挂篮施工技术在连续梁桥施工应用

2021-04-01 00:43邓益才
中华建设 2021年1期
关键词:吊篮挂篮悬臂

邓益才

梁桥建设项目对交通运输业的变化有着不同的反应,影响着人们的出行需求。以挂篮施工技术为基础,结合一座连续梁桥实例,从施工工艺、挂篮设计与试压、悬臂段施工、合拢段施工等方面分析了挂篮施工技术的具体应用。在此基础上,提出了施工要点。通过分析,可以简单总结挂篮施工技术的应用方法,有利于该技术的进一步研究和改进,旨在为桥梁工程建设提供有力的技术支持。

伴随我国经济的快速发展,各类桥梁的施工工艺也在不断改进。高强混凝土结构是桥梁工程中常用的结构形式之一。但因各桥梁承载能力不同,对结构形式的要求也不一样。桥梁的施工方法有现浇支架法、悬臂法、顶推法等多种施工方法。采用悬臂式浇注的,即挂篮法,应用频率最高。事实上,挂篮施工就是把桥梁结构分成若干段,然后由墩台向两边依次浇筑的施工。悬篮悬臂浇注是桥梁工程施工中常用的一种施工工艺。伴随着桥梁建设数量的不断增加,对吊篮施工技术提出了更高的要求。为确保施工顺利进行,应根据工程实际情况,明确挂篮施工难点,并对其进行质量控制,只有这样才能保证悬臂式挂篮浇筑施工达到要求。

一、概述

1.工程概况

广明高速富湾特大桥桥址位于广东省佛山市,该项目横跨西江下游干流河段,连接高明区富湾镇和西江两岸的三水区白坭镇。富湾大桥主桥为(112+2×200m+112)m 预应力混凝土刚构梁体系。上结构为三维预应力混凝土箱梁,箱梁截面为单箱单室结构,箱形梁高由跨中3.86m 分别变到根部11.56m,箱梁顶板全宽16.38m,底板宽7.68m。主桥主墩每墩18 根、过渡墩每墩12 根,共78 条桩基,主桥全部为水中墩,均需进行水上施工。其中桩径有2 种形式:主孔54#~56#墩为18´Ф250cm;53#、57#过渡墩为12´Ф180cm;桩长从35.5m 至93.5m 不等。根据地质资料分析,桥位处覆盖层主要由细沙、细沙、泥质细沙、砂砾、含卵石的砾石和卵石等组成,其厚度在数米至十几米之间,基岩为砂岩、泥质细沙、泥粉细沙、灰岩等,且分布不连续。桥址江中靠高明岸的位置河床基底为灰岩分布地带,溶洞发育,其分布范围和规模大小,以溶洞为主,土洞为辅,形态各异,大小不一,洞高0.4~15.3 m,洞高0.4~15.3 m,空洞或半充填,或完全充填,充填物一般为软塑状的亚粘土,局部含碎石,纵向上,溶洞主要分布在江中至高明岸的岸边,空洞发育的基本规律是右岸多,左岸少;横向上,靠高明岸的溶洞发育,规模大,其他位置的溶洞发育,溶洞规模最小,最复杂,溶洞层数最多,达11 层之多;单孔高度较大,约19.7 m;溶洞间多相互交织,施工影响较大。

2.挂篮施工的控制关键

(1)静载预压与观测数据分析。检测预压静状态分析所得的资料,旨在确保吊篮及支架能正常工作,在建筑物内,根据施工要求进行预压静状态分析及评价。对此,应特别注意保证安全系数,在预压过程中模拟梁的重量分布。(2)检查悬吊系统。当挂篮移动时,应及时检查起重系统,以确保挂篮稳定。确保轨道的自然运动和纵梁的正常滑动。(3)斜拉梁和斜拉带。斜拉梁和斜拉带是放置挂篮的主要方式,在保证桥身力平衡的前提下,要求合理布置其位置,起着约束作用。(4)定期检查。在施工过程中,定期检查锚固件的断裂程度,并根据检验结果进行加固,完善进动系统。

二、挂篮的施工技术和优势

1.连续梁挂篮施工技术的概述

连梁是由若干支承梁构成的桥梁。采用连续梁结构,不仅减少了桥下空间占用面积,还减少了所用材料,保证了桥梁的刚度和稳定性。根据这些特点,连续梁已成为一种重要的桥梁结构形式。但挂篮施工技术是指在桥梁施工过程中,为解决桥梁复杂地形环境所带来的施工难题,采用连续梁挂篮的施工方法。吊篮既可装载施工人员,又可吊起一些小型施工机械,在施工过程中运用杠杆原理移动,保证施工的灵活性。

2.挂篮施工技术的优势

(1)挂篮可以帮助维持建筑物的稳定。工程中,实际重量与自身重量之间的距离很近,即在此力的作用下,杠杆的施工活动能得到最大的帮助。在满足结构要求的前提下,预应力的抗拉强度可以被提高。(2)施工可以保证没有施工框架。没有独特的施工框架:适合山区、河流、地方的桥梁、立交桥和施工地点。目前的吊装技术,可以在没有桥下资源的前提下施工,保证桥下最大流量。(3)加快施工进度。施工前,首先要进行环境调查,确定施工阶段可采用连续施工技术,这样施工过程中才不会出现施工技术的临时改变而导致施工中断。采用该技术还可使各墩台之间并行施工,避免各施工队之间的施工冲突,极大地提高了施工效率和进度。

三、挂篮施工技术在该工程中的具体应用

1.挂篮设计和试压

(1)挂篮设计。这是一座预应力三向连续梁桥。在施工过程中,采用“先T 构后连续”的方案,即先浇注T 构,通过系统转换,再合拢段施工,最终形成连续梁桥。根据这个计划,所需的挂篮数是4 个,型式为菱形。包括桁架、底模、走锚、悬挂装置、横梁等。本工程中的桁架为多桁片组合结构,在横梁上设置形成一个桁架,为保证其安全强度,采用四层强化桁架结构。连杆采用贝雷架结构,相邻的连杆由钢丝连接。前、后部的桁架上必须有一横梁,用于下篮式悬挂。底模具由钢板和螺纹板组成,底模具的固定采用下纵梁扣焊法。(2)挂篮试压。①桁架加工完成后,需进行现场试验,以检验其承载能力;②挂篮装配完成后,为了最大限度地减小塑性变形,必须对吊篮在加载状态下的变形进行检测,并预先加载以消除变形。本工程采用的预压方法为:采用砂袋加钢筋堆放法,5 级荷载分别为0.25、0.50、0.75、1.0、1.2。装车后立即对吊篮变形进行检测,以确保安全使用。此外,由于前挠度的变化将导致桁架的变形,因此,在测试时,有必要确定力与位移的关系,以作为高度调整的重要依据。压力点分别设置在前后支撑和上下、后横梁的上方,加载完成后,按6 h/次的频率进行测量,当实际沉降量小于48 h 时,要停止加载,并根据等级卸料要求测量变形值。

2.悬臂段施工

双挂篮均为1#分段结构,双挂篮对称安装完毕后,可开始悬臂施工。通过抽水浇注混凝土,有效控制了坍落度,保证不超过14~18 cm,并根据施工实际情况进行压力、温度、速度的调节。以下就是一些要引起重视的关键问题。箱形梁浇注前,必须严格检查吊篮的中线和底模标高,确认无误后,方可进行浇注作业。后浇梁段应根据前期测量结果进行适当调整,消除偏差,保证结构的直线性和平滑度。浇筑要求一次成型,必须在底板混凝土完全凝固之前完成,否则会产生裂缝。浇筑有必要从吊篮的正面开始浇筑,以有效避免出现新的裂缝。浇铸前对管件预加应力,并在管件中加入硬塑管作衬里,可以提高管件的强度,防止外力压平。为防止随后振捣引起管道上移,若发生上移,接着将连结在箱形梁上的钢筋网固定,相邻定位钢筋的间距不超过0.2~0.8 m。以免引起管路上移,若发生上移,向上的移动会产生不均匀的力量。在使用过程中,混凝土结构可能发生坍塌,造成重大安全事故。工程中应确保吊篮锚位设置正确,各部位连接牢固。施工过程中的混凝土应对称浇筑,各环节紧密结合。在每一个施工阶段完成之后,测量梁端高度的控制参数。如合格,可将吊篮移至下一阶段施工。建造前应选择合适的材料,计算混凝土配合比,控制混凝土含水量。其次,在混凝土搅拌施工过程中,应检查混凝土是否分层,并根据施工位置合理分层分段浇注,以确保混凝土浇筑质量。浇注混凝土时,建设者应该检查浇筑质量。本工程采用一次成型法施工连续梁的底板、腹板和翼板。

钻孔压浆从下往上进行,压浆完成后清除残渣和泥浆,同时在钻孔端面凿毛,绑筋,最后进行养护。

3.合龙段施工

(1)中跨合龙。挂篮卸载、中跨跨内连接件安装、挂篮支架浇筑合拢段、预应力筋张拉、临时固定件拆除、挂篮支架卸载。(2)边跨合龙。边跨处安装连接件,浇注合拢段,张拉预应力筋,拆下临时支撑和落梁,改造连续梁桥,拆下临时锚索,清理桥面,铺装设施。(3)施工注意要点。①箱梁上安装的预埋件,施工前用于后续施工;检查混凝土的强度,主要检查前支点、挂篮后锚、模板设计、前后吊杆及挂篮结构的强度。为保证挂篮结构与相应的设计要求基本一致,并保证前后杆件的正常使用。②浇筑混凝土时,要严格按照相应工序施工,并实时控制好灌注速度。③拉起底篮,挂在底板和悬臂板上,在悬臂板上安装一个水槽。④正确调整合龙段模板的安装位置和高度,在安装过程中要注意,在低温环境中必须调整模板。⑤在箱梁之间安装有可传递内力的构件。按承载能力严格确定结构截面,边跨式和中跨式典型劲性骨架,要求内外刚性支撑。⑥安全问题:在连续梁挂篮作业时应注意安全。一般而言,在每个吊篮的施工过程中,都要保证工程设计人员的安全,以减少安全风险。对于桥梁工程,如采用管道控制,应合理控制吊篮施工,不受外力的影响。另外,还应根据模板合理设置,减少外力的影响。为提高工程设计的整体质量,在安装、调试过程中进行安全模板控制。⑦应急措施:采用连续梁挂篮,全面分析桥梁施工进度。桥梁施工过程中,遇有与车辆有关的问题,施工人员应做好现场工作安排,以减少事故的发生;其次,在施工过程中发生坍塌事故时,应及时检查施工人员伤亡情况,疏散人员,拨打应急电话,合理控制事故现场。

四、结语

总之,在桥梁工程施工过程中,结构施工质量的优劣直接影响桥梁的运行能力和承载能力。为此,应根据工程实际情况,采用合理的施工工艺,完成连续梁挂篮施工。为保证混凝土浇筑质量,实现连续梁施工的连续性,严格控制各工序的施工质量,避免安全事故的发生。该桥梁已完成施工任务,并在施工过程中严格监控,尤其是线形控制和应力控制。该挂篮技术在桥面合龙施工中的成功应用,为同类工程提供了可靠的参考和指导。

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