況進(jìn)行全面評(píng)估,如風(fēng)速、溫差、濕度等,這些條件都可能對(duì)掛籃的性能產(chǎn)生重大影響。例如,設(shè)計(jì)時(shí)需考慮掛籃在強(qiáng)風(fēng)影響下的穩(wěn)定性,以及極端溫度條件下材料性能的變化,確保在不同環(huán)境下均能保持施工的連續(xù)性和安全性。為了保障施工質(zhì)量,設(shè)計(jì)文件必須包含全面的技術(shù)規(guī)范和詳細(xì)的施工指導(dǎo)意見。這些文件不僅要詳盡無遺,還要易于施工團(tuán)隊(duì)理解和執(zhí)行。通過資深工程師的嚴(yán)格審核和校對(duì),設(shè)計(jì)文件應(yīng)能夠指導(dǎo)施工人員準(zhǔn)確無誤地搭建和使用掛籃。在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮施工過程中可能出現(xiàn)的問題和挑戰(zhàn),預(yù)先制定出應(yīng)對(duì)的策略和預(yù)案,以便于在施工過程中能夠迅速響應(yīng)并解決問題。
為確保掛籃施工質(zhì)量,質(zhì)量控制的初步步驟是關(guān)鍵,涉及選擇合適的材料、制訂施工計(jì)劃和對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。首先,選用已經(jīng)驗(yàn)證的高品質(zhì)材料至關(guān)重要,并對(duì)這些材料進(jìn)行嚴(yán)格的入場(chǎng)檢查,以符合設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。掛籃組件入場(chǎng)時(shí),還需對(duì)其進(jìn)行特定的品質(zhì)檢測(cè),例如焊接和鋼材的強(qiáng)度檢驗(yàn)。接下來,精心編制的施工計(jì)劃是保證項(xiàng)目成功的另一要素,應(yīng)詳細(xì)說明操作步驟、安全管理、質(zhì)量控制措施及應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的預(yù)案。此外,確保施工隊(duì)伍通過專業(yè)培訓(xùn),對(duì)施工細(xì)節(jié)和操作規(guī)范有深入了解是非常必要的。最后,維護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的良好運(yùn)行狀況,包括定期進(jìn)行的維護(hù)和校準(zhǔn),也是確保施工質(zhì)量的要點(diǎn)之一。
在施工過程中,實(shí)施有效的質(zhì)量控制對(duì)于達(dá)到預(yù)期構(gòu)造成效至關(guān)重要。這要求建立一套完善的施工程序和質(zhì)量監(jiān)督體系。每一個(gè)步驟,包括但不限于懸挑施工、掛籃操作和模板搭建,都應(yīng)遵循精確的操作指南和質(zhì)量評(píng)估準(zhǔn)則。對(duì)掛籃的精確移位進(jìn)行嚴(yán)格控制,保證梁段正確拼接,是工程質(zhì)量的基礎(chǔ)。同時(shí),監(jiān)測(cè)連續(xù)梁在施工期間的形變情況也是不可忽視的一環(huán)。利用全站儀、GPS等先進(jìn)測(cè)量工具,對(duì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)進(jìn)行持續(xù)跟蹤,確保其與設(shè)計(jì)相符,一旦發(fā)現(xiàn)任何超出預(yù)設(shè)限度的變形,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。安全管理在施工全過程中也同樣重要。應(yīng)保障作業(yè)人員的安全,以及施工環(huán)境的安全無害。
文章聚焦鐵路橋梁施工的核心技術(shù)問題——連續(xù)梁掛籃方法及其質(zhì)量管理。首先指出連續(xù)梁在現(xiàn)代鐵路工程中的普遍應(yīng)用,著重強(qiáng)調(diào)其設(shè)計(jì)的連續(xù)性和優(yōu)良的適應(yīng)性,特別是在克服復(fù)雜地形和減少橋墩需求方面的優(yōu)勢(shì)。不過,這種結(jié)構(gòu)的施工復(fù)雜度和對(duì)精度的高要求也相應(yīng)提升,因此文章結(jié)合具體的工程案例,對(duì)鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)及質(zhì)量控制的措施進(jìn)行論述,探討出具體的應(yīng)用方法。