□鞠 勇 □王 欣 □賈 鵬(永城市水利局)
掛籃是懸澆箱梁的主要設(shè)備,它是沿著軌道行走的活動(dòng)腳手架及模板支架。就國內(nèi)外現(xiàn)有的掛籃按結(jié)構(gòu)形式可分為桁架式、三角斜拉帶式、預(yù)應(yīng)力束斜拉式、斜拉自錨式;按行走方式可分為滑移式和滾動(dòng)式;按平衡方式可分為壓重式和自錨式。對(duì)某一具體工程,應(yīng)根據(jù)梁段分段情況,根據(jù)對(duì)掛籃的重量、要求承受荷載及施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)掛籃進(jìn)行認(rèn)真詳細(xì)的設(shè)計(jì)。除必須滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求外,還要使其行走、錨固方便可靠,重量不大于設(shè)計(jì)規(guī)定。掛籃由主桁架、錨固、平衡系統(tǒng)及吊桿、縱橫梁等部分組成,由工廠或現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)掛籃設(shè)計(jì)圖紙精心加工而成。
掛籃是利用已澆筑的箱梁段作為支撐點(diǎn),通過桁架等主梁系統(tǒng)、底模系統(tǒng),人為創(chuàng)造一個(gè)工作平臺(tái)。對(duì)于0號(hào)、1號(hào)塊掛籃沒有支撐點(diǎn)或支撐長(zhǎng)度不夠,需采用其他方式澆筑。一般采用扇形托架澆筑。扇形托架可用萬能桿件、貝雷片或其他裝配式桿件組成,托架可支撐在橋墩基礎(chǔ)承臺(tái)上或墩身上。托架除須滿足承重強(qiáng)度要求外,還須具有一定的剛度,各連續(xù)點(diǎn)應(yīng)連接緊密,螺栓旋緊,以減少變形,防止梁段下沉和裂縫。
對(duì)于連續(xù)箱梁,梁與墩未固結(jié)在一起,施工時(shí),兩側(cè)懸澆施工難以保持絕對(duì)平衡,必須在施工中采取臨時(shí)固結(jié)措施,使梁具有抗彎能力。臨時(shí)固結(jié)一般采用在支座兩側(cè)臨時(shí)加預(yù)應(yīng)力筋,梁和墩頂之間澆筑臨時(shí)混凝土墊塊。將梁固結(jié)在橋墩上,使梁具有一定的抗彎能力。在條件成熟時(shí),再采用靜態(tài)破碎方法,解除固結(jié)。
懸臂澆筑施工工藝流程圖
第一,主梁各部分的長(zhǎng)度由主梁的形式、跨徑、墩寬、掛籃的形式以及施工周期來確定。0號(hào)段長(zhǎng)度一般為5~20m,懸澆分段長(zhǎng)度一般為3~5m。
第二,橋墩頂梁段及橋墩頂附近梁段施工時(shí),可采用托架或膺架為支架就地澆筑混凝土。托架或膺架應(yīng)經(jīng)過設(shè)計(jì),計(jì)算彈性及非彈性變形。
第三,在梁段混凝土澆筑前,應(yīng)對(duì)掛籃(托架或膺架)、模板、預(yù)應(yīng)力筋管道、鋼筋、預(yù)埋件、混凝土材料、配合比、機(jī)械設(shè)備、混凝土接縫處理情況進(jìn)行全面檢查,經(jīng)確認(rèn)后方可澆筑。
第四,懸臂施工過程中,若梁身與墩身采用非剛性連接,為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,懸臂梁橋和連續(xù)梁橋應(yīng)實(shí)施0號(hào)塊梁段與橋墩間臨時(shí)固結(jié)支承措施,對(duì)于剛性連接的T型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)梁,因結(jié)構(gòu)本身已具有一定的抗彎能力,可根據(jù)設(shè)計(jì)和施工要求在墩旁架設(shè)臨時(shí)托架等方法進(jìn)行施工。
第五,掛籃安裝時(shí)應(yīng)保證安全、穩(wěn)定、可靠。掛籃的主縱橫梁的分聯(lián)和移動(dòng)操作應(yīng)特別精心,以防急劇的塌落和傾覆。澆筑混凝土?xí)r,后端應(yīng)錨固于已完成的梁段上,后錨和移動(dòng)架可采取保險(xiǎn)錨、保險(xiǎn)索或保險(xiǎn)手拉葫蘆等安全措施。掛籃桁架在已完成的梁段上行走時(shí),應(yīng)于后端壓重穩(wěn)定。掛籃桁架行走和澆筑混凝土?xí)r的穩(wěn)定系數(shù),均不得小于1.50。掛籃組拼后,應(yīng)全面檢查安裝質(zhì)量,并對(duì)掛籃進(jìn)行試壓,以消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形。掛籃試壓的最大荷載一般可按最大懸澆段重量的1.3倍考慮。掛籃試壓通常采用水箱加壓法、試驗(yàn)臺(tái)加壓法及砂袋法。
第六,橋墩兩側(cè)梁段懸臂施工進(jìn)度應(yīng)對(duì)稱、平衡,實(shí)際不平衡偏差不超過設(shè)計(jì)要求值。設(shè)計(jì)無要求時(shí),其兩端允許的不平衡重量最大不得超過一個(gè)梁段的底板自重。
第七,懸臂澆筑前端底板和橋面的標(biāo)高,應(yīng)根據(jù)掛籃前端的垂直變形及預(yù)拱設(shè)置,施工過程中要對(duì)實(shí)際高程進(jìn)行監(jiān)測(cè),如與設(shè)計(jì)值有較大出入時(shí),應(yīng)會(huì)同有關(guān)部門查明原因進(jìn)行調(diào)整。
第八,安裝模板后,應(yīng)嚴(yán)格核準(zhǔn)中心位置及標(biāo)高、校正中線。組裝模板并校正中線、外模及框架的長(zhǎng)庋和高度應(yīng)能適應(yīng)各節(jié)段的變化。內(nèi)模由側(cè)模、頂模和內(nèi)框架組成,應(yīng)便于拆模和修改。如上一節(jié)段施工后出現(xiàn)中線或高程誤差需要調(diào)整時(shí),應(yīng)在模板安裝時(shí)予以調(diào)整。模板和前一節(jié)段的混凝土面應(yīng)平整密貼。
第九,安裝預(yù)應(yīng)力預(yù)留管道時(shí),應(yīng)保證管道聯(lián)結(jié)緊密、管道定位準(zhǔn)確。放置預(yù)應(yīng)力管道時(shí)要注意和前一段的管道聯(lián)結(jié)接頭嚴(yán)密對(duì)準(zhǔn),并用膠布包貼,防止灰漿滲入管道,還應(yīng)設(shè)置足夠的定位鋼筋,以保證預(yù)留管道在澆筑混凝土過程中位置正確,線形和順。縱向預(yù)應(yīng)力管道用塑料波紋管時(shí)必須設(shè)置塑料內(nèi)襯管,內(nèi)襯管外徑可比波紋管內(nèi)徑小3~4mm。定位鋼筋的縱向水平間距≤100cm,曲線段間距≤50cm。
第十,掛籃行走前要測(cè)定已完成節(jié)段梁端標(biāo)高,并定出箱梁中軸線,當(dāng)解除掛籃的后錨固后,掛籃沿箱梁中軸線對(duì)向兩,每前進(jìn)50cm作一次同步觀測(cè),防止掛籃轉(zhuǎn)角、偏位造成掛籃受扭。
第十一,箱梁梁段混凝土澆筑,可視箱梁截面高度情況采用一次或二次澆筑法。無論采用何種方法澆筑,梁段自重誤差應(yīng)在±3%范圍內(nèi)。
采用一次澆筑法,可在箱梁頂板中部留一窗口,以供澆筑底板混凝土,待澆好底板后立即補(bǔ)焊鋼筋封洞,并同時(shí)澆筑肋板混凝土,最后澆筑頂板混凝土,一次完成。澆筑肋板混凝土?xí)r,兩側(cè)肋板應(yīng)同時(shí)分層進(jìn)行。澆筑頂板及翼板混凝土?xí)r,應(yīng)從外側(cè)一次完成,以防發(fā)生裂紋。
當(dāng)采用兩次澆筑時(shí),各梁段的施工應(yīng)錯(cuò)開。箱梁分層澆筑時(shí),底板可一次澆筑完成,腹板可分層澆筑,分層間隔時(shí)間宜控制在混凝土初凝之前且應(yīng)使層與層覆蓋住。為縮短兩次澆筑混凝土的時(shí)間間隔,可一次支立外側(cè)模,內(nèi)側(cè)模分次接高,內(nèi)模接高應(yīng)待底板混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行,同時(shí)做好鋼筋的綁扎和預(yù)應(yīng)力的定位、布設(shè)工作,然后澆筑肋板上段和頂板混凝土。其接縫除按施工縫要求進(jìn)行處理外,還應(yīng)采取如預(yù)埋型鋼、預(yù)留凹槽等抗剪措施。
第十二,箱梁截面混凝土澆筑順序應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,若設(shè)計(jì)無明確要求,一般應(yīng)按下列順序進(jìn)行澆筑:
一是澆筑混凝土?xí)r,必須從懸臂端開始,兩個(gè)懸臂端應(yīng)對(duì)稱均衡地進(jìn)行澆筑;二是澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)加強(qiáng)振搗,對(duì)于高箱梁混凝土施工,可采用內(nèi)側(cè)模開倉振搗;三是在澆筑混凝土的同時(shí)應(yīng)注意對(duì)預(yù)應(yīng)力管道的保護(hù),澆筑后應(yīng)及時(shí)對(duì)管道清孔,以利穿束。
第十三,為提高混凝土早期強(qiáng)度,以加快施工速度,在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí),一般加入早強(qiáng)劑或減水劑。混凝土梁段澆筑周期一般為5-7d,為防止混凝土出現(xiàn)過大的收縮、徐變,應(yīng)在配合比設(shè)計(jì)時(shí)按規(guī)范要求控制水泥用量。
第十四,梁段拆模后,應(yīng)對(duì)梁端的混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理,以加強(qiáng)接頭混凝土的連接。懸澆梁段分次澆筑混凝土?xí)r,如處理不當(dāng),由于后澆筑混凝土重力的影響會(huì)引起掛籃變形,導(dǎo)致先澆筑的混凝土開裂,因此應(yīng)采取措施削除后澆筑混凝土引起的掛籃變形,一般可采用下列方法:
水箱法:即澆筑混凝土前先在水箱中注入相當(dāng)于混凝土質(zhì)量的水,在混凝土澆筑過程中逐漸放水,保持掛籃負(fù)荷和撓度基本不變。
混凝土一次澆筑法。箱梁混凝土可采用一次澆筑,施工時(shí)應(yīng)在澆筑混凝土前預(yù)留準(zhǔn)確的下沉量,并在底板混凝土凝固之前全部澆筑完畢,即要求掛籃的變形全部發(fā)生在混凝土塑性狀態(tài)之間,避免產(chǎn)生裂紋。
澆筑混凝土?xí)r,可根據(jù)混凝土重量的變化,隨時(shí)調(diào)整吊帶高度。
抬高掛籃的后支點(diǎn)法?;炷翝仓皩⒛0迩岸颂Ц撸瑫r(shí)用千斤頂頂起掛籃后支點(diǎn),將底模梁支承在千斤頂上,澆筑混凝土?xí)r,隨混凝土重量的變化,隨時(shí)調(diào)整底模梁下的千斤頂,抵消撓度變形。斜拉式掛籃因其總變形小,一般可在澆筑混凝土前預(yù)留下沉量,不必在澆筑過程中進(jìn)行調(diào)整。
第十五,分期澆筑混凝土?xí)r,新舊混凝土的結(jié)合面應(yīng)鑿毛洗凈,還應(yīng)嚴(yán)格控制相鄰兩次混凝土澆筑的齡期差,一般在任何情況下不>20d,同時(shí)應(yīng)控制水灰比降低骨料溫度,減少模板與混凝土間的摩阻力。
第十六,在每一次梁段施工過程中出現(xiàn)大風(fēng)預(yù)報(bào)應(yīng)停止施工,并使兩懸臂端不得出現(xiàn)不平衡荷載,且應(yīng)確保掛籃的牢固性。
第十七,混凝土澆筑完畢后應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),待養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%,并經(jīng)過孔道檢查、修理管口弧度后,即可進(jìn)行穿束、張拉、壓漿和封錨等工作。
懸臂澆筑施工撓度控制是橋梁控制的一個(gè)難點(diǎn),控制不好,兩端懸臂澆筑至合龍時(shí),梁底高程誤差會(huì)大大超出允許范圍,既對(duì)結(jié)構(gòu)不利,又影響美觀。施工中應(yīng)注意消除非彈性變形,進(jìn)行撓度觀測(cè)、應(yīng)力觀測(cè)和溫度控制,技術(shù)人員及時(shí)采集觀測(cè)斷面標(biāo)高值,并嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)控。確保懸臂現(xiàn)澆施工到達(dá)預(yù)期目標(biāo),為今后施工提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。