王歡
(廣東冠粵路橋有限公司,廣州 511400)
在高速公路橋梁建設(shè)過程中,橋墩蓋梁多為普通無預(yù)應(yīng)力蓋梁,蓋梁施工難度相對簡單,蓋梁施工支架技術(shù)也相對成熟。在江羅高速薄壁高墩橋梁設(shè)計中,出于美觀、經(jīng)濟性等因素考慮,蓋梁設(shè)計為大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁。在保證安全及質(zhì)量的前提下,選擇合理的托架方案對項目的建設(shè)及管理是非常關(guān)鍵的。
江羅高速的大橋墩高基本都在40m以上,墩身設(shè)計為4×2m實心薄壁墩,蓋梁采用預(yù)應(yīng)力蓋梁形式,長度為15.6m,高度為2.8m,兩側(cè)懸臂長度達5.8m。該項目工期緊,施工安全要求高,大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁顯然無法采用傳統(tǒng)落地支架施工,傳統(tǒng)落地支架法搭設(shè)周期長,支架安拆及施工過程風(fēng)險大,周轉(zhuǎn)材投入較多。該項目大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁采用對穿鋼棒安裝貝雷托架法,利用托架解決地形及墩高高度問題,利用高強鋼棒的抗剪性能解決整個托架承重問題,利用貝雷梁的抗彎特性解決大懸臂施工問題,如圖1所示。
根據(jù)托架總體高度,反算出鋼棒在墩身預(yù)留孔位置,預(yù)埋孔中心位置距蓋梁底部220cm,預(yù)埋定位采用測量精確定位,保證孔位水平且垂直墩身面。利用鋼管作為預(yù)埋件以避免澆筑混凝土?xí)r造成預(yù)埋孔偏位,在預(yù)埋鋼管時需利用鋼棒試穿1遍檢查鋼管是否順直,能使鋼棒順利穿過為準(zhǔn)[1]。施工時需在鋼管長度方向間隔50cm左右長度加設(shè)架立筋,并在鋼管口下方加設(shè)鋼筋網(wǎng)或鋼板,防止鋼棒受力對墩身預(yù)留孔口處混凝土局部壓裂。
圖1 貝雷托架法示意圖(單位:cm)
在墩身施工完成后,首先對墩身預(yù)留孔進行清理,清除孔中雜物,然后將鋼棒利用汽車吊或塔吊水平吊起至預(yù)留孔處,人工輔助以撞鐘式的方法穿入預(yù)留孔中。穿入鋼棒后對鋼棒前后位置進行調(diào)整,保證墩身兩側(cè)露出長度相同。鋼棒安裝準(zhǔn)確后套入傳力牛腿構(gòu)件,牛腿套入后貼緊墩身面并加入墊片擰上螺栓,安裝時鋼棒兩端需同時進行。牛腿構(gòu)件起到傳遞剪力作用,具有鋼棒以及托架支撐調(diào)平作用。
鋼棒采用45#鋼加工,45#鋼容許剪力,根據(jù)蓋梁重量反算出鋼棒所需直徑,通常直徑為12cm鋼棒即可滿足絕大部分蓋梁受力要求,以12cm鋼棒為例計算,鋼棒的抗剪承載力可達 125MPa×11 304mm2=141.3kN,按2倍安全系數(shù)考慮,該型號鋼棒可以承受總重至少3 000kN(300t)。
傳力牛腿構(gòu)件安裝完成后,在牛腿上放置卸載沙箱,然后吊裝貝雷梁。墩身兩側(cè)各布置1組單層貝雷梁,每組貝雷梁根據(jù)蓋梁尺寸由2排或3排貝雷梁組成。使用汽車吊時,每組在地面拼裝好后一次性吊裝到位,若使用塔吊則每組貝雷梁分3節(jié)吊裝,先吊裝中間1節(jié)貝雷梁支承在牛腿上,然后往兩頭接長。一側(cè)貝雷梁吊裝好后利用鋼絲繩與墩身鋼筋臨時固定,然后吊裝另一側(cè)貝雷梁,待兩側(cè)貝雷梁吊裝完畢后利用特制連接花窗將兩側(cè)貝雷梁連接箍緊墩身,并拆除臨時固定。此時由于橫向坡度作用,傳力牛腿順坡度方向繞鋼棒旋轉(zhuǎn)一個微小角度,穩(wěn)定后利用套筒扳手?jǐn)Q緊螺栓,預(yù)緊力以1m長套筒扳手2人擰不動為準(zhǔn),注意鋼棒兩頭同時預(yù)緊。貝雷梁安裝完成后鋪設(shè)分配鋼,吊裝三角架,并鋪設(shè)蓋梁底模,安裝作業(yè)平臺,完成整托架系統(tǒng)。
底模安裝好后測量蓋梁各控制點標(biāo)高及平面位置并做好記錄,根據(jù)設(shè)計標(biāo)高調(diào)整模板。由于預(yù)應(yīng)力蓋梁懸臂端較長,懸臂端端點會產(chǎn)生一定撓度,根據(jù)計算結(jié)果對蓋梁端部底模設(shè)置2~3cm預(yù)拱值。底模調(diào)整完畢后再次對標(biāo)高進行復(fù)核,復(fù)核無誤后進行鋼筋施工[2]。
預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道的尺寸與位置應(yīng)準(zhǔn)確,孔道線形安裝平順,端部的預(yù)埋鋼墊板需垂直于孔道中心線,孔道采用U型定位鋼筋固定安裝,定位鋼筋每40cm設(shè)置1道,使管道能牢固地置于設(shè)計位置,并在混凝土澆筑期間不產(chǎn)生位移。所有管道均應(yīng)設(shè)壓漿孔,還應(yīng)在最高點設(shè)置排氣孔及需要時在最低點設(shè)置排水孔,管道在模板內(nèi)安裝完畢后,將其端部覆蓋好,防止水或者其他雜物進入管道,影響壓漿效果。
鋼筋安裝完畢并經(jīng)驗收通過后,安裝蓋梁側(cè)模。側(cè)模安裝時需嚴(yán)格注意鋼筋保護層設(shè)置,安裝完畢后測量復(fù)核蓋梁各控制點平面位置及標(biāo)高,根據(jù)測量數(shù)據(jù)調(diào)整側(cè)模使之順直,調(diào)整好后根據(jù)各控制點標(biāo)高推算蓋梁頂標(biāo)高點,并拉設(shè)標(biāo)高線,保證澆筑準(zhǔn)確,線型平順。
澆筑混凝土前再次檢查模板對拉桿是否拉緊,澆筑使用塔吊或汽車天泵施工,澆筑時分層澆筑,每層高度不得超過30cm,澆筑順序為先中間后兩端,因蓋梁懸臂較長,且貝雷梁中間段荷載較小,澆筑懸臂段時需嚴(yán)格注意左右兩側(cè)同步進行,以免因懸臂端一頭過重導(dǎo)致支架失穩(wěn)。
對于40m T梁預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉條件及順序為:混凝土養(yǎng)護完成后,混凝土強度達設(shè)計強度90%,對稱張拉第一批鋼束,并壓漿封錨;待壓漿混凝土強度達到100%架設(shè)蓋梁前一跨T梁,T梁需從墩帽中心向兩側(cè)對稱吊裝;架設(shè)蓋梁后一跨T梁,對稱交錯張拉其余3根鋼束,并壓漿封錨。對于30m T梁預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉條件及順序為:混凝土養(yǎng)護完成后,混凝土強度達設(shè)計強度90%,同時混凝土的齡期不小于7d,對稱張拉第一批鋼束,并壓漿封錨;架設(shè)完全部預(yù)制梁后對稱交錯張拉第二批鋼束,并壓漿封錨[3]。
1)兩側(cè)貝雷梁必須使用特制花窗進行連接,花窗連接寬度與墩身寬度相同,確保連接后兩側(cè)貝雷梁與墩身抱緊箍死,以提高托架整體穩(wěn)定性。
2)貝雷梁安裝完畢后必須對鋼棒螺栓進行再次預(yù)緊,確保牛腿貼緊墩身面且受力不會旋轉(zhuǎn)。
3)托架分配梁與貝雷梁通過鎖扣固定,不可焊接,懸臂端分配梁上搭設(shè)施工平臺。
4)蓋梁混凝土的澆筑順序應(yīng)為從中間分別向兩端對稱分層澆筑,且盡可能縮短澆筑時間,避免墩頂混凝土終凝后被懸臂段混凝土澆筑影響導(dǎo)致拉裂墩頂。
5)蓋梁澆筑完成后,需及時用土工布覆蓋養(yǎng)護,避免墩頂龜裂情況產(chǎn)生。
6)需根據(jù)計算撓度,對蓋梁端部設(shè)置一定預(yù)拋值,以保證蓋梁頂面線形。
對穿鋼棒安裝貝雷托架的施工方法在江羅大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁現(xiàn)場實際施工中取得了非常好的效果,結(jié)構(gòu)簡單,搭設(shè)快速方便且利于周轉(zhuǎn),經(jīng)濟效益好。托架不受地形墩高影響,承載力及穩(wěn)定性較高,結(jié)合托架受力特點,蓋梁兩端的撓度最大,利用多排貝雷梁組合的抗彎性能有效解決撓度過大問題,此方法對同類型蓋梁施工有較好的推廣運用價值。