懸澆連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)及要點探析
2017-07-17
懸澆掛籃施工技術(shù)在近些年橋梁工程中得到普遍應(yīng)用，具有節(jié)省材料、重量輕、受力情況顯著、結(jié)構(gòu)簡單等特點。但是，該技術(shù)也有自身缺陷，如設(shè)備掛籃臨時錨固等問題。對此，在無豎向預(yù)應(yīng)力懸澆箱梁中三角形掛籃施工工藝，希望對懸澆連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)橋梁工程有所貢獻(xiàn)。以某高速公路橋梁為例進(jìn)行探討，節(jié)段懸澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁以及裝配式預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁作為橋梁上部結(jié)構(gòu)。懸澆段跨城區(qū)道路，左右幅掛籃懸澆孔總共6個。直腹板高度連續(xù)箱梁作為懸澆段上部結(jié)構(gòu)，懸臂澆筑節(jié)段長度在3.5米左右。雙向預(yù)應(yīng)力體系為設(shè)計箱梁，箱梁底板寬度為13米，無豎向預(yù)應(yīng)力筋，砼為C50，頂板斜置，箱梁底板保持水平橫向。
1 橋梁概述
伴隨著城市化進(jìn)程的大力推進(jìn)，人行道、鐵路、道路等都離不開橋梁建設(shè)。橋梁建筑施工工藝雖然不斷在提升，從固定橋梁至旋轉(zhuǎn)、可升起橋梁等。但是不論哪一種橋梁，都是為了防止因承擔(dān)重力而出現(xiàn)破裂、下陷等問題，因此牢固的結(jié)構(gòu)是橋梁設(shè)計人員應(yīng)考慮的問題。在此簡單介紹幾種橋的類型，桁梁式橋具的橫梁十分的堅固，且支撐均位于橫梁的每一端。伴隨不斷發(fā)展，現(xiàn)代的桁梁式橋的特點是堅固且重量輕，一般情況下，橫梁采用長型中控桁架，該架由混凝土或鋼鐵制成。建造橋梁采用這種方法稱為箱式梁橋。懸臂橋與桁梁式橋相似，可將橋身按段劃分，可具有一定長度、且堅固，不過每段都在中間而非兩端支承。支承位于中間位置，這樣可以很好地起到作用。支承部位不是兩端都有，其中一端在支撐物上澆筑或埋入，另一端則將支撐物挑出，這種橋梁為懸澆梁，如實墻、柱子等支撐物并非每邊都配備，有些支撐物的一部分被澆筑或預(yù)埋在建筑結(jié)構(gòu)中，而另一部分則懸挑出結(jié)構(gòu)外，箱梁形似箱子，翼緣位于其上部的兩側(cè)，而內(nèi)部則是空心的，箱梁屬于梁?，F(xiàn)澆箱梁與預(yù)制箱梁這兩種橋梁結(jié)構(gòu)都屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在建造大型連續(xù)橋梁的過程中，現(xiàn)澆箱梁被廣泛應(yīng)用。而預(yù)制箱梁的有點在于可縮短工期、加快工程施工進(jìn)度，通常結(jié)合架橋機(jī)完成橋梁下部的架設(shè)?，F(xiàn)澆箱梁的材料分為鋼箱梁以及預(yù)應(yīng)力鋼筋砼箱梁。其中鋼箱梁既有加鋼筋砼鋪裝層，也有全鋼結(jié)構(gòu)。而預(yù)應(yīng)力鋼筋砼箱梁可對橫向預(yù)應(yīng)力進(jìn)行設(shè)置，其自身還擁有縱向預(yù)應(yīng)力，優(yōu)勢在于現(xiàn)場施工。通常情況下，鋼箱梁在跨度非常大的橋梁制造中使用，又被稱為鋼板箱形梁，其外箱與箱子相似，因此在跨徑較大的橋梁結(jié)構(gòu)中普遍采用。在橋梁建筑工程中，應(yīng)用較為普遍的結(jié)構(gòu)形式就是鋼板箱型梁，將數(shù)量不同的簡支鋼箱梁設(shè)置其中，對掌握、分析集中荷載受橫隔板間距作用時對簡支鋼箱梁變形的影響，同時可對其產(chǎn)生的剛性扭轉(zhuǎn)與畸變展開對比，在集中荷載的作用下，伴隨橫隔板數(shù)量的不同，所產(chǎn)生的最大畸變則相應(yīng)改變。按照偏心作用、對稱彎曲、剛性扭轉(zhuǎn)、畸變等工況的不同，將荷載施加于箱梁腹板的頂部位置，可計算出分解荷載。在分析箱梁的過程中，應(yīng)先了解活載與恒載的作用。這兩種載荷作用于箱梁上，其中，活載作用既是偏心、非對稱的，也可以使對稱的，因此，在分析活載作用時，應(yīng)對對稱與非對稱分別考慮。而恒載作用通常不會發(fā)生偏心的現(xiàn)象，其作用基本上為對稱的，這與箱型梁截面的情況大致相同。在偏心作用下，箱梁會發(fā)生變形，且分為四種狀態(tài)，分別是橫向撓曲、畸變、扭轉(zhuǎn)、縱向彎曲。
2 施工方案
對施工方案進(jìn)行設(shè)計，1#塊的長度為10米，橋?qū)挾葹?0米，截面位置梁高度為3.2米，支點處梁高度為3.6米，底板的厚度在29厘米至57厘米，頂板厚度在29厘米，腹板厚度為66厘米，箱型梁段長度為3.5米，中橫梁的寬度為2.3米。將壁厚為6毫米的鋼管砼柱八根安設(shè)于墩身順橋位置的兩側(cè)，箱梁結(jié)合位置可采用硫磺砂漿預(yù)先進(jìn)行隔離，硫磺砂漿型號為40號，厚度可設(shè)置為15厘米，這樣做可便于施工完畢后對臨時支撐噸的及時拆除。將Φ12加強鋼筋架設(shè)于箱梁底部位置，采用槽鋼壓桿作為單排鋼管之間的縱橫向連接?？捎行Ъ訌姍M向的鋼管砼結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定性。利用定制好的落地鋼管托架以及臨時固結(jié)鋼管砼柱，對梁體進(jìn)行支撐，這是該方案的措施之一，托架斜立柱及橫梁、縱向貝雷梁支點、支點部分槽鋼支墊、單層雙排貝雷主梁、槽鋼分配梁、厚度為四毫米的鋼板平臺、鋼管腳手架、支架頂托、整體鋼模板等為箱梁翼板下部構(gòu)件。托架立柱及橫梁、縱向貝雷梁支點、支點部位槽鋼支墊、平齊于墩柱頂面的橫向單層雙排貝雷主梁、厚度為七厘米的鐵尖脫模楔塊、工字鋼分配梁、槽鋼底模托架（三角形）、厚度為八厘米的鋼模板等未箱梁底板以下各部位構(gòu)件。
3 懸澆箱梁施工
在介紹懸澆箱梁施工之前，先設(shè)計掛籃。設(shè)計模板及掛籃時，其重量應(yīng)小于六十噸，這是施工圖的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。對于該工程，擬定采用三塔式三角形結(jié)構(gòu)掛籃，這是對單箱雙室結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行考慮后決定的。根據(jù)全橋雙幅主墩的數(shù)量，分配相應(yīng)有4個T。工程應(yīng)按照整體工期要求，對施工中掛籃的數(shù)量進(jìn)行確定。模板、錨固、懸吊行走、橋面三角形主桁這4個系統(tǒng)共同組成了掛籃結(jié)構(gòu)，外側(cè)模板、內(nèi)模、底模等組成了模板系統(tǒng);軌道梁錨固系統(tǒng)、后錨系統(tǒng)等組成了錨固系統(tǒng);懸吊、行走、橫梁系統(tǒng)共同組成了懸吊行走系統(tǒng);前支架、橫梁桁架、節(jié)點、立柱、主縱梁等共同組成了三角形主桁系統(tǒng)。應(yīng)用型鋼加工工藝打造掛籃的主要各位置部件，除底籃后吊點采用錳板吊帶外，其余位置的吊點可應(yīng)用精軋螺紋鋼吊桿。在水平牽引力的作用下，實現(xiàn)了模板及掛籃的行走，滑移沿著軌道產(chǎn)生動作，該拉力產(chǎn)生于手拉葫蘆。底籃在滑移過程中，隨著側(cè)模板的不斷前移，懸掛于外側(cè)模導(dǎo)梁上的后橫梁兩側(cè)也同時前移。三道主桁可采用槽鋼桁架連接成為一個整體，這樣可避免籃子在移動的過程中發(fā)生橫向抗扭，以及確保掛籃的安全性與整體性。 在進(jìn)行錨固時，建議采取將孔道預(yù)埋于腹板兩側(cè)，同時穿入軌道、扁擔(dān)梁壓主桁架、錨桿的方式，這是為了更有效地克服連續(xù)箱梁無永久豎向預(yù)應(yīng)力而不能采用豎向筋對軌道錨固劑后錨進(jìn)行臨時設(shè)置。砼面與采用穿孔后的枕木楔塊應(yīng)想貼合，制作成腹板倒角位置的接觸面，豎直錨桿。使用完畢錨桿后，可經(jīng)由預(yù)留孔道，將其取出。懸澆節(jié)段，施工工況有兩種，在掛籃主桁處將尾節(jié)預(yù)留出來，拼裝時應(yīng)注意對稱，后錨可共用兩只掛籃。另一種情況為：在進(jìn)行施工的過程中，解體了兩只掛籃，并將尾節(jié)安裝上，將后錨單獨配備于尾節(jié)部位，之后開展懸臂澆筑工程。采用全斷面一次性澆筑成型作為懸澆節(jié)段箱梁砼的施工技術(shù)。
4 施工合攏段
先中跨合攏、在邊跨合攏的方式運用于該工程施工中，一般情況下，這是按照施工設(shè)計要求而確定的。中跨合攏段的支撐和模板利用掛籃，當(dāng)完成所有懸澆節(jié)段的施工后，前移掛籃，并從合攏段施工工區(qū)內(nèi)退出另一套掛籃，通過吊桿將內(nèi)模導(dǎo)梁掛在已澆塊箱梁頂板上部，在澆筑梁體翼板上掛上外側(cè)模導(dǎo)梁。利用手拉葫蘆可對底板下橫梁的水平位置進(jìn)行調(diào)整，最后，利用澆梁體底板將其掛住。在開展梁體施工之前，應(yīng)預(yù)埋臨時固結(jié)預(yù)埋鋼板，埋入底板靠梁肋部。在對中跨合攏段安裝模板之前，利用水箱對已澆梁體的合適節(jié)段進(jìn)行配重，同時，在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，按照設(shè)計標(biāo)高來調(diào)整兩側(cè)已澆節(jié)段底板及頂?shù)母叱?。臨時固結(jié)可使用雙排工字鋼與預(yù)埋鋼板焊接的方法。當(dāng)安裝完成模板和復(fù)測后，可埋設(shè)管道以及綁扎鋼筋進(jìn)行實施。根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行砼澆筑前，應(yīng)設(shè)計應(yīng)力，并預(yù)先穿入管道。在天氣溫度較低的時間段進(jìn)行合攏段砼澆筑施工，如凌晨，合攏溫度應(yīng)控制在17～21℃。梁體砼采用砼天泵車泵送入模、且全斷面一次澆筑成型。經(jīng)過養(yǎng)生后，砼可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并將余下的合攏束張拉，并將臨時固結(jié)剛性連接解除，按照從內(nèi)向外、先下后上的順序張拉剩余鋼束。當(dāng)張拉完節(jié)段鋼束后，可以將水箱配重物卸下，同時將位于中跨部位的兩個掛籃卸除，這樣，該體系的一次轉(zhuǎn)換就完成了。
由梁端倒角部分和直線段構(gòu)成了兩邊跨現(xiàn)澆段，當(dāng)改變了直線段的長度后，方案可采用振入鋼管搭配主梁平臺支模，并可分別進(jìn)行砼澆筑成型，第一次澆筑施工可至腹板外上倒角下部位置，剩余部分再次澆筑完成，當(dāng)澆筑砼結(jié)束后，將現(xiàn)澆段支架拆除，體系的第二次轉(zhuǎn)換得以完成。
5 拆卸臨時固結(jié)
在邊跨合攏段施工按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)完成后，可逐漸將掛籃切除，第一步可將對腳手架的工作平臺進(jìn)行搭設(shè)，切除時對箱梁與鋼管連接位置采用養(yǎng)割的辦法實施，要熔解結(jié)合面硫磺砂漿可接通電源，之后，結(jié)合面可采用風(fēng)鎬人工鑿除的方法，對未達(dá)到熔解要求的殘余砼進(jìn)行拆除，采用手動砂輪機(jī)切割錨固鋼筋，同時將鋼管砼柱逐根去除，體系的第三次轉(zhuǎn)換也完成了。
6 結(jié)束語
橋梁建筑施工工藝雖然不斷在提升，從固定橋梁至旋轉(zhuǎn)、可升起橋梁等。橋梁牢固的結(jié)構(gòu)是橋梁設(shè)計人員應(yīng)考慮的問題。文章探討了懸澆連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)橋梁施工的技術(shù)及要點，箱梁體系經(jīng)過三次轉(zhuǎn)換后，獲得良好實際效果，在施工成本與施工進(jìn)度的控制與管理上也比較成功。確保了成橋質(zhì)量。希望能夠為懸澆箱梁施工提供理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
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[2]鄧昌寧，馬俊，張雪.懸澆施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫類病害試驗研究[J].北方交通，2013（3）.
