邵鵬
摘要 文章對橋梁懸臂澆筑施工的重點技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述,分析了其在實際工程中的應(yīng)用流程。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合具體的工程案例,對懸臂澆筑施工技術(shù)中的掛籃安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等流程進(jìn)行了全面解析。該技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)優(yōu)勢,尤其在大型橋梁項目中表現(xiàn)突出。文章旨在為遇到連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂澆筑施工技術(shù)難點的橋梁工程,提供一定的數(shù)據(jù)支撐。
關(guān)鍵詞 懸臂澆筑;施工技術(shù);案例分析
中圖分類號 U445.57文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949(2024)12-0040-04
0 引言
懸臂澆筑施工技術(shù)作為連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,其應(yīng)用不僅關(guān)系到橋梁的整體質(zhì)量和穩(wěn)定性,更對橋梁施工的效率與安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。該技術(shù)的應(yīng)用不僅要求精準(zhǔn)度高、操作性強(qiáng),更對橋梁的整體穩(wěn)定性和施工技術(shù)提出了極高要求。該文結(jié)合具體的工程案例,對懸臂澆筑施工技術(shù)的實際應(yīng)用進(jìn)行了細(xì)致探討,具有一定的參考價值。
1 工程概述
S308線眉山市洪雅縣袁坪至瓦屋山鎮(zhèn)段新建工程位于洪雅縣境內(nèi),起點位于洪雅縣高廟鎮(zhèn)鮮灣村袁坪,接西環(huán)線二標(biāo)2K30+360樁號處;終點止于洪雅縣瓦屋山樂鎮(zhèn)張沙路,路線全長為21.311 km。沿線經(jīng)過三個鎮(zhèn):柳江鎮(zhèn)、高廟鎮(zhèn)和瓦屋山鎮(zhèn)。
主橋箱梁0#梁段采用托架現(xiàn)澆施工,邊跨1~24#梁段采用掛籃懸臂澆筑施工;中跨1~24#梁段采用掛籃懸臂澆筑施工,邊跨25~27#梁段及中跨25#合龍梁段采用吊架現(xiàn)澆施工。
2 主梁掛籃懸臂澆筑施工
各梁段要求一次澆筑完成,保持對稱平衡施工,不對稱重量不大于一梁段的底板自重。每個梁上用兩個掛籃同時澆筑箱梁節(jié)段,施工順序為移動掛籃、綁扎鋼筋澆筑節(jié)段、張拉預(yù)應(yīng)力束;然后進(jìn)行配重,先合龍邊跨,再張拉預(yù)應(yīng)力束;最后合龍中跨,張拉預(yù)應(yīng)力束,卸載配重[1]。
2.1 掛籃主要結(jié)構(gòu)
掛籃主要由承重系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、后錨系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、底籃和模板系統(tǒng)等組成。
2.2 掛籃安裝
(1)在構(gòu)建0#塊的過程中,需預(yù)先埋設(shè)后錨固和滑道等固定鋼筋或預(yù)留孔,明確掛籃行走軌道的軸線位置,安裝軌道墊梁,并使用中砂確保軌道的平穩(wěn)且緊實。軌道的安裝必須嚴(yán)格遵循中心線和標(biāo)高的要求,之后安裝軌道錨梁以固定滑道。
(2)吊裝主縱梁,隨后安裝主桁架的前支點及后走行梁結(jié)構(gòu)。通過安裝主桁架縱梁的水平剪刀撐,構(gòu)成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體。
(3)緊接著吊裝立柱和后斜拉桿,兩者應(yīng)連續(xù)安裝以確保形成穩(wěn)固的三角結(jié)構(gòu)。同時,完成主桁架立桿連接系的焊接工作。
(4)安裝后錨固鋼筋和前斜桿,之后安裝前上橫梁,并與立柱固定牢靠。
(5)安裝前后吊桿,隨后安裝前后下橫梁,確保其與吊桿緊密連接。
(6)安裝底??v梁,并與前后下橫梁焊接固定,確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。
(7)進(jìn)行底模結(jié)構(gòu)的安裝。外側(cè)模板與導(dǎo)梁應(yīng)整體吊裝,通過倒鏈輔助完成安裝。安裝后,前端應(yīng)與前上橫梁的吊桿連接,后端則通過吊桿固定在箱梁頂板上。內(nèi)側(cè)模板與內(nèi)滑梁的安裝也應(yīng)遵循相同的方法。
(8)調(diào)整掛籃的標(biāo)高,完成掛籃的拼裝工作。安裝示意圖如圖1所示。
2.3 鋼筋綁扎
在制造場所內(nèi),鋼筋經(jīng)過精確成形后,通過塔吊垂直起吊至主墩,再運輸至預(yù)定的安裝位置。在此過程中,鋼筋的縱向連接采用標(biāo)準(zhǔn)的綁扎方式。若因施工需求導(dǎo)致鋼筋斷裂,必須采用焊接方式進(jìn)行重新連接。
預(yù)應(yīng)力筋的制造過程同樣在制造場所內(nèi)進(jìn)行,使用細(xì)鐵絲進(jìn)行綁扎成束并編號。隨后,預(yù)應(yīng)力筋被人工運送至施工地點進(jìn)行安裝。在安裝前,需精確放樣,并采用井字形筋進(jìn)行定位。在施工過程中,必須防止預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生淬火現(xiàn)象,嚴(yán)禁將焊機(jī)的接地線設(shè)置在預(yù)應(yīng)力筋上。在澆筑混凝土前,需對預(yù)應(yīng)力管道的位置及管道接頭處理進(jìn)行檢查[2]。
2.4 模板施工
模板采用大塊組合的鋼模板,模板面板厚度為5 mm,背肋采用10#槽鋼,邊框采用5 mm的鋼板加工,螺栓孔為30 mm×21 mm長條孔。詳見圖2所示:
(1)底模板安裝。托架預(yù)壓完成后,根據(jù)預(yù)壓取得的數(shù)據(jù),計算抬高量和預(yù)拱度,以保證成橋標(biāo)高。
根據(jù)計算所得的立模標(biāo)高數(shù)據(jù),在平臺分配梁上焊接模板分配梁的10#槽鋼支撐柱;再焊接安裝縱向模板分配梁,在分配梁上鋪設(shè)底模板,并用螺栓相互拼接,且與分配梁進(jìn)行可靠連接,要求模板間接縫不大于1 mm、錯臺不大于1 mm、大面平整度不大于5 mm,模板表面不得有銹蝕、焊瘤、穿孔等缺陷。混凝土澆筑前須在模板面均勻涂刷脫模油,脫模油不得用廢機(jī)油代替。
(2)側(cè)模板安裝。側(cè)模板應(yīng)在底板鋼筋綁扎完成后安裝。先在底模板上綁扎底板、第一層腹板和橫隔板鋼筋,再安裝第一層內(nèi)外的模板和10#槽鋼花架。內(nèi)外模板和內(nèi)外支架均用D25精軋螺紋鋼進(jìn)行對拉,以確保模板、支架的整體穩(wěn)定性。
所有模板的連接螺栓均要求滿上,模板調(diào)整好后擰緊。支架外側(cè)應(yīng)用安全密目網(wǎng)進(jìn)行圍護(hù),防止架管內(nèi)施工人員和設(shè)備掉落,同時也保證高空落物不會對墩下人、物和設(shè)備造成傷害。
翼緣部分和內(nèi)模頂部利用支架上的頂托和分配梁安裝進(jìn)行高程的調(diào)整,以保證梁段的平面位置和高程的準(zhǔn)確性。
后續(xù)層模板安裝需待前一層混凝土澆筑完成且強(qiáng)度達(dá)到5 MPa以上(1 d后)方可進(jìn)行,先安裝內(nèi)模板,再綁扎鋼筋,最后安裝外模,同時向上與長槽鋼支架進(jìn)行連接。
2.5 混凝土施工
2.5.1 箱梁混凝土施工
混凝土由混凝土拌和站經(jīng)施工便道運輸至相應(yīng)主墩附近,再經(jīng)汽車地泵輸送,通過預(yù)埋的臨時管道到達(dá)0#塊頂板,最后采用分流管分別運輸至作業(yè)點。
(1)混凝土的澆筑工作應(yīng)遵循有序且分階段的原則。首先,進(jìn)行0#塊的澆筑,這是整個結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。接著,轉(zhuǎn)向掛籃施工塊段和邊跨現(xiàn)澆段的澆筑,這些步驟確保了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。在完成了邊跨合龍段的澆筑后,最后對中跨合龍段進(jìn)行澆筑,從而完成了整個結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑工作。
(2)澆筑順序應(yīng)從腹板底板相交處開始,隨后是底板的澆筑,接著是腹板的澆筑,最后是頂板的澆筑。在澆筑過程中,應(yīng)確保水平分層進(jìn)行,即每一層澆筑的混凝土應(yīng)保持在同一水平面上,避免形成高低不平的界面。
(3)在進(jìn)行混凝土的澆筑過程中,應(yīng)計算澆筑的體積以及所需時間。為確保施工質(zhì)量和避免潛在的施工問題,分層的長度必須控制在合理范圍內(nèi),以防止施工冷縫的形成。在澆筑腹板混凝土?xí)r,每層的高度應(yīng)維持在約35 cm的范圍內(nèi)。上一層混凝土的澆筑工作必須在下一層混凝土初凝之前完成。在振搗過程中,振搗棒應(yīng)至少插入下一層混凝土5 cm的深度,以確?;炷脸浞置軐崱榱朔乐够炷猎谑┕み^程中撒落在頂板鋼筋上,進(jìn)而影響頂板的澆筑質(zhì)量,建議在對應(yīng)腹板澆筑工作面的頂板位置鋪設(shè)鍍鋅鐵皮或竹膠模板。
(4)在完成頂板混凝土的澆筑后,應(yīng)及時清理通氣孔,以確保它們正常地發(fā)揮功能,從而有效防止箱室內(nèi)外溫差過大。在整個混凝土澆筑過程直至最后澆注的混凝土初凝之前,建議每隔約30 min,從兩端來回抽動橡膠管,防止水泥漿堵塞波紋管,確?;炷聊軌蝽槙沉鲃硬⒊浞痔畛洹?/p>
(5)在混凝土澆筑前,應(yīng)使用高壓水槍徹底沖洗模內(nèi)底板,同時在墩頂最低處開設(shè)泄水孔以排出積水,水排出后再用木板封堵。
(6)在混凝土澆筑前,應(yīng)密切關(guān)注天氣情況,必要時應(yīng)備足防雨布以應(yīng)對可能的降雨。
(7)在澆筑箱梁頂板混凝土之前,采取精確的措施控制其標(biāo)高。在頂板變坡點處立焊一根Φ12鋼筋,其高度應(yīng)與頂板混凝土的預(yù)期厚度相匹配。在澆筑過程中,為確保箱梁頂面的標(biāo)高在預(yù)設(shè)的允許范圍內(nèi),推薦使用拉線法進(jìn)行找平。
2.5.2 振搗
(1)在使用插入式振搗棒對混凝土進(jìn)行振搗時,必須嚴(yán)格控制振搗時間,既要防止漏振,也要避免過振。振搗器的移動間距應(yīng)限制在其作用半徑的1.5倍范圍以內(nèi)。同時,為確?;炷临|(zhì)量,振搗棒在操作過程中應(yīng)避免與波紋管和各種預(yù)埋件發(fā)生碰撞,從而防止位置偏移。針對梁腹部分的混凝土振搗,建議使用直徑為30 mm的振搗棒;而其他部位則應(yīng)根據(jù)實際情況選擇直徑為50 mm的振搗棒。在鋼筋密集區(qū)域,由于空間限制,推薦使用小直徑振搗棒,并適當(dāng)延長振搗時間和加大振搗力度。每個位置的振搗時間應(yīng)以混凝土不再下沉、無顯著氣泡上升、頂面平坦且開始浮現(xiàn)水泥漿為準(zhǔn),通常不超過30 s,以防止過振。
(2)當(dāng)進(jìn)行上層混凝土的振搗時,為確保上下層混凝土之間的緊密結(jié)合,振搗器應(yīng)深入下層已振搗的混凝土中5~10 cm。為保證振搗深度的準(zhǔn)確性,應(yīng)在振搗棒上設(shè)置深度標(biāo)記,并嚴(yán)格遵循。
(3)在進(jìn)行混凝土澆筑時,每一層混凝土在振搗前不添加新的混凝土,這樣有助于保持混凝土的均勻性和密實性,從而提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。施工過程中應(yīng)注意混凝土表面的情況,一旦發(fā)現(xiàn)浮水現(xiàn)象,即混凝土表面出現(xiàn)多余的水分,應(yīng)立即采取相應(yīng)措施進(jìn)行排除。在處理浮水時,必須謹(jǐn)慎操作,以防水泥漿流失,這可能會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性受損。有效的浮水處理可能包括使用吸水材料、調(diào)整振搗方式或調(diào)整混凝土的配合比等。
(4)在澆注底板及腹板后,為確保面板鋼筋的清潔和混凝土的質(zhì)量,必須在混凝土尚未凝固之前徹底清除面板鋼筋上的混凝土。
(5)在振搗混凝土的過程中,應(yīng)指派專人負(fù)責(zé)監(jiān)控模板是否出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,以及支撐結(jié)構(gòu)是否牢固。
(6)在混凝土的連續(xù)澆筑過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制中間的間斷時間,確保不超過規(guī)范規(guī)定。
(7)在使用插入式高頻振搗器對混凝土進(jìn)行振搗時,推薦采用垂直點振的方式進(jìn)行操作,這有助于發(fā)揮振搗器對混凝土的有效作用,并減少對周圍結(jié)構(gòu)的干擾。在需要調(diào)整振搗棒在混凝土中的水平位置時,應(yīng)先將振搗棒垂直緩慢地拔出后再將其移動到新的位置。禁止在混凝土內(nèi)部平拖振搗棒,這可能導(dǎo)致混凝土的分層和內(nèi)部空洞的形成。
2.5.3 收面、養(yǎng)護(hù)
在混凝土初凝前,務(wù)必完成收面工作,這對于確?;炷帘砻娴馁|(zhì)量至關(guān)重要。對于頂板和底板面,應(yīng)至少進(jìn)行三次找平收面。在前兩次找平過程中,應(yīng)使表面達(dá)到毛面效果,這有助于增加混凝土的黏結(jié)力和耐久性。而在混凝土初凝前,務(wù)必完成最后一次收壓成光面,以確保表面光滑且無瑕疵。
一旦混凝土初凝,必須迅速采用透水土工布等材料進(jìn)行及時覆蓋,并開始灑水養(yǎng)護(hù)。這是為了防止混凝土過快干燥而出現(xiàn)裂縫,確保混凝土能夠充分硬化和強(qiáng)度發(fā)展?;炷恋臐耩B(yǎng)時間至少應(yīng)為7 d,其間必須保持混凝土表面持續(xù)濕潤,這是保證混凝土質(zhì)量的重要一環(huán)。
混凝土的養(yǎng)護(hù)方法并非一成不變,而是需要根據(jù)施工季節(jié)的變化進(jìn)行靈活調(diào)整。在一般情況下,建議采用灑水養(yǎng)護(hù)的方式,這既簡單又有效,能夠確保混凝土表面保持7 d以上的潮濕狀態(tài)。但在冬季施工期間,由于溫度較低,混凝土硬化速度會變慢,此時應(yīng)采取額外的保溫措施,如在混凝土表面覆蓋保溫材料,必要時可采用加熱升溫方法,以促進(jìn)混凝土的硬化。相反,在炎熱的夏季施工時,為了防止混凝土過快干燥而出現(xiàn)開裂,應(yīng)在混凝土表面覆蓋潮濕的土工布,這能夠有效保持混凝土表面的濕潤狀態(tài),防止干燥過快帶來的質(zhì)量問題。
2.6 掛籃拆除
掛籃拆除見圖3所示。
(1)在前上橫梁上安裝倒鏈,在與前下橫梁相連的箱梁底板上設(shè)置卷揚機(jī),與后下橫梁箱梁相連。檢查牢固無誤后,解除前后下橫梁的吊桿連接,然后通過倒鏈下放的方式,將底模系統(tǒng)整體下放至地面進(jìn)行拆除。
(2)在前上橫梁及箱梁頂板處安裝倒鏈,與外滑梁相連。檢查牢固無誤后,解除外滑梁的吊桿連接,然后通過倒鏈下放的方式,將底模系統(tǒng)整體下放至地面進(jìn)行拆除。內(nèi)滑梁及內(nèi)??梢灾苯舆M(jìn)行下放至箱梁內(nèi)腔底板上,然后進(jìn)行拆除。
(3)拆除前上橫梁。對于主桁架結(jié)構(gòu),采用“先裝先拆,后裝后拆”的方式進(jìn)行拆除,即先前斜拉桿、立柱連接系、后斜拉桿、立柱、主縱梁水平連接系、主縱梁的順序進(jìn)行拆除。拆除主縱梁之前,先拆除后錨結(jié)構(gòu),然后通過軌道錨固梁對主縱梁進(jìn)行臨時固定,拆除滑動輪,最后解除臨時固定、吊裝主縱梁及前支點。
(4)解除軌道錨固梁。拆除滑道,完成掛籃的拆除施工。
3 結(jié)論
懸臂澆筑施工技術(shù)作為一種重要的橋梁施工方法,在連續(xù)剛構(gòu)橋的建設(shè)中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,其能夠有效地實現(xiàn)橋梁的大跨度施工,提升橋梁的整體穩(wěn)定性和承載能力。在實際應(yīng)用中,懸臂澆筑施工技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn)。例如,施工過程中對精度控制的要求極高,需要采取一系列措施確保施工質(zhì)量;施工過程中的安全管理問題也不容忽視,需要制定嚴(yán)格的施工規(guī)范和安全措施保障施工人員的生命安全。
參考文獻(xiàn)
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