摘要:以某高寒地區(qū)實際工程為例,針對施工現(xiàn)場水流湍急、兩側(cè)山體頻發(fā)滑坡等自然災(zāi)害,決定設(shè)置橋梁,采用連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),并引入混凝土掛籃懸澆技術(shù)。針對該工程的施工難點,對掛籃設(shè)計和箱梁懸臂澆筑施工技術(shù)進行了詳細的研究和探討,施工結(jié)果表明設(shè)計橋梁并采用該方法具有高度可行性,有效推動了工程的有序進行。
關(guān)鍵詞:高寒地區(qū)工程;掛籃懸澆施工;連續(xù)箱梁橋
1工程概況
本文以實際工程項目為背景,其所在地區(qū)位較為特殊,為青藏高原東部地區(qū);诘匦我约昂拥赖挠绊,施工現(xiàn)場的水流湍急、兩側(cè)山體頻發(fā)滑坡等自然災(zāi)害,因此有必要在此高寒地區(qū)設(shè)置橋梁。本文所論述的橋梁工程橋面凈寬為2×11.0m,橋梁跨徑組合為(4×30)m+(85+160+85)m+30m。橋梁施工時采用了連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),并引入混凝土掛籃懸澆技術(shù),以此確保橋梁施工的質(zhì)量。
2工程施工難點
(1)高原特點突出。本項目地處青藏高原東南部,所處地段平均高程為3127m,空氣密度低、嚴(yán)寒、缺氧、溫差大、紫外線強,植物稀少,生態(tài)脆弱,人工和機械效率嚴(yán)重下降,工程投入增加。
(2)環(huán)保要求高。由于高原地區(qū)地理位置特殊,生態(tài)環(huán)境極為脆弱,對于環(huán)境擾動特別敏感,破壞以后難以恢復(fù)且沿線分布多處自然保護區(qū),線路與在建或擬建水電站多次交叉或鄰近,因此,環(huán)保要求極高,無疑會增加工程成本和施工難度[1]。
3掛籃懸澆施工中掛籃設(shè)計
3.1掛籃構(gòu)造。規(guī)格方面,單個掛籃的長度為12.20m,高度為4.76m,懸臂總長為5.7m,考慮附屬施工設(shè)施,其與掛籃總重達660kN。結(jié)構(gòu)方面,掛籃配備了豐富的系統(tǒng)群,具體如下。
(1)主桁架系統(tǒng)。基于兩片桁架的組合作用可以形成標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,從而發(fā)揮出優(yōu)良的承重效果,單個桁架均配備了4根桿件銷。基于連系梁等結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)桁架之間的連接,其中前頂橫梁既可以起到桁架連接作用,又可以為吊桿提供穩(wěn)固的支點。四個桿件共同發(fā)揮出受力作用,并通過熱軋鋼槽焊接的方式形成穩(wěn)固連接,基于銷接的方式可以實現(xiàn)桿件與節(jié)點板之間的連接。整體來說,桿件的受力作用明確,具有靈活的裝卸特性。
(2)底籃和吊帶系統(tǒng)。選用工字鋼作為底籃材料,并將其布設(shè)在前、后底部橫梁位置上,以便后續(xù)澆筑施工的進行。將普通槽鋼作為前后底梁的基礎(chǔ)構(gòu)件,二者之間需要形成連接點,通過鋼銷與吊帶進行連接。給底籃設(shè)置錨固系統(tǒng),基于液壓千斤頂?shù)恼{(diào)節(jié)作用可以靈活改變兩個底橫梁的高度,由此確定立模標(biāo)高。
(3)行走系統(tǒng)。選用兩根工字鋼,通過拼接的形式組成軌道,基于反掛的方式將小輪置于上翼緣板位置,輔助使用液壓千斤頂為掛籃的移動提供基礎(chǔ)動力。需要確保行走軌道的穩(wěn)固性,基于反裝的方法,使用豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋加以固定。應(yīng)當(dāng)注意的是,豎向預(yù)應(yīng)力筋所在的位置應(yīng)足夠精準(zhǔn),并在端頭位置留出≥8cm的空間,以便實現(xiàn)與連接器的連接。
(4)模板系統(tǒng)。以內(nèi)、外兩部分模板為主,綜合配備了吊梁以及固定裝置。外模板以大塊鋼模為宜,而內(nèi)模在使用鋼材料的同時還需要綜合木質(zhì)結(jié)構(gòu)。在進行澆筑時,通過吊梁支撐的方式提升模板系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時需要對吊梁進行錨固處理,具體方法有:利用錨固法,將一端與箱梁頂板進行固定,另一端則固定在掛籃前頂橫梁處。當(dāng)掛籃處于移動狀態(tài)時,外模吊梁發(fā)揮出支托作用,并與掛籃一起前移。3.2掛籃安裝。在安裝過程中,在預(yù)埋件的作用下可以通過錨固的方式將掛籃置于軌道上;給軌道配備主桁架底梁;在前橫梁安裝時首先需要將斜拉鋼絲繩解除;將位于0#段位置的外模進行解體處理,基于吊車設(shè)備可以逐一移動至對應(yīng)的位置;在此基礎(chǔ)上圍繞吊桿、模架等展開安裝作業(yè)?傮w來說,掛籃安裝工序較為復(fù)雜,需要嚴(yán)格遵循安裝順序進行。
3.3掛籃預(yù)壓。
3.3.1預(yù)壓目的。最大程度緩解掛籃非彈性變形現(xiàn)象,在對梁段預(yù)拱度計算時需要考慮此因素帶來的影響。
3.3.2預(yù)壓方法。以懸臂梁段最大重量為基準(zhǔn),在確定掛籃預(yù)壓壓重時應(yīng)為該值的1.2倍。基于預(yù)應(yīng)力張拉加載的方法可以完成預(yù)壓作業(yè),嚴(yán)格控制加載量,具體值為:空載-50%-空載-50%-80%-100%-120%。在進行卸載作業(yè)時,則需要依據(jù)上述加載標(biāo)準(zhǔn)以逆向的方式進行卸載。每完成一次加載或卸載后,都需要對張拉情況進行觀察,并計算出對應(yīng)的變形量[2]。
3.3.3變形觀測。以分級的方式對主桁架進行觀測,需要深入觀察掛籃所帶來的彈性變形量,將預(yù)拱度納入計算范圍中進行全面分析。在立模時,則需要考慮非彈性變形所帶來的影響。
3.3.4箱梁懸臂澆筑施工順序。懸臂澆筑所對應(yīng)的施工工序較為復(fù)雜,對應(yīng)的施工難度較大,所需考慮的細則較多。此環(huán)節(jié)作業(yè)應(yīng)建立在上節(jié)段預(yù)應(yīng)力筋壓漿施工完成的基礎(chǔ)上,首先需要將錨固系統(tǒng)解除,而后再對掛籃進行錨固處理,并適時調(diào)整模板的標(biāo)高,以便后續(xù)鋼筋綁扎作業(yè)的高效進行;做好預(yù)應(yīng)力管道以及相應(yīng)模板的安裝工作,并再次調(diào)整標(biāo)高;在確保無誤的情況下采用兩端對稱的方式展開混凝土灌注施工,隨即采取養(yǎng)生措施,經(jīng)過一段時間后需要將端模拆除并進行鑿毛。以上述工序為基準(zhǔn)進行循環(huán)施工。
4箱梁懸臂澆筑施工技術(shù)要點
4.1施工工藝流程。具體的施工工藝流程:0#梁段施工→支架、模板拆除→掛籃拼裝、試壓→掛籃移動、固定、調(diào)整→梁段模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿→封錨→合龍段施工。
4.2模板調(diào)整。當(dāng)掛籃達到指定位置后,需要觀測其水平中線以及標(biāo)高情況,并進行調(diào)整。中線部分:通過全站儀設(shè)備獲得橋梁軸線的具體位置,基于幾何方法獲取模板中軸線的實際位置,而后進行對比并做以調(diào)整。標(biāo)高部分:充分考慮掛籃引起的彈性變形以及掛籃重量的影響,二者均會給結(jié)構(gòu)下?lián)隙葞砀蓴_,此時需要通過綜合模擬法進行分析。
4.3鋼筋綁扎。通過現(xiàn)場制作的方式制得鋼筋,注重綁扎的先后順序:以底板、腹板綁扎為主,同時兼并進行預(yù)應(yīng)力筋與波紋管的安裝;在此基礎(chǔ)上圍繞頂板、底板展開綁扎作業(yè),此時依然需要設(shè)置預(yù)應(yīng)力管道。
4.4預(yù)應(yīng)力波紋管成孔。在本文所論述的高寒地區(qū)橋梁項目中,預(yù)應(yīng)力管道均為金屬波紋管,在安裝過程中應(yīng)避免其與構(gòu)造鋼筋相碰觸。若二者有所接觸,則需要適時移動構(gòu)造鋼筋,由此提升管道安裝位置的精準(zhǔn)性。
4.5混凝土配比試驗。該工程位于我國青藏高原地區(qū),地勢較高且溫度較低,因此在配制混凝土的過程中需要添加防凍劑。其混凝土的配比試驗中需選定符合標(biāo)準(zhǔn)的砂、骨料、水及水泥,具體要求見表1。
4.6混凝土澆筑及養(yǎng)護;诒脗鬏?shù)姆绞綄崿F(xiàn)對混凝土的運送,兩個節(jié)段應(yīng)在同一時間進行灌注。完成灌注施工后,做好梁的保濕養(yǎng)護;現(xiàn)場制作的混凝土試塊,部分在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護,其余均與結(jié)構(gòu)物混凝土同條件養(yǎng)護。
4.7預(yù)應(yīng)力穿束、張拉及壓漿。對于豎向預(yù)應(yīng)力筋而言,宜使用先穿法;對于橫向預(yù)應(yīng)力筋而言則以后穿法為宜。當(dāng)梁體強度達到95%以上水平且混凝土施工已結(jié)束5d后,便可對縱向鋼束進行張拉處理,基于復(fù)張拉的方法對豎向預(yù)應(yīng)力筋進行處理。基于真空壓漿法,可以對縱向預(yù)應(yīng)力筋做以進一步處理。
4.8掛籃移動。首先需要對梁端頂面進行找平并明確滑道的具體位置,而后以緩慢的速度松開吊桿。應(yīng)當(dāng)注意,位于同一斷面的吊桿在放松時應(yīng)同時進行,此過程中應(yīng)觀察內(nèi)導(dǎo)梁與底縱梁的位置,若二者與混凝土表層間距為20cm,則需要停止放松作業(yè)。在確保各模板與梁體完全分離后,應(yīng)隨即松開底梁后錨,在千斤頂?shù)妮o助下推動掛籃實現(xiàn)前移,同時將側(cè)模、底模移動至指定位置。在掛籃行走過程中,單個掛籃應(yīng)配備三道甚至更多的壓梁。將液壓千斤頂作為動力源,單個掛籃需要配備兩臺規(guī)格為60t的千斤頂。
5結(jié)語
綜上所述,在本文所論述的高寒地區(qū)橋梁工程中,采用了混凝土掛籃懸澆技術(shù),實踐表明此方式具有高度可行性,可以提升掛籃的穩(wěn)定性,對施工環(huán)境的適應(yīng)性較強;诨炷翏旎@懸架施工法,可以推動工程的有序進行。
參考文獻:
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[2]于本領(lǐng),邱梓峰.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁掛籃懸澆施工工藝初探[J].建筑設(shè)計管理,2010,27(9):71-72,76.