林 昆
(楚雄公路局,云南 楚雄 675000)
某高速公路特大桥起始点为DK5+695.79,终止点为DK7+442.16,共计1746.19m,具体情况如表1所示。
表1 某高速公路特大桥详细情况
跨越形式采用1-32m+48m+32m双线连续箱梁,位于直线段,设计方式为整体桥面。在挂篮设计过程中,应该以如下几点为依据:(1)为方便不同桥梁结构能进行二次利用,设计过程中应该保证结构的通用性;(2)在保障施工质量的基础上,还要兼顾可靠性和安全性;(3)以桥梁施工特点为基础,对模板精度和刚度进行规范。
挂篮的最大节段高度为3.5m,长度为3.45m,最大悬灌重量为101t,该工程挂篮的主要构造图如图1所示。挂篮主体是由槽钢和工字钢拼装形成的,为了使挂篮前移过程能够更加流畅,实现挂篮底模和侧模的同步前移,使用主桁架悬吊法施工。与此同时,为了使挂篮行走更加高效,保障施工质量和效率,还应在桥面上放置支座滑道。整个挂篮系统由模板和底篮拼装系统、悬吊系统以及主桁架承重系统3部分组成。
图1 挂篮构造(单位:mm)
在桥梁连续梁的施工过程中,挂篮的拼装是核心环节。工厂在制作完挂篮后,将其运输到施工现场试拼装,通过试拼装可以对挂篮制作过程及运行过程中的变形情况进行观察,符合工程要求之后,才能正式拼装。具体拼装流程:(1)在拼装之前应该充分做好准备工作。在混凝土浇筑之前,应该保证吊带预留孔位符合规范要求;当混凝土浇筑完成之后,应该先对底模和外模进行拆除,使预留孔露出;检查千斤顶、螺栓以及钢丝绳等挂篮施工工具,确保各设备到位,并对其性能和质量进行控制;对竖向应力筋进行清理,保证其外露的长度大于20cm。(2)测量放样。使用专用墨线在浇筑后的梁段上弹出中心线,以挂篮设计图纸为依据,对挂篮行走时的中线进行规定,使挂篮施工更准确。(3)安装挂篮行走轨道。以0.5m的间距为要求,对钢枕进行铺设,使轨道的铺设保持平齐。为了使挂篮行走更加平稳,应该控制两侧轨道的高度差小于5mm。(4)安装主构架。在安装主构架的时候,应该将对角线的误差控制在5mm内,为了将主构架固定在导轨上,还应该使用高强度后锚施工。(5)安装挂篮相关构件。主要构件有铺底模、底模桁架、悬吊系统以及横向联系杆件等。使用吊车,将铺底模、底模桁架及前后横梁组装;当完成不同梁段的浇筑时,便可以对移动外模、各连接件校检固定、内模拼装、走行梁和吊耳的安装以及内模架进行施工。在安装完安全防护系统及作业平台之后,应该试行走,保证工程安全性。
为了使挂篮前进的安全性及挂篮的安装质量得到保障,在安装的时候,应该注意如下几点:(1)在吊装挂篮的过程中应该保证“上下呼应”,统一进行安装。(2)在对挂篮行走轨道进行安装的过程中,为了保证连接的可靠性,应该使用高强度螺栓固定,且应该派专业的人员对连接处进行检查。(3)挂篮行走前,应该对主构架和后勾板进行连接,与此同时,还应该全面系统地检测连接质量,使两侧主桁架能够平行滑移,在主桁架移动过程中还应该使用导链悬挂顶部横梁和前底横梁。(4)在安装挂篮之前,应该在外模框架中插入行走梁,在将外模框架吊起并移动到相应的位置。
在挂篮施工过程中,挂篮预压是非常重要的步骤,通过挂篮预压可以对挂篮的安装质量进行检测,一旦出现问题就应该处理。该工程的挂篮施工过程中,为了对挂篮施工结构的非弹性及弹性变化值进行控制,使用了静载试验法预压,不但可以验证挂篮的安全性,还便于后续工程的施工。为了保障预压的效果,施工单位应该对预压方法进行科学合理的选择。在此基础上,对混凝土浇筑的受力进行模拟,分别预压底板和翼缘板,在预压挂篮的时候应该采用两端挂篮对称的方式,使用钢筋和沙袋对挂篮堆码预压。通常,以总荷载的50%、100%以及120%加压预压,在对挂篮实施加载的时候,还应该按规定重量对翼缘板施压。当预压加载到规定的值后,预压力不能立即撤去,应该持续加压0.5h,对杆件的焊缝情况及变形情况进行进一步的检查,最后对位移和预压力数据进行记录;在持续加1h之后,施工人员还应该对各个测量点进行观测和记录,通过对比分析各项记录的数据,综合掌握挂篮的位移和变形情况。当相邻的观测值低于1mm且没有下沉现象时,停止观测。最后卸载,卸载的原则为“分级加载、同重量卸载”。挂篮预压后,施工人员应该分析和总结整个过程,并对预压报告进行补充,最后递交给现场监理,获得批准后即可进行下一工序。
上述工序完成之后,桥梁监控组还应该测量变形情况,变形的测量是保障施工质量的重要步骤。在对变形进行测量的时候,应该在0#墩顶部设置标高测量点,与此同时,还应该将监测点分别布置在翼缘板、下横梁和上横梁处,且应该保证每个构件上有3个以上监测点,先对不同荷载下挂篮的沉降量进行测量,再处理测量数据,便于后续悬臂的施工。记录加载前的初始高程H1,施加荷载后的高程为H2,荷载卸载后高程为H3,可以使用(H1-H3)求出挂篮的非弹性变形值A,(H3-H2)可以求出挂篮的弹性变形值B(A、B的和不得超过挂篮的允许应力值)。
在挂篮施工过程中,挂篮行走是最重要的步骤,同样也是核心环节,其对施工安全性、施工精度、施工效率以及施工质量都有至关重要的影响。主要施工内容:(1)张拉完钢束和工程预应力筋后,且混凝土的强度符合要求时,施工人员应该脱模,并前移挂篮。将挂篮行走的锚梁和垫块安装在箱梁的顶部,并对空隙进行填充,与此同时,施工人员应该全面检查安装质量,保证其符合要求后,再对外模和内模间的对拉螺栓进行拆除。当拉螺栓拆除后,由于重力的作用,挂篮会出现不同程度的前倾,使反扣轮组能与挂篮行走轨道扣紧。(2)放松横梁上部的吊杆,并将悬吊螺母和架吊带拆除,使外侧滑动梁能够成功落到悬吊轮上,使用2只5t的葫芦钩住外滑梁,当稳定后再对横梁上部的吊杆进行拆除处理。(3)使用6只5t的葫芦对承重侧进行牵引,移动模板和挂篮至下一梁段,并对下一梁段进行施工。安装完挂篮前后的横梁吊杆后,再对葫芦进行拆除,最后再对锚固筋和锚梁进行安装。(4)安装完底模后锚固杆收紧前后吊杆。以工程需求为基础,对吊杆系统进行调整,保证后吊杆和前吊杆受力良好。(5)在混凝土浇筑和挂篮前移的过程中,如果出现6级以上的大风,为了防止安全事故的发生,应该停止施工,但是即使施工暂停,也应该保障挂篮后锚吊杆能够持续工作。(6)挂篮的施工过程是高空作业,危险性较高,因此在实际施工时,应该安装扶梯、栏杆等防护措施,与此同时,施工人员还应该对安全设施进行定期的检查和维护,一旦出现安全隐患,就应该及时处理,确保施工安全。
在对挂篮进行拆除的过程中,不得占用机动车道,保障周围道路的行车安全。在正弯矩张拉完成及合拢段施工后,应该对挂篮进行拆除,拆除的原则应该按照“先装先拆、后装后拆”的方法。在对边跨合拢段进行拆除的时候,应该采用原位拆除的方式,将挂篮上的精轧螺纹钢筋吊杆松开并取出,再放松手拉葫芦,慢慢下降底侧模系统,使底模达到地面。在挂篮拆除的过程中,应注意如下几点:(1)施工单位应该组成专业的挂篮拆除队伍,并由专业施工人员管理。在拆除之前,施工单位应该对拆卸人员进行技术交底和安全教育培训,保证各个拆除人员都了解挂篮拆除的内容,使挂篮拆除的安全性和质量得到保障。(2)在置换新旧吊点的过程中,应该对新吊点连接的可靠性进行检查,合格后才能松开原节点。当挂篮主桁架的侧模、底模等下落的时候,应该控制下落速度,在底模下落的过程中,拆卸人员应该撤到桥面的位置,桥下不能留人,同时还应该将安全警戒标志放置在拆卸区域,保障施工的安全性。(3)底模卸落和移动过程应该在白天施工,下放及起落的过程都应该设定相应的指挥信号,统一指挥。
文章以某高速公路特大桥为例,深入探讨了挂篮施工方法和技术要点,提出在挂篮的施工过程中,应该先进行工程规划、确定各项参数,再以设计为基础进行挂篮拼装、预压、行走和拆除施工。除此之外,在施工的时候,为了使施工质量得到保证,还应该成立专门的质量检测小组,制定完善的管理制度,实时观测变形情况,最大程度地提高工程的质量,为今后桥梁施工提供参考。