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【摘 要】随着社会经济的蓬勃发展,道路、桥梁等基础建设事业更是走在前列。一些跨越河流、道路的桥梁施工形式,多采用悬臂挂篮现浇的施工工艺,其最大特点,不影响拟建桥梁下方道路车辆通行、河道船舶的通行、降低建设成本、施工工艺成熟。
【关键词】桥梁;悬臂挂篮
一 基本工况
某大桥位于江苏省海安县境内,桥梁与河道中线交角120°,河道内船舶通行繁忙。桥梁全长464.44m,桥梁总宽度47m,分离式双幅桥断面。两侧引桥分别采用5跨预制预应力钢筋混凝土组合箱梁,主桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁,跨径组合为44+70+44m,箱梁结构形式为单箱双室,单幅宽13m。箱梁顶板宽13m,底板宽8.25m,翼缘板悬臂长2.375m。桥墩支点处梁高4.1m,跨中、桥台支点处梁高2m,中跨梁底下缘线采用二次抛物线变化,建成后的桥梁线型流畅、美观。
二 其施工技术难点、重点
1 悬臂现浇、临时支撑牢固
悬臂箱梁现浇,重点原则要求平衡、对称施工,0#块的临时支撑及固结施工是重点之一。
临时支撑及固结有多种形式,有利用材料较高抗拉强度的特点、有利用材料较高抗压强度的特点,另一种即利用材料的抗压强度、也利用材料的抗拉强度,根据这些特点,进行合理化选择材料,多采用如下材料组合形成:钢筋、砼、预应力钢束、钢管桩、贝雷、扇形组合支架等。
本工程临时支撑及固结施工时,结合我公司资源,采用钢管桩,可多次重复使用、安全可靠、经济可行。
(1)桥梁结构荷载、施工荷载等,计算悬臂施工的抗倾能力、计算临时支撑和固结的承载能力,选择材料。
(2)根据梁底标高、承台标高、支撑位置,计算临时支撑钢管桩长度,拼装焊接。在承台施工中预埋锚固钢板,以及锚固钢筋,钢管桩顶同样设置锚固钢板。墩顶设置砼支撑块,铺设黄砂。
(3)钢管桩之间采用[20a槽钢进行焊接,形成剪刀撑,增强整体稳定性。
在臨时支撑施工过程中,重点检查钢管桩的安装垂直度、焊接质量,以满足临时支撑对桥梁悬臂施工平衡锚固的要求。
2 设计节段重量大、挂篮钢构承载要求高:
本工程1#节段长3.5m,重量为134吨,主桥箱梁顶板宽13m,底板宽8.25m,箱梁结构形式为单箱双室。常规挂篮结构形式有三角形和菱形挂篮,结构比较稳定,工况构件受力计算明确,本工程选用两组三角形钢桁架组合的挂篮进行施工。
(1)主梁钢桁架的选择:采用[40a双拼槽钢焊接而成,构件受荷计算通过,确保构件的最大承载要求。
目前就社会经济的发展需求而言,社会出现一大批挂篮出租的企业或个人,多从最经济的角度出发,大大降低造价,从而降低主桁架的材料选择,另一面也就极高的增加了安全隐患,极不可取。根据结构荷载选择钢桁架的材料,确保构件整体承载要求是重点之一。
(2)上、下横梁的承载最大区别及刚度要求:上横梁多为2个或3个支点(即钢桁架为支点),集中荷载较多;下横梁为多支座承载(吊带较多),有一个吊带,就是一个支座,可简化为均布荷载;就受力区别,上横梁材料的要求较高,同时在理论强度可行的情况下,尽量加大刚度,减小挠度,确保累计变形量不超标。其总变形量直接影响结构的安全,以及箱梁线型的美观。
关于累计变形量,桥规中明确规定,挂篮的累积变形量为2cm,这个数值是一个明确的量化,我们在施工中,降低上、下横梁的截面抵抗矩,其变形量就会增大,直接导致箱梁线型不顺,严重情况造成节段错台或直接发生安全事故。因此,上下横梁的材料选择是重点之一。
三 悬臂挂篮施工工艺要点
本节就悬臂挂篮施工的工艺要点进行说明,着重对挂篮的预压、平移、吊带施工进行阐述。
1 挂篮的预压
挂篮的预压是指挂篮组装完成后,根据结构荷载、施工荷载等进行荷载组合、加载,模拟挂篮在工作状态下的受力情况,变形情况,收集变形数据,为施工预拱提供依据,以满足质量、安全要求。挂篮加载预压过程中,采用1.5t土袋加载,分级加载并持荷,测量收集数据。
2 挂篮平移
平移挂篮前,放低前横梁吊带,解除后横梁吊带,采用手拉葫芦或钢丝绳将后横梁吊在挂篮上,确保挂篮与结构解除锚固,挂篮底模与箱梁脱离,在平移挂篮前逐一检查每个节点。平移挂篮使用工具有多种,利用慢速卷扬机、手拉葫芦、千斤顶等牵引或顶进,重点确保箱梁两端挂篮对称平移,同时设置后锚限位。
3 吊带、吊索
吊带多采用高强度钢带设置,吊索多采用18~22#钢丝绳,在施工过程中频繁参与工作。吊带参与箱梁自重荷载作用,吊索作为挂篮的工具,参于挂篮平移工作,两者交替作业。吊带受荷情况计算,以最大梁高截面荷载进行吊带的验算,以选择吊带材料。
两者并列而谈,主要阐明,两者不能相互替代。工况一:悬臂箱梁施工阶段,若吊索没有解除,参与工作,有可能有一个吊带不工作,而吊索达到承载极限荷载而损坏,导致其余各吊带受荷破坏,致使箱梁塌坍;工况二:移挂篮阶段,吊带没有解除,处于吊带与箱体锚固状态,平移挂篮,可能导致挂篮倾覆。因此吊带、吊索的施工也是悬臂挂篮施工的要点之一。
总的来讲,悬臂挂篮施工工艺成熟,在施工过程中遵循施工工艺要求,满足规范及设计要求,抓好重点、难点,细化每个节点,方能确保工程进展顺利。
四 悬臂施工的方案
对梁体实施有效的划分,一般都要在2~5m后选择为一个节段,将挂篮作为主要的施工机具,是自桥墩起则对称伸臂逐渐场浇筑混凝土的施工方式。
挂篮施工的作用是多各方面的,主要体现在:支承梁段模板,变化有效的位置;吊运材料、机具;实现混凝土的浇筑,并在挂篮上张拉预应力筋。整个项目实施时很多操作都可以在挂蓝上完成,选择悬臂浇筑方法作业时,由于桥墩顶部0# 块的圬工数量多,通常都进行现场就地浇筑。考虑到方便拼装挂篮,通常将悬臂根部梁段也与0# 块共同进行浇注,使用三角托架支承相应的承载重荷。
悬臂浇筑施工过程中需要对相关方面给予高度重视,如:钢筋加工、混凝土拌制、运输问题等,在安排作业计划时要制定最佳运输路线,为施工作业创造条件。而运输路线则可设计成两大方案,具体为:在桥位下的拌合站或拌合船供料,竖直吊装或用混凝土泵泵送到挂篮上;把预制加工场分布在在桥头,如果悬臂施工末合拢且路线受阻时,能结合简易支架或缆索吊装设备完成运输作业。
通常悬臂浇筑施工周期在6~l0天,有时候施工工期的长短要按照结构复杂程度而定。为了尽可能减短施工周期,提高整个桥梁施工的质量水平,我们必须要把握好混凝土的生产质量。混凝土早期强度上升的快可缩短混凝土的养生时间,这些问题是整个建筑行业需要关注的话题。
五 结束语
桥梁工程中的挂篮技术必须要切实以质量为中心,全面性的、合理的、有计划的、采用先进、成熟的施工工艺科学的来组织开展施工,力求做到施工技术的全面性、可行性、先进性,并且要结合工程的主要特点。随着在桥梁工程中挂篮施工技术的应用,使得大幅度提升了桥梁工程的质量与性能,所以被越来越广泛的使用。
参考文献:
[1]高玉军.章浩.对挂篮施工技术在桥梁工程中的应用探讨[J]科技创新与应用;2012.08.08.
[2]郑良发.范晶晶.论桥梁工程中的挂篮施工技术要素[J]黑龙江科技信息;2013.04.25.
(作者单位:广东鸿高建设集团有限公司;
身份证号码:360735199102092155)
【关键词】桥梁;悬臂挂篮
一 基本工况
某大桥位于江苏省海安县境内,桥梁与河道中线交角120°,河道内船舶通行繁忙。桥梁全长464.44m,桥梁总宽度47m,分离式双幅桥断面。两侧引桥分别采用5跨预制预应力钢筋混凝土组合箱梁,主桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁,跨径组合为44+70+44m,箱梁结构形式为单箱双室,单幅宽13m。箱梁顶板宽13m,底板宽8.25m,翼缘板悬臂长2.375m。桥墩支点处梁高4.1m,跨中、桥台支点处梁高2m,中跨梁底下缘线采用二次抛物线变化,建成后的桥梁线型流畅、美观。
二 其施工技术难点、重点
1 悬臂现浇、临时支撑牢固
悬臂箱梁现浇,重点原则要求平衡、对称施工,0#块的临时支撑及固结施工是重点之一。
临时支撑及固结有多种形式,有利用材料较高抗拉强度的特点、有利用材料较高抗压强度的特点,另一种即利用材料的抗压强度、也利用材料的抗拉强度,根据这些特点,进行合理化选择材料,多采用如下材料组合形成:钢筋、砼、预应力钢束、钢管桩、贝雷、扇形组合支架等。
本工程临时支撑及固结施工时,结合我公司资源,采用钢管桩,可多次重复使用、安全可靠、经济可行。
(1)桥梁结构荷载、施工荷载等,计算悬臂施工的抗倾能力、计算临时支撑和固结的承载能力,选择材料。
(2)根据梁底标高、承台标高、支撑位置,计算临时支撑钢管桩长度,拼装焊接。在承台施工中预埋锚固钢板,以及锚固钢筋,钢管桩顶同样设置锚固钢板。墩顶设置砼支撑块,铺设黄砂。
(3)钢管桩之间采用[20a槽钢进行焊接,形成剪刀撑,增强整体稳定性。
在臨时支撑施工过程中,重点检查钢管桩的安装垂直度、焊接质量,以满足临时支撑对桥梁悬臂施工平衡锚固的要求。
2 设计节段重量大、挂篮钢构承载要求高:
本工程1#节段长3.5m,重量为134吨,主桥箱梁顶板宽13m,底板宽8.25m,箱梁结构形式为单箱双室。常规挂篮结构形式有三角形和菱形挂篮,结构比较稳定,工况构件受力计算明确,本工程选用两组三角形钢桁架组合的挂篮进行施工。
(1)主梁钢桁架的选择:采用[40a双拼槽钢焊接而成,构件受荷计算通过,确保构件的最大承载要求。
目前就社会经济的发展需求而言,社会出现一大批挂篮出租的企业或个人,多从最经济的角度出发,大大降低造价,从而降低主桁架的材料选择,另一面也就极高的增加了安全隐患,极不可取。根据结构荷载选择钢桁架的材料,确保构件整体承载要求是重点之一。
(2)上、下横梁的承载最大区别及刚度要求:上横梁多为2个或3个支点(即钢桁架为支点),集中荷载较多;下横梁为多支座承载(吊带较多),有一个吊带,就是一个支座,可简化为均布荷载;就受力区别,上横梁材料的要求较高,同时在理论强度可行的情况下,尽量加大刚度,减小挠度,确保累计变形量不超标。其总变形量直接影响结构的安全,以及箱梁线型的美观。
关于累计变形量,桥规中明确规定,挂篮的累积变形量为2cm,这个数值是一个明确的量化,我们在施工中,降低上、下横梁的截面抵抗矩,其变形量就会增大,直接导致箱梁线型不顺,严重情况造成节段错台或直接发生安全事故。因此,上下横梁的材料选择是重点之一。
三 悬臂挂篮施工工艺要点
本节就悬臂挂篮施工的工艺要点进行说明,着重对挂篮的预压、平移、吊带施工进行阐述。
1 挂篮的预压
挂篮的预压是指挂篮组装完成后,根据结构荷载、施工荷载等进行荷载组合、加载,模拟挂篮在工作状态下的受力情况,变形情况,收集变形数据,为施工预拱提供依据,以满足质量、安全要求。挂篮加载预压过程中,采用1.5t土袋加载,分级加载并持荷,测量收集数据。
2 挂篮平移
平移挂篮前,放低前横梁吊带,解除后横梁吊带,采用手拉葫芦或钢丝绳将后横梁吊在挂篮上,确保挂篮与结构解除锚固,挂篮底模与箱梁脱离,在平移挂篮前逐一检查每个节点。平移挂篮使用工具有多种,利用慢速卷扬机、手拉葫芦、千斤顶等牵引或顶进,重点确保箱梁两端挂篮对称平移,同时设置后锚限位。
3 吊带、吊索
吊带多采用高强度钢带设置,吊索多采用18~22#钢丝绳,在施工过程中频繁参与工作。吊带参与箱梁自重荷载作用,吊索作为挂篮的工具,参于挂篮平移工作,两者交替作业。吊带受荷情况计算,以最大梁高截面荷载进行吊带的验算,以选择吊带材料。
两者并列而谈,主要阐明,两者不能相互替代。工况一:悬臂箱梁施工阶段,若吊索没有解除,参与工作,有可能有一个吊带不工作,而吊索达到承载极限荷载而损坏,导致其余各吊带受荷破坏,致使箱梁塌坍;工况二:移挂篮阶段,吊带没有解除,处于吊带与箱体锚固状态,平移挂篮,可能导致挂篮倾覆。因此吊带、吊索的施工也是悬臂挂篮施工的要点之一。
总的来讲,悬臂挂篮施工工艺成熟,在施工过程中遵循施工工艺要求,满足规范及设计要求,抓好重点、难点,细化每个节点,方能确保工程进展顺利。
四 悬臂施工的方案
对梁体实施有效的划分,一般都要在2~5m后选择为一个节段,将挂篮作为主要的施工机具,是自桥墩起则对称伸臂逐渐场浇筑混凝土的施工方式。
挂篮施工的作用是多各方面的,主要体现在:支承梁段模板,变化有效的位置;吊运材料、机具;实现混凝土的浇筑,并在挂篮上张拉预应力筋。整个项目实施时很多操作都可以在挂蓝上完成,选择悬臂浇筑方法作业时,由于桥墩顶部0# 块的圬工数量多,通常都进行现场就地浇筑。考虑到方便拼装挂篮,通常将悬臂根部梁段也与0# 块共同进行浇注,使用三角托架支承相应的承载重荷。
悬臂浇筑施工过程中需要对相关方面给予高度重视,如:钢筋加工、混凝土拌制、运输问题等,在安排作业计划时要制定最佳运输路线,为施工作业创造条件。而运输路线则可设计成两大方案,具体为:在桥位下的拌合站或拌合船供料,竖直吊装或用混凝土泵泵送到挂篮上;把预制加工场分布在在桥头,如果悬臂施工末合拢且路线受阻时,能结合简易支架或缆索吊装设备完成运输作业。
通常悬臂浇筑施工周期在6~l0天,有时候施工工期的长短要按照结构复杂程度而定。为了尽可能减短施工周期,提高整个桥梁施工的质量水平,我们必须要把握好混凝土的生产质量。混凝土早期强度上升的快可缩短混凝土的养生时间,这些问题是整个建筑行业需要关注的话题。
五 结束语
桥梁工程中的挂篮技术必须要切实以质量为中心,全面性的、合理的、有计划的、采用先进、成熟的施工工艺科学的来组织开展施工,力求做到施工技术的全面性、可行性、先进性,并且要结合工程的主要特点。随着在桥梁工程中挂篮施工技术的应用,使得大幅度提升了桥梁工程的质量与性能,所以被越来越广泛的使用。
参考文献:
[1]高玉军.章浩.对挂篮施工技术在桥梁工程中的应用探讨[J]科技创新与应用;2012.08.08.
[2]郑良发.范晶晶.论桥梁工程中的挂篮施工技术要素[J]黑龙江科技信息;2013.04.25.
(作者单位:广东鸿高建设集团有限公司;
身份证号码:360735199102092155)