(江苏金堰交通工程有限公司,江苏 泰州 225500)
连续梁施工是桥梁工程项目建设的重要组成部分,在实际应用过程中,大跨度连续梁的形变程度较小,具有良好的承载能力,且能够为桥底留有较大空间,施工中的难点与关键所在是挂篮的安装,要确保挂篮使用与安装的合理性与科学性,需结合工程项目建设作业的实际情况,依照规范的作业步骤进行现场拼装。
以某桥梁工程为例,其共有四联连续梁,包括跨公路部分与跨越河道部分的连续梁和单独连续梁,在主体结构部分使用大钢度托架,并于墩顶位置处组装大块模板,针对合龙段与循环段的施工采用菱形挂篮,先是双线连续梁合龙段施工,再是边跨合龙。对于其余的连续梁,均采用先边跨与后中跨合龙的施工方式,从施工工艺与技术方法的角度来看,这两种合龙施工模式大体一致。大桥主要参数见表1。
挂篮试拼装是大跨度连续梁安装施工的重要阶段,要确保拼装挂篮的作业内容得以顺利完成,将安装工作速度进一步提升,在正式施工前,施工人员应全方位检查各个部件的形状尺寸与质量性能等,在现场施工环境下预先拼装挂篮[1]。
挂篮的现场拼装作业需要借助到专业的起重机设备,因此在正式拼装作业前,应先检测设备的实际起重能力,组装所有需要拼接到一起的部件与构件,确保整体需要吊装的木块全部就位后,再准备齐全相应的辅助设施,包括钢丝绳、螺栓与一系列的安装设施等。重点的拼装作业流程主要包括以下几点:
找平支点。在主体部分施工内容完成后,应明确轨道轴线并具体地标记出来,使用水泥砂浆材料找平钢枕的支点,支点两端之间保持适当的间隔距离,且高度方面的偏差不超过3mm。
钢枕的铺设。在开展钢枕的铺设作业前,应先找平梁体的顶面位置,然后在钢枕中间安装两根钢轨,长度适宜。钢轨在安装后应呈现顺直的状态,在设置处于同一侧的相邻钢轨时,应依照设计要求合理调节两者的间隔距离,在梁体上锚固好钢轨,科学把控钢轨的顶面标高,保证其中心距离等参数符合施工要求。
前后支座的安装。在开展支座的安装作业前,施工人员应顺着钢轨预先穿入支座,处理妥当后再安装钢轨的前支座,完成吊装主构架的拼装作业后,在前支座与后支座上分别吊装并安放到指定位置,再使用连接构件与支座紧密连接,并连接固定两片主桁架,确保结构组成的稳定性。
挂篮主构架的锚固。使用螺纹钢筋与钢扁担,在钢轨上妥善固定挂篮主构架。在吊装前上横梁之前,施工人员应在前端位置将施工平台预先布置好,确保顺利完成吊装安装作业[2]。与此同时,还要将相应的安全防护设施在平台上布置妥当,组装钢吊带、横梁与垫梁等部件,再进行后续的施工工作。
完成一系列的安装作业后,应将吊带通过预留孔予以固定,连接底模下方的后吊带与后横梁。
安装底篮。将0#块木板拆除后,需要将型钢焊接在预埋件的底部上,确保H型钢地面平行于1#块模板。再完成前后横梁与纵梁等底模部分的安装作业,张拉后横梁上的吊杆,然后顶紧底模纵梁与H型钢的底面。在底模平台依次平整铺设方木与主胶板,将这一块底模安装好后,再分别拆除方木与竹胶板。
表1:桥梁工程主要参数
安装外侧模板。借助于在0#块位置上预先保留的孔道,安装好滑梁构件,将滑梁进行悬吊是,应预先完成两套装置的布设作业,一套装置是起到支撑滑梁的作用,用于挂篮前行的施工过程,确保其能够稳定行走。另一套装置是起到对外滑梁的固定作用,主要用于混凝土浇筑的施工阶段。
吊装内模架。在吊装内模架的施工过程中,应首先从已经制作好的0#块梁端口位置处穿入内模架的走行梁,并利用精轧螺纹钢等专业工具将其安装到顶板的预留孔上,完成着一系列的安装作业后,再进入到吊带施工阶段。
在挂篮施工过程中,由于受到外部不可控因素的影响,挂篮可能会出现非弹性形变的现象,为了最大程度上降低其变形程度,保障施工安全,需要通过实验测定挂篮与压重之间存在的形变关系,并准确测定挂篮的弹性挠度。在开展实验的过程中,需划分出挂篮的部分部件,作为超载实验的主要对象,借助附属物检验其实际承载能力是否符合施工要求[3]。
测点布置是开展静载预压试验的基础与关键步骤,预压挂篮施工前,应将标准的形变观测点预先设置在挂篮上横梁与下横梁的位置上,与前吊带位置。并在挂篮的斜拉杆、主梁内侧上布置应力测验点。
挂篮加载预压的施工步骤较为复杂,首先,施工人员应选定挂篮上的两片主桁架,并将其放置在平地上,然后利用水准仪等工具检测水平度,意在将其抄平,并将后端通过精轧螺纹予以紧固锁定。要想分开中部垫板,可以借助于两片主桁架,利用千斤顶起到支撑作用,加载并对拉主桁架的前端,以荷载的设计值为基准,从10%、20%到50%等设置级别,直到荷载设计值的120%为止,将加载级别逐渐增加,进行试验,且完成每一次的加载作业后,应在半小时内稳定压力,再详细检查各个杆件的实际情况,例如是否发生严重形变等,记录准确的实验检测数据,以实际结果为基准,绘制位移与力两个变量的关系曲线图。从而计算挂篮的弹性形变与非弹性形变。为了能够将挂篮结构制作安装的稳定性进一步提升,应全面清除非弹性形变,并准确测量弹性变形量的实际值,为施工人员的作业安全提供基本保障,并确保桥梁箱梁部分的施工质量。在项目建设中第一次使用挂篮结构之前,应预先进行相应的试压试验,即测定挂篮的承压能力,以荷载设计值为标准,分别在2m、3m、4m的标准级别下,通过对挂篮逐步增加荷载,精准测量其变形挠度值。与此同时,试压工作的方法较多,还可以借助于水箱加压法加工钢板,处理成水箱的形式,并将精轧螺纹粗钢筋悬挂在横梁上。在试压试验的过程中,需严格遵循混凝土施工的重量分级法,依次有序的增加荷载,当千斤顶的承压能力达到每一级别的荷载标准值后,需停留一段时间将其加以稳定住,直到与稳定值一致后,再及时测量其实际形变值,以荷载设计标准值为准,加载要求应达到其1.2倍。除此以外,在加载过程中,应同时将相同的压力加载到两个千斤顶上,且相同的压力应保持在整个加载过程中,加压的设置也应保持一致,最好选择同一个油泵或其他专业设施,施工人员应合理把握压力加载的误差,尽量控制不超过5%。
完成每一级别的加载作业后,应及时分别检查挂篮上杆件部件的实际情况,与相互衔接处的连接情况,依据实际情况进行分析,判定其能否继续承载加压。在完成初次的加载处理后,若杆件的情况表现良好,则可以进行反复的加载,并辅助对应的卸载作业。当完全消除非弹性形变后,便可以将加载试验停止并结束。记录获取的实验数据,依照实际结果整理并分析挂篮加载测试的相关报告。然后在工程的正式施工过程中,以挂篮弹性形变值的结果、非弹性形变值的结果为基准,予以科学合理的指导。与此同时,在实际施工过程中,应通过分级卸载的技术方法测量形变量(如图1),由施工人员记录各项测定的数据。
图1:挂篮主桁架承载力试验与变形试验示意图
安装挂篮的工艺流程主要以下几项内容,首先测量放线,完成垫梁的铺设工作,然后将支点、滑移梁与主桁等安装到指定位置,再依次安装上横梁与立柱,将底篮起吊到安装平台,穿吊杆,做好底模板、内侧模与外侧模的支设工作,最后顶模吊架,安装顶板与翼板。在挂篮吊装前,应将其预压处理,这主要是对挂篮拼装后的安全性进行检验,以此对其实际的承载能力、形变程度予以验证,最大程度上将结构非弹性变形予以消除。一般情况下,以最重梁段重量的1.2倍为荷载试验值,并逐级依次加载,准确测量挂篮结构的非弹性形变。
悬灌段施工主要包括以下作业步骤,首先前移挂篮到指定位置,对外侧模与底模予以适当调整,然后完成腹板钢筋与底板的安装工作,将竖向预应力筋安置到适宜区域内,再依次安装腹板内的顶板、侧模与翼板底模等,完成预应力管道与顶板钢筋的安装作业后,浇筑混凝土,通过穿束、张拉与压浆将顶板模与底模等予以适当松动,最后将内模与外模拆除,将挂篮前移到下一个块段即可。
挂篮悬灌施工是大跨度连续梁桥梁工程项目建设中的重点施工环节,因此在正式施工阶段中,应准确安装挂篮,确定其标准的锚固位置,紧固连接各个部件,将混凝土以对称浇筑的方式进行浇筑,确保能够紧密衔接挂篮上的各个环节,在一段施工内容完成后,应借助于专业设备测量梁体的端部标高,与各项基本控制参数,直到其符合设计方案要求后,再将挂篮移动到下一施工阶段内。材料的选择对挂篮施工最终效果具有直接影响,因此需结合工程建设的具体情况选择适宜的材料,合理计算并设定混凝土混合料的配合比,科学把控水分含量。搅拌混凝土是这一施工阶段的关键环节,施工人员应全面检查混合料是否存在分层现象,并严格依照规范的流程步骤分块分层地完成混凝土的浇筑作业,确保挂篮悬灌的施工质量。
对于桥梁工程来说,大跨度连续梁结构的建造与安装质量很大程度上影响着桥梁建筑的实际荷载能力,与后续的运营使用情况等,要确保挂篮施工的科学性与可靠性,应严格把控各个工序的作业质量,做好相应的实验工作,为桥梁工程项目施工的高质量发展奠定坚实基础。