蔡享繼
摘要:本文就特大橋箱梁頂推施工技術(shù)這一題材,簡要介紹中施工過程中的技術(shù)要點及質(zhì)量措施。
關(guān)鍵詞:特大橋;箱梁頂推;技術(shù)工藝
我們大家都知道,在正常情況下,箱梁結(jié)構(gòu)的施工往往采用滿堂式支架搭設(shè)而直接立?,F(xiàn)澆的方式進行。但是,如果是遇到跨湖、跨海或是高墩柱等特殊環(huán)境下而無法通過搭設(shè)支架來完成施工的箱梁結(jié)構(gòu),則可以通過采用梁體預制、現(xiàn)場頂推的方式來完成。而由于采用預制-吊裝-頂推方案往往需要建設(shè)預制場和投入大量的鋼模板,施工成本大,因此,一般小跨徑的中小橋則不適于采用該法,而只有當橋長達到一定長度的大型箱梁橋才考慮采用該法。下面,本人結(jié)合廣東省某高速公路項目××特大橋的建設(shè)情況,對特大橋箱梁結(jié)構(gòu)頂推法施工的一些技術(shù)要點及質(zhì)量控制措施進行簡要介紹,以供業(yè)內(nèi)同行參考供鑒。
1 頂推準備工作
1.1 滑道及側(cè)限滑道及側(cè)限是箱梁平穩(wěn)安全滑移的保證。其控制因素有:滑道標高、平整精確度、側(cè)向限位安裝等因素。施工時計算出滑道頂標高,進行測量精確控制,要求平整度偏差小于1毫米;側(cè)向限位系統(tǒng)及時正確安裝完善。
1.2 頂推牽引動力裝置頂推牽引裝置是ZL系列自動連續(xù)頂推系統(tǒng),由一套主控系統(tǒng),若干套泵站系統(tǒng)及所對應(yīng)若干套千斤頂系統(tǒng)等小系統(tǒng)構(gòu)成。頂推系統(tǒng)的因素有:起頂架、千斤頂安裝及調(diào)試、牽引索安裝及調(diào)整等因素。起頂架預埋時必須精確定位,否則影響千斤頂?shù)陌惭b;精心組織,合理安排人員,及時安裝各泵站及千斤頂,進行調(diào)試工作。
2 頂推過程控制
2.1 頂推施工操作箱梁預應(yīng)力束張拉完后,下降底模,穿牽引鋼束,利用自動連續(xù)千斤頂或240KN油壓千斤頂調(diào)整牽引鋼束受力狀況,并開始頂推。
我們在施工中采用了“多點頂推,分級調(diào)壓,集中控制”的方法進行頂推施工。
多點頂推,在每個墩點都設(shè)置了動力設(shè)備水平千斤頂;分散調(diào)壓則是液壓站上安裝有三個電磁換向閥控制油壓不超過容許范圍;集中控制是通過頂推指揮室電器總控臺與各墩液壓站的分控制并聯(lián),由色燈信號或?qū)υ挋C聯(lián)系指揮來進行操作。
頂推前啟動靜阻系數(shù)按8%,動力摩阻系數(shù)按5%根據(jù)每工況各支點反力來預計水平頂推的出力噸位。各墩準備就緒將信號送回主控臺,總指揮通過主控臺發(fā)出頂推指令,各墩連續(xù)千斤頂即同時工作,然后根據(jù)推力需要加大施力噸位,直到梁體開始前移,啟動后摩阻系數(shù)下降,摩擦力減小,此時適當降低各墩千斤頂?shù)某隽Φ燃墎磉m應(yīng)摩擦力的變化,使梁體平衡地向前推進,實現(xiàn)各墩同步頂推。
2.2塞四氟板梁體頂推時,墊塞四氟板是一項重要工作,梁體要平穩(wěn)安全頂推,四氟板必須及時跟進墊塞,梁體與滑道間不得脫空。四氟板的質(zhì)量直接影響梁體的摩阻系數(shù),給梁體頂推帶來極大的不利因素。
2.3測量控制梁體頂推過程中,測量控制因素主要是:梁體中心線及各墩頂偏位。隨著梁體的推進,側(cè)向限位控制其中心線偏位在10㎜以內(nèi),強力控制各千斤頂同步頂推,各墩頂?shù)钠痪谠O(shè)計要求范圍之內(nèi)。箱梁頂進時,測量人員跟蹤監(jiān)測各墩的偏位及梁體中心線位置,當中心線偏移時,及時利用側(cè)向限位調(diào)整,然后將其鎖定;由于第1、2、3段梁沒有側(cè)向限位,只能使用臨時導向設(shè)施或調(diào)整上下游連續(xù)千斤頂?shù)捻斄砜刂?。在頂推過程中對墩頂瞬間偏位的觀測尤為重要,一旦墩頂瞬間偏位超過設(shè)計值需立即停止施力,重新調(diào)整各墩頂施力分布,以保證各墩的偏位滿足設(shè)計要求。
2.4 頂推施工注意事項
①每次頂推,必須對頂推的梁段中線和各滑道頂?shù)臉烁哌M行測量,并控制在允許范圍以內(nèi):
a、導梁中線偏差不大于2.0mm;
b、梁體中線偏差不大于2.0mm;
c、相鄰兩跨支點同側(cè)的滑移裝置頂面高差±1.0mm;
d、同墩兩支點滑移裝置頂面高差±0.5mm。
②頂推過程中,隨梁體前移,均需不斷地以四氟板墊塞滑移,配足人員,端正插入,保持黑色的一面貼緊箱梁腹板,白色一面朝向不銹鋼滑板,切記不可放反。
③四氟滑板兩面均應(yīng)保持清潔,白色一面涂上潤滑用的硅脂以減少摩擦,清理四氟板不可使用汽油或柴油。
④頂推過程中若四氟板未及時跟進,應(yīng)立即停止,頂起箱梁腹板,放進四氟板后才可繼續(xù)頂推。
⑤每節(jié)段開始頂推時時,先推進5cm,立即停止,回油,再推進5cm,再停止,回油,為此反復兩三次,以松動各滑動面并檢查各部分設(shè)施,然后正式頂推。
⑥頂推時,各千斤頂應(yīng)同步逐級加力頂推,當箱梁處于動與不動的臨界狀態(tài)時,注意保持其余千斤頂油壓穩(wěn)定不動,只讓18#墩千斤頂升壓,以防止箱梁不勻速前進,加力順序為:先由18#墩各頂同步加力,然后其余各頂逐級同步加力,并注意保持聯(lián)系。
⑦頂推時,如果導梁桿件有變形、螺絲松動,導梁與箱梁聯(lián)結(jié)處有變形或混凝土開裂等情況發(fā)生時,應(yīng)立即停止頂推,進行處理。
3 質(zhì)量控制標準
①箱梁偏差:結(jié)構(gòu)尺寸±10.0mm,標高±5.0mm。
②各墩頂滑板標高與預制平臺之間各控制點的標高控制誤差為±1.0mm,左右兩滑道鋼板頂面的橫向誤差≤0.5mm,相對誤差為±1.0mm。
③梁體中線偏差不大于2.0mm。
4 施工注意事項
①鋼導梁安裝:常規(guī)做法是將鋼導梁埋入梁體(埋入深度與導梁等高),通過勁性骨架與梁體錨固成整體,其優(yōu)點是橫向、豎向抗扭剛度較大。缺點是受力復雜,安裝難度大,拆除不方便(拆除時需將導梁割斷,影響倒用)。湘江特大橋采用的方案是,用精軋螺紋鋼在鋼導梁端部通過施加預應(yīng)力進行錨固,其優(yōu)點是導梁不用埋入梁體,避免了梁體端部設(shè)計和施工的復雜性,安裝拆除簡單,受力明確,缺點是抗扭剛度較小,安裝時應(yīng)注意預應(yīng)力粗鋼筋必須有足夠的錨固長度(我們采用的為3-5m),錨固截面錯開,因為長度太短,張拉回縮量對粗鋼筋的預應(yīng)力損失很大。
②支承滑道安裝:支承管管道安裝的精度、剛度、平整度,對頂推梁施工起很關(guān)鍵的作用。在頂推過程中它對導梁的抗扭性、梁體的受力及摩阻力的變化都有直接影響,因此在安裝過程中要保證其精確位置(滑道受力面應(yīng)與箱梁腹板寬度重合),足夠的剛度和平整度。
③底模安裝:底模安裝要有足夠的剛度和平整度,要便于脫模和立模調(diào)整,我們采用將底模與分配梁用小三角鋼板連成整體,脫模和立模調(diào)整非常方便。
④頂推過程中應(yīng)重點控制的地方
a、根據(jù)工況的支點反力估算摩擦力來確定需要的牽引力,每工況的支點反力由設(shè)計單位提供。頂推十多段資料表明:摩擦系數(shù)在0.05-0.08之間,個別情況達0.12,主要原因是由于四氟板損壞造成。
b、位移觀測:位移觀測主要是梁體的中線偏移和墩頂?shù)乃狡?,頂推開始二段因沒有側(cè)向限位易產(chǎn)生偏移,在頂推過程需用千斤頂或倒鏈及時調(diào)整,一旦進入安裝側(cè)向限位,位移控制很容易做到,墩頂位移觀測非常重要,我們采用的辦法是根據(jù)設(shè)計允許偏位作為最大偏位值,換算坐標,從施力開始到梁體開始移動連續(xù)觀測,一旦位移超過最大值則立即停止施力,重新調(diào)整各墩施力分布。
c、施加頂推力:頂推力的大小是根據(jù)每工況各墩頂?shù)闹c反力來確定的,根據(jù)總的摩擦力來確定所需千斤頂?shù)臄?shù)量,再根據(jù)各支點反力來確定每臺頂所需施加牽引力的大小,通過油表來反應(yīng),頂推采用ZLD1000連續(xù)推頂千斤頂,使用之前按要求進行標定,每墩設(shè)二臺千斤頂、一個泵站,所有泵站由一個總控臺來控制,可同步作業(yè)和分別調(diào)節(jié)。
d、滑板的塞墊:頂推過程中滑板隨梁體一起滑動,因此頂推過程中每滑道必須有至少二人專職負責塞墊滑板。滑板必須使用表面光潔、無破損的有側(cè)限四氟析,光潔面涂以硅脂(一般采用優(yōu)質(zhì)黃油)與滑道面接觸每滑道面至少有三塊滑塊受力,嚴禁滑道脫空和使用破損滑塊。
結(jié)束語:
綜上所述,采用頂推法架梁法進行箱梁結(jié)構(gòu)施工,在合理安排下部主體工程施工后,頂推施工可與墩臺施工同步進行,從而縮短了大橋的總體施工工期。而且采用本工法,能充分利用各橋墩墩頂容許承受水平力的潛在能力,避免了設(shè)置大噸位頂推錨固設(shè)施。同時,它能將現(xiàn)場制梁架設(shè)的復雜工作分段化,把各個施工工序分成有規(guī)律的周期循環(huán)作業(yè),既不需要大型的機械設(shè)備,也最大限度地縮短了架梁時間。
參考文獻
[1]《橋梁頂推施工的精度探討》作者 趙志平 選自《橋梁建設(shè)》1994年02期