【摘要】:闡述了懸臂施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),介紹了其施工過(guò)程和受力機(jī)理,并對(duì)該施工技術(shù)在土木建筑工程中的施工應(yīng)用情況進(jìn)行了分析,總結(jié)了應(yīng)用中的施工控制要點(diǎn),展望了懸臂施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】:懸臂施工 土木工程 掛籃 連續(xù)梁橋
0 引言
伴隨著我國(guó)建筑工程業(yè)的迅速發(fā)展,人們對(duì)于建筑質(zhì)量的要求也在不斷提升,為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求,創(chuàng)建安全而穩(wěn)定的生活環(huán)境,懸臂施工技術(shù)作為土木工程建筑施工的關(guān)鍵性技術(shù),成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn),在使用這一關(guān)鍵性技術(shù)施工的過(guò)程中,要根據(jù)其特點(diǎn)和受力機(jī)理,進(jìn)行對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測(cè)和控制,以提升懸臂施工技術(shù)的質(zhì)量和安全性。因此,如何提高懸臂施工技術(shù)在土木工程施工中的創(chuàng)新性應(yīng)用,是工程控制和監(jiān)測(cè)的重要課題。
1 問(wèn)題的緣起
在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁、連續(xù)梁和剛構(gòu)橋中最常用的施工方法---懸臂施工技術(shù),重要的內(nèi)容即是對(duì)結(jié)構(gòu)中的鋼筋應(yīng)力和混凝土應(yīng)力的監(jiān)測(cè),其結(jié)構(gòu)應(yīng)力可靠和安全,是保障工程施工的質(zhì)量所在。在大跨度的連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面,由于其構(gòu)造不同因而實(shí)施懸臂施工的方法也有所不同,為了在施工全過(guò)程都能獲得精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù),需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力進(jìn)行精準(zhǔn)的監(jiān)控,通過(guò)自適應(yīng)控制的智能跟蹤系統(tǒng),將結(jié)構(gòu)應(yīng)力相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,從而推算出誤差的大小和變量變化,為后續(xù)的建筑施工提供調(diào)整的依據(jù),從而在變化的施工狀態(tài)中確保工程的質(zhì)量與安全。同時(shí),在懸臂施工過(guò)程中監(jiān)控而獲取的應(yīng)力數(shù)據(jù),可以作為參考比對(duì)數(shù)據(jù),在計(jì)算值與實(shí)測(cè)值比對(duì)的條件下,進(jìn)行計(jì)算參數(shù)的調(diào)整,對(duì)計(jì)算模型提供有效的參考價(jià)值和支持。
2 懸臂施工關(guān)鍵性技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)分析
土木工程建筑施工中,懸臂施工技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用,其應(yīng)用效果也是有目共睹,由于該技術(shù)具有其優(yōu)勢(shì),可以在施工過(guò)程中簡(jiǎn)化施工設(shè)備,同時(shí)也無(wú)須輔助性支架,具有節(jié)約材料和設(shè)備成本的優(yōu)點(diǎn)。而且,該技術(shù)主要有兩種形式,即: 懸臂澆筑和懸臂拼裝,這兩種形式都具有較高的技術(shù)含量,在土木工程建筑施工中可以發(fā)揮其強(qiáng)大的負(fù)彎矩功能,滿足了預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)要求,可以實(shí)現(xiàn)橋梁自身的大跨越。
懸臂施工技術(shù)又稱懸澆,重點(diǎn)應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋等結(jié)構(gòu)中,其應(yīng)用特點(diǎn)有:
1) 該技術(shù)可以有效對(duì)梁高進(jìn)行調(diào)整,根據(jù)施工的需要進(jìn)行外觀的美化設(shè)計(jì)并保證其安全性。
2) 懸臂施工技術(shù)的每一個(gè)施工階段都采用掛籃,充分整合設(shè)備資源,不但簡(jiǎn)化了施工過(guò)程而且更為便捷。
3) 懸臂施工技術(shù)成本較低,可以有效縮短工作時(shí)間,優(yōu)化資源配置,提升工作效率。
3 懸臂施工技術(shù)的施工過(guò)程及受力機(jī)理剖析。
懸臂施工技術(shù)又稱掛籃法、吊籃法、無(wú)支架平衡伸臂法,它在具體施工使用的過(guò)程中,可以選擇不同的施工方法,如: 頂推法、支架現(xiàn)澆法、大型浮吊法、旋轉(zhuǎn)施工法、懸臂澆筑和懸臂拼裝法、移動(dòng)框架法等。其施工過(guò)程和步驟為:
首先將完成的墩頂部作為支撐的基礎(chǔ),然后借助懸吊的掛籃從立模、構(gòu)建的混凝土、張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋,逐漸向兩邊結(jié)合處聚攏,最后則構(gòu)成了整體的橋結(jié)構(gòu)。以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂施工為例,分為三種:
其一,逐跨連續(xù)懸臂施工方法;其二,T 形結(jié)構(gòu)-單懸臂連續(xù)施工方法;其三,T 形結(jié)構(gòu)-雙懸臂連續(xù)施工方法。其中,以 T 形結(jié)構(gòu)-單懸臂連續(xù)施工方法為例,如圖 1 所示。
其施工工序步驟為: 1) B 墩為起點(diǎn)進(jìn)行施工; 2) 連接 B 墩兩邊部分,形成單懸臂梁; 3) 對(duì) C 墩進(jìn)行施工; 4) 連接 C 墩兩邊部分,形成單懸臂梁; 5) 將 B 和 C 墩的中間部分相聯(lián),則形成三跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。這種施工工序步驟有利于該建筑物承受均勻的荷載,同時(shí)也可以根據(jù)情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力的調(diào)整。
4 土木工程建筑中的懸臂施工技術(shù)有效應(yīng)用
1) 掛籃法應(yīng)用。懸臂施工技術(shù)在土木工程建筑施工中,對(duì)施工質(zhì)量的影響極大。在具體操作過(guò)程中,由于掛籃可以在梁頂部移動(dòng),因而要先固定好已完成的梁段,當(dāng)掛籃掛好后,可以進(jìn)行后續(xù)的施工項(xiàng)目,如: 鋼筋模板施工、預(yù)應(yīng)力管道施工等。在某一特定階段的施工完成之后,則可以將掛籃移動(dòng)到下一個(gè)施工環(huán)節(jié)當(dāng)中,直至整個(gè)懸臂灌注工作完成。在上述的過(guò)程中,第一段梁是0 號(hào)段,掛籃便安裝在施工橋墩中的主要位置,以確保牢固和安全。同時(shí),掛籃在安裝之前還要先進(jìn)行“試拼”掛籃,對(duì)其所能承受的壓力進(jìn)行測(cè)試,以杜絕意外情況下的變形,而影響掛籃的質(zhì)量效果。
2) 梁段混凝土澆筑應(yīng)用。在梁段混凝土澆筑應(yīng)用施工中,要利用泵送設(shè)備來(lái)加以完成,并控制坍落度為 15 cm ~18 cm,在澆筑的施工過(guò)程中要注意以下事項(xiàng): 其一,要注意保持澆筑的速度和溫度調(diào)節(jié),要根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。其二,要保證澆筑一次性成功并實(shí)施全斷面的灌注。其三,澆筑施工要從掛籃的最前端部位開(kāi)始,這是為了預(yù)防在澆筑過(guò)程中掛籃發(fā)生過(guò)大的變形而必須注重的,因?yàn)橐坏┻@一過(guò)程控制不當(dāng),則會(huì)使新舊混凝土出現(xiàn)裂縫,無(wú)法形成整體而影響其穩(wěn)固性。其四,必須對(duì)每一施工灌注階段的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,準(zhǔn)確錨固和預(yù)埋件的正確鋪設(shè)。其五,澆筑施工完成之后,要對(duì)所有的管道進(jìn)行全面檢查,預(yù)防堵塞問(wèn)題的發(fā)生。
3) 監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的應(yīng)用。在懸臂施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中,要注重對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測(cè)和控制,首先要以先進(jìn)、適宜的監(jiān)測(cè)儀器作為前提條件,在時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)過(guò)程中,要進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃,再利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)儀器如: 電阻應(yīng)變片傳感器、光線應(yīng)變傳感器等,實(shí)施全過(guò)程施工的有效、同步監(jiān)測(cè),并利用系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,科學(xué)有效地制定出最佳的懸臂施工技術(shù)方案和規(guī)劃。
5 懸臂施工技術(shù)應(yīng)用中的控制要點(diǎn)
1) 合龍施工。在合龍施工過(guò)程中,要注意: a. 選擇氣溫合適、溫差變化較小的時(shí)期進(jìn)行合龍施工,同時(shí)在施工的時(shí)候要保持整體對(duì)稱,實(shí)現(xiàn)快速合龍。b. 在進(jìn)行合龍施工的過(guò)程中,要及時(shí)、同步參考各方面的信息數(shù)據(jù),并根據(jù)具體施工情況進(jìn)行信息數(shù)據(jù)分析,尋找出其中潛在的規(guī)律性內(nèi)容,從而為合龍施工提供科學(xué)的理論依據(jù)。c. 合龍施工中的混凝土質(zhì)量要確保良好,盡量使用微膨脹水泥,以保證其整體合龍的有效性和安全性,并要注重合龍之后的養(yǎng)護(hù)。
2) 支架現(xiàn)澆梁段施工注意要點(diǎn)。在支架現(xiàn)澆梁段施工過(guò)程中,要注意: 邊跨支架上的現(xiàn)場(chǎng)澆筑的梁段,應(yīng)當(dāng)先搭建臨時(shí)支撐的平臺(tái),如: 萬(wàn)能桿或“貝雷”架,為后續(xù)的施工奠定基礎(chǔ)。然后,在臨時(shí)樁基之上澆筑支撐平臺(tái),安裝好預(yù)埋件,再支好支架搭建型鋼材料的平臺(tái)并測(cè)試壓力,之后綁扎鋼筋、鋪設(shè)管道、模板等。
6 結(jié)語(yǔ)
在新技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步的時(shí)代,土木工程建筑施工中的常用技術(shù)---懸臂施工技術(shù)也必將獲得不斷的進(jìn)步,技術(shù)含量也必然會(huì)有所提升,在未來(lái)懸臂施工技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用和合理控制、測(cè)試的施工過(guò)程中,根據(jù)其受力機(jī)理和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分析,懸臂施工技術(shù)必然會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇,在更為先進(jìn)和科學(xué)的系統(tǒng)分析之下,獲得更多的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
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