一、工程概況
南京長江二橋北汊橋引橋上部結構為16m×30m等截面和5m×50m變截面PC連續(xù)梁橋。全橋斷面由上下行分離式的兩個單箱 單室梁斷面組成,中間設中央分隔帶蓋板。其中5×50m引橋處于30m引橋與主橋過渡段上,橋位處于水陸兩地,陸地一孔,水上四孔,高峰期水位7m。因而選擇一種最佳施工方案尤為重要。
二、方案比選
基于50m橋所處橋位情況,其上部結構施工擬采用兩種方案:
、僦Ъ苁绞┕,河岸一孔搭設滿堂支架,水中四孔插打銅管樁,搭設鋼管樁支架。
、诓捎脽o支架施工。即引進國外先進設備——滑移模架進行施工。
第一種施工方案是××公司傳統(tǒng)的施工方法。有較為豐富的施工經(jīng)驗,技術上較容易控制,但此種方案對于水上施工來講,工作量大,機械臺班多,經(jīng)濟上不合理,施工進度也不理想。而第二種施工方案,施工設備先進,具國內領先水平,但是此種設備該公司首次采用,技術上較難控制,可對于在水上施工中等跨徑的現(xiàn)澆連續(xù)梁橋來講尤為適合。綜合多方面因素考慮,我公司南京二橋項目部最終決定采用無支架式施工即引進MSS滑移模架系統(tǒng)。
三、滑模概況
××公司引進的MSS滑移模梁主要由托架(牛腿)、主梁(鋼箱梁)、橫梁、后橫梁、外模、內模六大部分組成。每一部分都配有相應內液壓或機械系統(tǒng)。各組成部分結構功能如下:
1.托架托架俗稱牛腿、三角結構。通過墩身預留孔(孔徑:80cm×100cm)插入墩身,附著在墩身上。它的作用是支撐主梁,把主梁上的荷載通過牛腿傳遞到墩身上。每個牛腿頂部滑面安裝有天車。并配有兩對20t橫向自動移動液壓千斤頂。一個450t豎向自動液壓千斤頂,一個縱向移動液壓千斤頂。主梁嵌在天車上。為減少主梁在縱向移動時與天車接觸的摩阻,天車上裝有聚四氯乙烯滑板,通過三向液壓系統(tǒng)使主梁在板橋向、順橋向及豎向高度上正確就位。
2.主梁滑模主梁為一對鋼箱梁。鋼箱梁的斷面尺寸為寬:2.0m,高:3.0m,長度64.8m,分為六節(jié)——10.7m4×0.8m+10.9m)。節(jié)間由摩擦型高強度螺栓連接。為使主梁在順橋向由上一孔滑移至下一孔,主梁前、后兩端配有橋架式鼻梁,長21m.主梁是整套滑模的承重部件,重約350t。主梁上開有窗口,橫梁由此置人主梁,窗口內設有豎向液壓千斤頂、機械千斤頂及橫向千斤頂。鋼橫梁通過壓力系統(tǒng)與主梁鉸接,主梁承受由橫梁傳遞來的外模、內模及上部結構的施工荷載。
3.橫梁整套滑模共有18對橫梁,橫梁為“H”型,鋼結構尺寸為35cm×90cm×900cm,每對橫梁為銷連接,橫梁間距3.6m,橫梁上沒有銷孔,以便安置外模支架。橫梁通過主梁內的壓力系統(tǒng),可進行豎向、橫向調整。
4.外模外模由底板、腹板、肋板及翼緣板組成。底板直接鋪設兩相鄰橫梁間與橫梁相對應。每對底板沿橫梁銷接方向由普通螺栓連接。連接外模板縫實為外模中軸線。底板總寬6.5m.腹板、肋板及翼緣板也與橫梁相對應,并通過在橫梁設置的模板支架及支撐來安裝。
5.內模整套沿移模架的內模系統(tǒng)包括模板、電動小車、內模梁及道軌。橫板的運輸及安裝通過電動小車來完成。電動小車上配有液壓系統(tǒng),通過這些液壓系統(tǒng)來完成內模安裝。
四、滑模施工原理及工藝流程
MSS滑移模架的滑移及模板的安裝調整是以“液壓”為動力,以液壓千斤頂為工作機具,在液壓控制裝置的控制下,通過液壓千斤頂?shù)捻斖疲瑥亩瓿芍髁旱木臀、橫梁的調整及內外模的安裝和調整。施工前,首先編制好沿樓施工技術方案。購置專用設備、機具,租賃大型吊裝設備;0慈缦鹿ば蜻M行施工:托架(牛腿)的組裝,主梁的拼裝及有關施工設體機具的就位托架吊裝→主梁吊裝及主梁就位→安裝橫梁→鋪設底板、安裝模板支架→安裝外腹板及翼緣板、底板→內模施工。
五、滑,F(xiàn)場具體組裝
滑,F(xiàn)場組裝質量的好壞,直接影響到箱梁施工的工程質量、進度及施工安全。因此在組裝時,根據(jù)沿模設計圖紙,嚴格按照《鋼結構施工技術規(guī)范》進行操作,對于高強螺栓連接面,仔細檢查,逐一進行表面處理,使其達到應有的摩阻系數(shù)。高強螺栓連接,采取初材、終抒,循環(huán)重復操作,使每一高強螺栓都達到設計扭矩值,并對扭矩扳手定期進行標定,保證連接面的受力強度,防止工程事故隱患,對質量和施工安全有影響的構(配)件必須剔除或經(jīng)過處理,合格后方可使用。
托架現(xiàn)場組裝:由于托架呈三角形且有一定高度,現(xiàn)場拼裝放置不穩(wěn)定,應做一三角支架進行支撐。吊裝托架,置入墩身預留孔時,應對托架頂面用水準儀抄平,以便使天車在板面上順利滑移。為防止墩身兩側托架在受力時傾覆,每對托架是由精軋螺紋對拉,嵌入墩身內,因而安裝單側托架應在另一側臨時放置一扁擔梁,穿精軋螺紋拉緊,以防失穩(wěn)。
主梁安裝;由于主梁自重大,整體吊裝困難,施工時,分兩次吊裝,在跨中設臨時支撐,進行合龍拼裝。這就要求對臨時支撐的高程進行準確測量及放坡,以使鋼梁在跨中順利對接,拼裝。
主梁拼裝完后,在主梁窗口處,置入橫梁,待全部橫梁安裝完畢,主梁在液壓系統(tǒng)作用下,橫橋向,順橋向準確就位。在墩中心點處設全站儀或經(jīng)緯儀,放出橋軸線,按橋軸線方向調整橫梁,用銷子連接好,鋪設底板,軸線偏差控制在5mm以內。然后安裝外腹板、肋板及翼緣板。
滑模組裝時,各部件之間要求連接可靠,拼裝完后要通過認真地全面檢查,確認安全可靠后方可供上部結構施工使用。
六、模板的調整及標高控制
為了更好地設置預拱度,此套滑模模板節(jié)間設計留有l(wèi)cm模板縫,設計采用薄鐵皮補貼。根據(jù)現(xiàn)場施工實際,考慮到澆注梁體的外觀質量,我們采用了原子灰加入固化劑調和堵縫,抹平。原子灰經(jīng)調和,固化快、強度高,是一種較好補縫材料,且滿足施工規(guī)范的要求。澆注梁體的外觀質量也較好。
標高控制:對滑模預留一定拱度,使施工后的梁體盡可能達到其設計高程,是本工程的施工難點。因此對施工架體撓度值的來源,要考慮周全;撓度值理論計算要準確。此套滑模撓度值的來源有以下四個方面:
(l)混凝土自重產(chǎn)生的撓度值(數(shù)值由生產(chǎn)商VCE公司提供);
。2)由懸臂吊桿引起的撓度(不考慮滑模自重)經(jīng)計算按13mm計(按三角形分布),實測時再作相應調整;
。3)預應力鋼索張拉產(chǎn)生的反拱值,前、后支點之間部分按拋物線分布,拋物線中心最大下?lián)隙劝?0mm計,懸臂端最大上撓度按13mm計(按三角形分布);
。4)由牛腿沉降引起的撓度值按10mm計。
經(jīng)觀測,撓度計算與實際施工過程中的撓度值基本相符,但稍有差別,因而在施工上一孔時,對各個施工階段認真觀測,測其撓度值變化,與理論計算但相比較,從而指導下一孔的施工;大大減小施工偏差,保證所施工的梁體的高程與設計高程偏差縮小到1cm之內。
七、箱梁的施工工藝
50m引橋箱梁采取等截面梁,梁高2.6m,箱梁頂板厚長不變,腹板、底板厚度變化,橋寬32m,采用上、下行分離式單箱單室截面,直線橋。箱梁施工從岸跨開始,每次施工按縫設在下一跨的8m處(L/6附近)連續(xù)施工,施工工藝流程圖見圖1。
由于施工作業(yè)是周期性進行,為了提高工效,加快施工進度,各工序間應做到緊湊,銜接。每道工序施工的同時做好下一道工序的準備工作,有效地縮短了工期。