王韶霞

(山西路橋第六工程有限公司,山西 晉中 030600)

1 項(xiàng)目背景

某橋梁項(xiàng)目的全線長度為503.7 m，主跨采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)箱梁(跨徑為65 m+80 m+110 m+80 m+65 m)，橋面寬度時(shí)12.5 m，從橋中心位置構(gòu)建寬度為0.5 m的分隔帶，箱梁底部寬度為8.0 m，頂板厚度為12.6 m，懸臂長度為2.5 m，最低位置的梁高度接近為3.0 m，最高位置的梁高度接近6.2 m。其中懸澆梁選擇的是C50高強(qiáng)混凝土，施工技術(shù)為懸臂現(xiàn)澆掛籃施工技術(shù)。

2 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算

此項(xiàng)目采用的掛籃是菱形桁架方式，其基本包括主桁架、吊桿系統(tǒng)、行走設(shè)備與錨固系統(tǒng)等。掛籃結(jié)構(gòu)重量為自身重量(45 t)+防電設(shè)備(11 t)=56 t，滿足了基本規(guī)范要求。桁架是掛籃結(jié)構(gòu)體系的核心部分，也是結(jié)構(gòu)承重關(guān)鍵部分，桁架式承重主梁的后端和橋梁是以精軋螺紋鋼筋的方式連接成為錨桿，同時(shí)通過配重橫梁把桁架安全錨固于已澆筑成型的箱梁底部，把錨桿的下部提前埋設(shè)于精軋螺紋鋼筋之上。在掛籃設(shè)計(jì)階段必須保證穩(wěn)定性、安全性，而且具備良好的剛度與強(qiáng)度，選擇MIDAS軟件實(shí)現(xiàn)掛籃結(jié)構(gòu)與重量等參數(shù)的模擬，同時(shí)根據(jù)允許應(yīng)力方法完成相關(guān)性能計(jì)算，例如桿件受力狀態(tài)、空載行走平穩(wěn)性以及混凝土澆筑傾覆現(xiàn)象等[1]。此外，合理設(shè)計(jì)底籃縱梁、掛籃橫梁以及掛籃吊桿等關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)，然后驗(yàn)算其性能是否可以符合要求。通過采用MIDAS軟件驗(yàn)算得出，掛籃各項(xiàng)性能都符合規(guī)范要求。

2.1 確定設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況掛籃重量按照G=56 t，而混凝土重量G混凝土=135 t；施工階段人員以及材料等堆放形成的荷載取值為260 kg/m2；插入式振搗棒對水平模板形成的荷載值為200 kg/m2；掛籃空載行走狀態(tài)下的沖擊系數(shù)為1.35；混凝土澆筑狀態(tài)下沖擊系數(shù)為1.1；坑傾覆安全系數(shù)確定為1.5；脹模系數(shù)取值為1.05。此外，A3鋼材容許應(yīng)力[σ]=170 MPa，[τ]=100 MPa；彈性模量取值E=210 GPa。

2.2 荷載組合

具體荷載組合方案如表1所示。

表1 荷載組合方案

表1中，方案I計(jì)算的是主承重系統(tǒng)強(qiáng)度與穩(wěn)定性；方案II計(jì)算的是系統(tǒng)剛度；方案III計(jì)算的是掛籃行走條件下的穩(wěn)定性。

2.3 驗(yàn)算結(jié)果

通過計(jì)算確定如下：①掛籃基于行走條件下抗傾覆安全系數(shù)是K0=1.53，其符合設(shè)計(jì)規(guī)定的基本要求(即≥1.5)；②掛籃基于空載條件下抗傾覆安全系數(shù)是Ks=1.6其符合設(shè)計(jì)規(guī)定基本要求(即≥1.5)[2]。針對掛籃不同條件下的不利狀態(tài)實(shí)施計(jì)算，得出的結(jié)果表明掛籃所有性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定基本要求。

3 施工技術(shù)

該橋梁項(xiàng)目中懸臂現(xiàn)澆掛籃施工流程如圖1所示。

圖1 橋梁懸臂現(xiàn)澆施工流程

3.1 掛籃拼裝

此橋梁項(xiàng)目中墩頂0#塊是懸臂現(xiàn)澆掛籃施工的重點(diǎn)，其直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。待0#塊托架澆筑施工結(jié)束之后，緊接著就要實(shí)施掛籃結(jié)構(gòu)拼裝，同時(shí)由此梁端中心段朝向兩側(cè)的順序?qū)嵤ΨQ式裝配。

1)安裝行走鋼板。把0#梁段腹板表面上的泥土等雜質(zhì)徹底清理，保證表面干凈、整潔，緊接著實(shí)施砂漿找平處理，同時(shí)在砂漿上規(guī)范鋪設(shè)鋼板(必須保證鋼板厚度與寬度等指標(biāo)符合工程要求)，最后準(zhǔn)確測量箱梁中心線、主桁中線與軌道端頭等重要部位[3]。

2)吊裝菱形桁架。從項(xiàng)目施工現(xiàn)場劃定安全區(qū)域，以吊車的方式把菱形桁架吊放在前后支座上，同時(shí)保證緊密連接。然后從桁架后端進(jìn)行精軋螺紋鋼筋和扁擔(dān)梁的規(guī)范安裝，確保其與箱梁頂板穩(wěn)定錨固，也能夠提升桁架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3)吊裝前上橫梁。需要提前把前吊桿與后吊帶牢固栓接在底模托梁之上，然后以整體吊裝方式進(jìn)行底模系統(tǒng)吊裝。

4)裝配外側(cè)?；?。從0#梁外模框架之內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案內(nèi)容要求插入外?；?，然后在指定位置安裝吊架與吊桿，緩慢、勻速、穩(wěn)定地吊起外模。待掛籃拼裝施工結(jié)束之后，采用全站儀設(shè)備對掛籃中線進(jìn)行合理調(diào)整，一直到中心位置符合規(guī)定要求。同時(shí)選擇水準(zhǔn)儀抄平精準(zhǔn)調(diào)節(jié)其標(biāo)高，然后結(jié)合設(shè)計(jì)要求建立預(yù)拱度。

3.2 掛籃預(yù)壓

在掛籃拼裝施工完成之后，緊接著就要實(shí)施預(yù)壓，一般預(yù)壓壓力應(yīng)控制為掛籃自重1.2倍，以免掛籃發(fā)生非彈性變形，并通過測量與計(jì)算確定掛籃彈性變形值，然后合理設(shè)置模板預(yù)壓值，把箱梁標(biāo)高調(diào)整至相應(yīng)位置。在掛籃預(yù)壓階段主要選擇砂袋方式實(shí)施預(yù)壓，而砂袋必須從特定區(qū)域進(jìn)行集中配裝，通過運(yùn)輸車運(yùn)到項(xiàng)目施工現(xiàn)場，然后采用吊車方式把砂袋吊放到模板指定部位，由此就完成了掛籃預(yù)壓。

3.3 鋼筋工程

底板上、下層鋼筋網(wǎng)片焊接施工階段，需要以“馬凳筋”的方式墊起，同時(shí)嚴(yán)格控制上、下層鋼筋間隔距離，保證焊接穩(wěn)定、牢固。從鋼筋骨架中設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋成孔管道，采取措施進(jìn)行固定處理。以定位網(wǎng)筋安裝為例，應(yīng)提前確定鋼絞線中心位置，然后按照規(guī)范要求進(jìn)行安裝。此外，預(yù)應(yīng)力制孔中混凝土澆筑必須嚴(yán)格控制振搗棒與波紋管等的接觸，同時(shí)波紋管禁止以電焊或是氣割方式進(jìn)行制作。接頭鑿毛處理階段也不能選擇金屬類工具進(jìn)行敲擊。在鋼筋綁扎穩(wěn)定、牢固之后，緊接著進(jìn)行管道安裝，然后根據(jù)規(guī)范要求仔細(xì)檢查管道安裝質(zhì)量，以提升管道的穩(wěn)定性與安全性。

3.4 混凝土工程

箱梁混凝土澆筑施工以懸臂內(nèi)端為起點(diǎn)，將根部和前段混凝土進(jìn)行相連，采用兩端對稱澆筑施工方式，且必須采取措施全面保護(hù)預(yù)應(yīng)力管道，針對管道內(nèi)部的殘?jiān)惹謇砀蓛?。此外，混凝土澆筑施工需要對施工荷載進(jìn)行合理控制，盡可能保證兩端的荷載處在平衡狀態(tài)[4]。而混凝土振搗施工時(shí)必須貫徹“快插慢拔”的基本原則，直至振搗無明顯沉降、氣泡且表面平坦泛漿為止。

3.5 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工效果直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，所以混凝土強(qiáng)度必須≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的90%，同時(shí)混凝土齡期≥7 d，然后才可以正式實(shí)施鋼束張拉。以箱梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉為例，需要保證橫截面處于對稱狀態(tài)，同根縱向鋼束張拉階段應(yīng)確保兩端同步張拉。

3.6 孔道壓漿

此項(xiàng)目中孔道壓漿采用的是真空輔助壓漿方法，主要材料使用的是水泥漿(需要摻入適量微膨脹劑)。在孔道壓漿之前，必須把錨具附近孔洞以及可能出現(xiàn)冒漿的間隙實(shí)施封堵處理，以有效控制冒漿問題。水泥漿的攪拌時(shí)間應(yīng)≥2 min，待漿液稠度表現(xiàn)均勻即可停止攪拌。以曲線孔道與豎向孔道壓漿施工為例，選擇的壓入點(diǎn)主要是最低位置的壓漿孔，選擇的排出孔是最高位孔，待上、下孔漿液稠度一致，然后將出漿閥關(guān)閉并立即停止注漿。在孔道壓漿施工結(jié)束48 h之后，需要認(rèn)真、仔細(xì)檢查注漿孔與出漿孔的漿液變化情況，若是未能達(dá)到規(guī)范要求則必須實(shí)施補(bǔ)漿。

4 總 結(jié)

本文結(jié)合橋梁項(xiàng)目實(shí)際情況，簡要分析了掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算，同時(shí)重點(diǎn)研究了懸臂現(xiàn)澆掛籃施工技術(shù)，主要包含了掛籃拼裝、掛籃預(yù)壓、鋼筋工程、混凝土工程、預(yù)應(yīng)力施工以及孔道壓漿等。實(shí)踐表明，此橋梁項(xiàng)目采用懸臂現(xiàn)澆掛籃技術(shù)，保證了橋梁施工安全及質(zhì)量，也為類似項(xiàng)目施工提供了借鑒。

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