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橋梁施工中掛籃懸澆施工應用技術研究

2022-12-21 19:18萬加根
運輸經理世界 2022年23期
關鍵詞:合龍壓漿掛籃

萬加根

(江西省公路橋梁工程有限公司,江西 南昌 330000)

0 引言

如今,橋梁在公路工程中的占比越來越高,掛籃懸臂澆筑憑借施工簡單、速度快、安全性好和適用性強等優(yōu)勢逐漸得到廣泛應用。作為一項復雜的施工工序,為了保證掛籃懸臂澆筑的施工質量,有必要結合工程的實際情況,對具體的應用技術進行深入分析與探討。

1 工程概況

某連續(xù)梁橋起點樁號為CJDK36+037.230,終點樁號為CJDK36+328.130,跨徑布置為80.6m+128m+80.6m,總長約291.1m。箱梁的頂、底部寬度分別為12.0m 和7.0m,整橋共有59 個梁段。其中,0#塊的長度為18m,合龍段的長度為2m,除邊跨直線段的長度為16.45m 以外,其他一般梁段的長度都在2.0~3.5m范圍內。以下結合該連續(xù)橋梁的實際情況,對其掛籃懸臂澆筑施工進行深入分析。

2 施工工藝流程

該橋梁懸臂澆筑施工需按照以下工藝流程:施工準備工作—搭設墩身旁托架與支架—0#塊施工—掛籃設計與安裝—梁段懸臂澆筑與邊跨現(xiàn)澆—邊跨合龍施工—中跨合龍施工—體系轉換。在實際施工中,0#塊施工與掛籃懸臂澆筑是兩個十分重要的環(huán)節(jié)。0#塊施工需按照以下工藝流程進行:施工準備—施工方案審批—支架設計與安裝—支架預加載—底模與側模安裝—鋼筋與鋼絞線加工—底板與腹板鋼筋安裝—波紋管安裝—內模安裝—頂板鋼筋安裝—混凝土澆筑—混凝土養(yǎng)護—穿預應力鋼絞線—張拉設備標定—預應力張拉—預應力孔道壓漿—封錨—拆模。掛籃懸臂澆筑按照以下工藝流程:施工準備—掛籃設計與安裝—掛籃預加載—安裝模板—底板與腹板鋼筋安裝—波紋管安裝—內模安裝—頂板鋼筋安裝—混凝土澆筑—混凝土養(yǎng)護—穿預應力鋼絞線—預應力張拉—預應力孔道壓漿與封錨—橋面接長—掛籃前移—錨固—循環(huán)向前澆筑下一梁段[1]。

3 施工工藝方法

3.1 支架搭設和預壓

按照以上施工工藝流程,0#塊澆筑施工前應先搭設穩(wěn)固的支架。采用縱梁支撐模板自身的重量以及各類施工荷載,并采用橫梁為縱梁提供可靠的支撐??v梁所受的所有荷載均在橫梁的作用下傳遞至立桿,使承臺承受上部的所有荷載。在承臺中,需預設精軋螺紋鋼筋,用于0#塊的預壓,并在鋼管柱下設置鋼板與普通精軋螺紋鋼筋。最后,在墩柱埋設精軋螺紋鋼筋孔道[2]。將支架搭設并預壓完成后,方可開始后續(xù)掛籃施工,可靠的支架能為后續(xù)作業(yè)提供良好的支撐平臺。

3.2 掛籃制安

掛籃在懸臂澆筑施工中是主要的結構部分,掛籃制安能否達到要求決定了施工質量與安全。該橋梁采用的是三角形掛籃,主要由以下部分構成:主桁架、模板部分、懸吊部分、錨固部分與走行部分。主桁架系統(tǒng)包括三角形主桁架與橫向聯(lián)結系,是掛籃整體的主要受力部分。桁架前節(jié)點之間的距離為4.0m,后節(jié)點之間的距離為4.5m,桁架中心之間的距離為6.36m。外挑架與水平桿均采用槽鋼通過焊接而成,桁架的橫向聯(lián)結系安裝在豎桿上,使桁架橫向始終保持穩(wěn)定。底模板為大塊鋼模,縱梁為槽鋼與工字鋼,橫梁為H 型鋼,前、后兩個橫梁的中心點之間的距離為4.7m,橫、縱梁之間采用螺栓相連。由于受到縱向力筋的干擾和限制,中、邊跨需分別配置底模平臺。梁體外側模板的長度為3.8m,內模結構為抽屜式,借助手拉葫蘆完成整體滑移。懸吊部分主要用于對內外側模和底模進行懸吊。為防止吊桿受到彎曲次應力的作用而發(fā)生變形,需要對走行梁與其前吊點進行銷接。三角形掛籃具有以下技術特點:整體結構相對簡單,受力清晰,自重輕但剛度大,安裝和施工都比較方便。外模為大塊鋼模,能有效保證整個箱梁的外觀質量,通過千斤頂牽引實現(xiàn)走行,能良好地保證平穩(wěn)性與安全性。掛籃安裝需要在0#塊預應力施工結束后進行,先將滑移軌道安裝到位,在豎向預應力筋的作用下使滑軌達到錨固,再吊裝主桁架使其與滑軌錨固,在左右兩側分別使用型鋼進行支撐,適當調整桁架之間的距離,為前模梁的吊裝創(chuàng)造便利條件,然后安裝吊帶與橫梁,鋪設底??v梁及橫梁底模板。0#塊施工完成后,借助掛籃的外模進行解體,并吊運至下一段梁體的底模外側,將其支撐牢固后,安裝外側模板吊梁與吊桿懸吊外模。在安裝過程中,掛籃必須對稱拼裝,將誤差控制在5t 之內。將所有構件安裝到位后,做好掛籃檢查與調試,尤其是外模板位置必須進行嚴格復核,一旦發(fā)現(xiàn)問題必須立即處理。經檢查確認掛籃的各部件都能滿足設計要求后,方可投入使用[3]。

3.3 模板安裝

模板包括三個組成部分,分別為面板、橫縱肋與支架,用于承受澆筑部分的重量與施加的側壓力,以及施工和自然荷載。模板除了控制梁體結構尺寸的精度與澆筑的施工質量外,還會影響到施工安全,因此必須引起作業(yè)人員的高度重視。該工程模板主要使用定型鋼模,施工需嚴格按照以下工藝流程:支架拼裝與底模安裝—外側模吊裝與鋼筋網片搭設—豎向力筋與管道安裝—縱向管道安裝—內側模安裝—頂板鋼筋綁扎—預留頂板橫縱管道安裝—搭設澆筑用臨時操作平臺—混凝土澆筑施工與養(yǎng)護—拆?!╊A應力鋼絞線—預應力施工—壓漿—封錨[4]。

3.4 鋼筋綁扎與孔道布置

該工程施工所用的預應力筋都在指定的制作場中加工制作,借助細鋼絲綁扎完成后做好編號,再由人工將其運輸?shù)浆F(xiàn)場準備安裝。安裝之前,應嚴格按照設計要求放樣,將誤差控制在允許范圍內。在管道預埋的過程中,要注意保持進出漿口暢通。鋼筋焊接時,為避免溫度劇烈變化導致鋼筋翹曲變形,或在焊縫中產生明顯的收縮應力,必須采取合理可行的焊接方法。采用雙面焊縫能使變形保持均勻和對稱,如果只能采用單面焊縫,則需要在和骨架平面成90°的方向上預留一定拱度[5]。施焊應按照先點焊再跳焊的原則進行,同時在跳焊時進行分段和分層。一般從骨架中心開始向兩端按照對稱原則錯開焊接,先焊接上部再焊接下部,但所有焊縫都要做到一次性焊接完成。若在同一部位存在多層鋼筋需要焊接,則焊縫之間要相互錯開。若多層鋼筋的直徑存在顯著差異,則應先對直徑相同的進行焊接,再焊接其他鋼筋。在安裝鋼筋的過程中,應確保安裝位置準確無誤,并在鋼筋下部墊設混凝土塊,同時對埋設于墊塊內部的鐵絲和鋼筋實施綁扎,確保模板和鋼筋間有厚度符合要求的保護層。另外,鋼筋和模板側面、相同水平高度范圍內兩條相鄰的鋼筋,以及上下層鋼筋之間都要綁扎一根短鋼筋,用于保證保護層的厚度[6]。

3.5 混凝土澆筑和養(yǎng)護

該工程混凝土澆筑采用分層的方法一次性完成,為切實保證澆筑質量,需要注意以下要點:考慮到混凝土的澆筑高度超過2m,需要設置串筒。澆筑開始后,所有串筒底部和澆筑層之間的高度都應控制在2m 以內。澆筑應按照對稱的原則進行,在做好水平分層的基礎上對稱澆筑。將混凝土澆筑完成后,應嚴格按照相關規(guī)范及設計要求進行養(yǎng)護,確保澆筑完成的混凝土達到密實狀態(tài),為之后包含預應力張拉等在內的施工工序奠定良好的基礎[7]。

3.6 預應力張拉

預應力張拉是箱梁施工的關鍵環(huán)節(jié)之一,應嚴格按照規(guī)范要求實施。根據(jù)之前做出的張拉孔號從兩端開始對稱張拉,防止產生明顯的偏心壓力使梁體出現(xiàn)側彎和扭轉。在該橋梁的預應力張拉施工中,為保證張拉效果與質量,需注意以下各方面要點:張拉必須在混凝土強度符合要求后才能進行,一般情況下要求齡期達到5d 以上,同時張拉施工要分成多個階段一次性完成。縱、豎、橫向預應力鋼絞線的張拉順序有所不同,縱向預應力鋼絞線張拉需按照以下順序進行:0—初始應力(即設計張拉力20%)—設計張拉力100%—持荷5min 后進行錨固。豎向預應力鋼絞線張拉需按照以下順序進行:0—設計張拉力100%—持荷5min 后進行錨固。橫向預應力鋼絞線的張拉順序與縱向預應力鋼絞線相同,即0—初始應力(即設計張拉力20%)— 設 計 張 拉 力100%— 持 荷5min 后 進 行錨固[8]。

3.7 孔道壓漿和封端

預應力筋張拉結束后,應盡快開始孔道壓漿。壓漿的主要作用在于防止孔道中的預應力筋產生銹蝕,同時與混凝土形成一個完整的整體[9]。綜合考慮該工程的實際情況與特點,在壓漿與封錨過程中要注意以下幾個方面要點:壓漿需采用專門的設備進行,使灰漿在預應力筋的全長范圍內將鋼束周圍的空隙填滿,即壓漿應達到飽滿和密實;壓漿材料以425 硅酸鹽水泥為宜,水灰比通常按照0.40~0.45 的范圍嚴格控制。壓漿方法主要有兩種,即一次壓漿與二次壓漿,前者用于長度不大的直線段孔道,后者一般用于長度偏大或曲線段孔道。將孔道內部沖洗干凈后,通過壓漿嘴緩慢壓入漿液,促使空氣通過排氣孔不斷排出,直到排氣孔流出均勻的漿液后,及時關閉閥門[10]。

3.8 合龍段施工

對大跨連續(xù)梁而言,合龍段施工是懸臂澆筑施工的重點環(huán)節(jié),其施工質量直接影響整個工程的質量。根據(jù)該工程的實際情況與特點,整橋包含三個合龍段,長度均為2m,從邊跨開始向中跨共分兩次進行對稱合龍[11]。

在邊跨合龍過程中,要注意以下幾點:在施工過程中利用懸臂端安裝的掛籃,對懸臂端、現(xiàn)澆端梁體頂、底板高程進行量測,并和設計資料進行對比,確認是否滿足要求,若精度不符合要求,可通過加載對高程進行適當調整;為了使合龍段的長度保持不變,連接方式以體外剛性連接為宜,在頂、底板表面分別埋設鋼板,并在鋼板之間設置工字鋼進行焊接,形成完整的臨時剛性連接體系,實現(xiàn)對合龍段長度的有效鎖定;將臨時剛性連接體系焊接完成后,應根據(jù)設計要求對頂、底板索進行預先張拉,預先張拉必須在合龍之前完成,并在合龍完成后補充張拉至設計要求的噸位;合龍段澆筑施工開始前需解除預設在活動端上的約束;選擇一天中氣溫最低的時間段進行澆筑,以此保證升溫時混凝土處在良好的受壓狀態(tài)。合龍段澆筑所用的混凝土應比正常梁段高一個等級。澆筑施工除了要保證拌和質量,還需做好振搗,防止漏振,尤其是新舊混凝土面之間的交界部位;澆筑施工應盡可能快速且連續(xù),不允許中斷,通常要求在4h 之內完成澆筑,在澆筑的同時進行卸載;澆筑結束后,還要做好養(yǎng)護,使混凝土表面在硬化過程中始終保持濕潤;待澆筑完成的混凝土的實際強度達到要求后,將邊跨支座上施加的臨時鎖定解除;根據(jù)設計要求完成后續(xù)張拉,同時為之前張拉完成的部分補充一定張拉力[12]。

在中跨合龍過程中,要注意以下幾點:將掛籃作為吊架實施中跨合龍施工,確保T 構始終保持平衡,對合龍段梁端的實際高程進行觀測,確定能否滿足精度要求,在合龍開始前,兩端懸臂高差不能超過1.5cm;將底模標高調整完成后方可開始支設外側模板,同時對底板與腹板鋼筋進行綁扎,隨即布置孔道與豎向力筋;為了使合龍段的長度保持固定,同樣通過體外剛性連接實現(xiàn);根據(jù)設計要求預先對頂、底板索進行張拉,在合龍完成后,補充張拉至設計要求的噸位;在合龍段的兩端分別按照對稱原則增加配重,配重一般為澆筑混凝土數(shù)量的1/2;采用與邊跨合龍施工相同的方法完成混凝土澆筑后,將主墩支座附近的臨時鎖定解除,并將臨時支座上的混凝土鑿除,按照標準次序依次對預應力索進行張拉,并將之前完成預先張拉施工的臨時索補充張拉到設計要求的張拉力,最后對其他預應力筋進行張拉,結束體系轉換過程[13]。

4 結語

綜上所述,掛籃懸臂澆筑是當前橋梁施工常用的技術方法,除了能更好地保證橋梁施工質量外,還能起到縮短工期、減小對場地及其附近環(huán)境的影響和保證施工安全的作用。結合實例對掛籃懸臂澆筑技術的具體應用進行了初步分析與總結,旨在為其他橋梁工程的掛籃懸臂澆筑施工提供技術參考。

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