淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程懸臂施工技術(shù)要點(diǎn),職稱論文

淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程懸臂施工技術(shù)重點(diǎn),職稱論文內(nèi)容摘要：結(jié)合某大橋主橋施工實(shí)例，介紹了掛籃懸臂施工技術(shù)重點(diǎn)，包括掛籃設(shè)計(jì)，掛籃安裝，拉腹桿、壓腹桿及上旋桿施工，掛籃前移，合龍施工等。指出為保證施工安全和質(zhì)量，必須加強(qiáng)梁段張拉錨固及其與墩身連接的質(zhì)量控制，確保掛籃懸臂施工的順利進(jìn)行。本文關(guān)鍵詞語：預(yù)應(yīng)力;混凝土橋梁;懸臂施工;1懸臂施工技術(shù)簡介懸臂施工包括懸臂拼裝和懸臂澆筑兩種，懸臂拼裝技術(shù)先預(yù)制梁體節(jié)段，并按從橋墩兩側(cè)至中間的次序進(jìn)行節(jié)段塊件的對稱安裝，通過預(yù)應(yīng)力筋張拉不斷接長懸臂，直至合龍；懸臂灌注技術(shù)則通過掛籃的遷移進(jìn)行橋墩兩側(cè)混凝土逐段對稱灌注，達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉，并通過機(jī)具和模板的移動不斷接長懸臂，直至合龍[1]。本文以詳細(xì)橋梁工程為例，進(jìn)行懸臂澆筑施工技術(shù)應(yīng)用的討論。2工程大概情況某大橋起止樁號K25+143K26+618，全長1.475km，主橋設(shè)計(jì)為雙塔雙索面三跨預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，且為全漂浮體系，左右兩幅分開，半幅橋面為110m+270m+110m的跨徑組合設(shè)計(jì)，橋面寬35.5m，主梁根據(jù)單箱單室大懸臂變截面連續(xù)箱梁構(gòu)造設(shè)計(jì)，梁高呈圓曲線變動，箱梁頂寬13.0m，底寬5.0～5.5m。本橋梁工程設(shè)計(jì)行車荷載為汽車-超20級，掛車-120，橋梁主橋采用前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)。3預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程懸臂施工技術(shù)重點(diǎn)3.1掛籃構(gòu)成本橋梁工程主橋掛籃混凝土承載重量按310t設(shè)計(jì)，掛籃整體構(gòu)造主要包括承載平臺、牽引體系、行走體系、定位系統(tǒng)、錨固及模板系統(tǒng)、預(yù)埋件和操作平臺等部分，在進(jìn)行掛籃構(gòu)造設(shè)計(jì)經(jīng)過中必須將構(gòu)造的安全性和實(shí)用性充分考慮在內(nèi)，本橋梁主橋工程掛籃和模板自重130.5t。掛籃構(gòu)造的主體部分是承載平臺，本橋梁掛籃承載平臺包括懸澆荷載支承和模板平面鋼架等部分，在兩側(cè)主縱梁的前端開槽，承力面也設(shè)置于主縱梁。牽索系統(tǒng)主要包括張拉體系、斜拉索冷鑄錨及連接器等部分，該系統(tǒng)在掛籃懸澆施工經(jīng)過中主要發(fā)揮連接斜拉索與掛籃并構(gòu)成前支點(diǎn)的重要作用，結(jié)束懸澆施工后分離掛籃與斜拉索，并轉(zhuǎn)換索力。借助撐角將張拉千斤頂固定于墊塊總成，并能確保通過調(diào)整前支點(diǎn)的空間位置而使墊塊總成能沿主縱梁端部導(dǎo)軌自由滑動和鎖定[2]。由牽引機(jī)構(gòu)、行走反滾輪等構(gòu)成的行走系統(tǒng)發(fā)揮著掛籃空載遷移的重要功能，本橋梁工程通過2根精軋螺紋鋼筋使2臺千斤頂同步牽引掛腿下部行走滑靴，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)帶動掛籃前移的目的，在掛籃移動的經(jīng)過中行走滑靴滑動于主梁頂面滑軌，在行走滑靴滑動及掛籃前移經(jīng)過中所產(chǎn)生的前傾力的平衡主要依靠行走反滾輪完成。定位系統(tǒng)主要包括前錨桿系列、止推和頂升機(jī)構(gòu)等，定位系統(tǒng)主要發(fā)揮掛籃澆筑前的定位作用。通過前錨桿系統(tǒng)將掛籃提升到設(shè)計(jì)高度，掛籃前部豎向標(biāo)高的調(diào)整主要通過設(shè)置于主縱梁尾部的頂升機(jī)構(gòu)完成，止推機(jī)構(gòu)是斜拉索張拉力水平分力的主要承受機(jī)構(gòu)。本橋梁工程掛籃錨固系統(tǒng)由4組設(shè)置于主縱梁之上并發(fā)揮承載平臺施工荷載傳遞至已澆筑梁段作用的前錨桿，和2組設(shè)置于主縱梁尾部以發(fā)揮掛籃斜拉索張拉后傾力平衡作用的后錨桿構(gòu)成。掛籃懸臂模板系統(tǒng)主要包括橫隔板底模、主肋側(cè)模、底模、頂模拱架、支撐等部分，華而不實(shí)橫隔板側(cè)模主要由鉸接實(shí)現(xiàn)其與承載平臺的連接，側(cè)模則通過對拉螺桿連接?？烧{(diào)撐桿將前端頂模支撐于承載平臺，中間頂模通過拱架支撐，拱架鉸接固定于主縱梁滑軌。3.2掛籃設(shè)計(jì)本橋梁工程掛籃懸澆節(jié)段設(shè)計(jì)長度為5.5m，沿主橋?qū)挾认蚍止?jié)段澆筑，最后3.0m懸臂板的澆筑應(yīng)滯后一個(gè)節(jié)段，根據(jù)懸臂澆筑施工分段長度最大值確定掛籃長度，并根據(jù)橋?qū)捄拖淞航孛嫘问讲贾脪旎@橫斷面。若橋梁橫截面只要一個(gè)箱，則全截面根據(jù)一個(gè)掛籃施工；若橋梁橫截面屬于多箱構(gòu)造，則應(yīng)采用幾個(gè)掛籃施工。本工程掛籃質(zhì)量和梁段混凝土質(zhì)量比控制在0.3～0.5范圍內(nèi)，最大不能超出0.7，掛籃允許最大變形應(yīng)不超過20mm，掛籃行走經(jīng)過中的抗傾覆安全系數(shù)、自錨固系統(tǒng)安全系數(shù)及水平限位安全系數(shù)均為2.0[3]。掛籃設(shè)計(jì)荷載大小與模板重量、振動器及振動力、施工人員荷載、千斤頂及油泵重量等有關(guān)。本橋梁工程主橋包括側(cè)模、內(nèi)模、底模、端模等在內(nèi)的模板平均重0.8～1.3kPa，模板梁振動力為振動器自重的4～5倍，掛籃懸臂施工人員荷載計(jì)為2kPa。嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行掛籃部件幾何尺寸確實(shí)定及制作，不得隨意變更設(shè)計(jì)，如遇特殊情況必須調(diào)整設(shè)計(jì)尺寸、加工工藝及使用材料的，必須經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可變更。3.3掛籃安裝本橋梁工程斜拉掛籃采用貝雷架拼裝，待拼裝后通過纜索將斜拉掛籃移動至預(yù)定位置，并在下弦桿節(jié)點(diǎn)位置錨固，進(jìn)行底模模板高程控制。將模板支立于掛籃平臺，并進(jìn)行下弦桿和中橫梁鋼筋綁扎，在進(jìn)行混凝土澆筑前將4根Ⅰ40型鋼預(yù)埋在下弦桿底部，主要用于本節(jié)段預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝及下節(jié)段掛籃施工的限位器。掛籃安裝完畢采用水箱加載法進(jìn)行加載試驗(yàn)，即主要通過不同靜力試驗(yàn)荷載作用下掛籃變形程度的測量，判定其構(gòu)造工作狀態(tài)參數(shù)能否與設(shè)計(jì)值相符，并成功消除掛籃主桁及吊帶等構(gòu)造的非彈性變形，進(jìn)行荷載作用下掛籃前端不同塊段可能的豎向位移的測量。3.4拉腹桿、壓腹桿及上旋桿施工待下弦桿和下節(jié)點(diǎn)混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的80%，將碗扣支架搭設(shè)于下弦桿并立模分兩段進(jìn)行拉腹桿混凝土的澆筑。考慮到澆筑和振搗施工的便捷性，應(yīng)在拉腹桿頂面?zhèn)饶Ｌ庨_窗。將腹桿頂面和節(jié)段節(jié)點(diǎn)連接處設(shè)為導(dǎo)斗，以加強(qiáng)連接處的密實(shí)度。拉腹桿混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)值的85%后，進(jìn)行其預(yù)應(yīng)力鋼束張拉與壓漿，此后搭設(shè)支架并進(jìn)行壓腹桿混凝土澆筑。為加強(qiáng)壓腹桿構(gòu)造的穩(wěn)定性，應(yīng)在混凝土澆筑前連接其支架與鄰近拉腹桿。在相鄰上節(jié)點(diǎn)預(yù)埋工字鋼，其上焊接2根長12m的Ⅰ40型鋼，間距控制在40cm，焊接的主要目的在于加強(qiáng)工字鋼強(qiáng)度并控制下?lián)希瑢⒎侥局衲z板鋪設(shè)在2根工字鋼上，并進(jìn)行鋼筋和波紋管的綁扎。當(dāng)上弦桿混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)值的85%后，進(jìn)行同根上弦桿上2根預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉，并防止上弦桿出現(xiàn)拉偏失穩(wěn)。本工程掛籃懸臂構(gòu)造混凝土灌注循環(huán)施工時(shí)間控制要求見表1。表1混凝土灌注循環(huán)施工時(shí)間3.5掛籃前移待完成上弦桿張拉壓漿后，拆除全部支架、斜拉吊桿和后吊桿，再通過纜索吊機(jī)將上橫梁、吊桿等調(diào)運(yùn)至下一節(jié)點(diǎn)并按設(shè)計(jì)位置安頓，最后通過4個(gè)纜索吊鉤進(jìn)行掛籃起吊并前移至下一施工節(jié)段。本工程采用液壓千斤頂頂推方式實(shí)現(xiàn)掛籃行走，掛籃后錨主要通過豎向預(yù)應(yīng)力筋完成，并確保連接可靠。3.6合龍施工合龍施工在懸臂澆筑施工質(zhì)量控制方面特別重要，本橋梁工程合龍段應(yīng)采用邊跨-中跨的施工次序，掛籃底部支撐由邊跨合龍段掛籃端所搭設(shè)的支架充當(dāng)，將中跨合龍段懸吊在澆筑好的下弦桿預(yù)埋孔位置，并實(shí)現(xiàn)對整橋的連接。通過4根精軋螺紋鋼連接前后吊點(diǎn)，并施加設(shè)計(jì)配重。為保證合龍段施工質(zhì)量，應(yīng)選用早強(qiáng)、高強(qiáng)、微膨脹混凝土，確保混凝土盡快到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，為減小混凝土因溫差影響而出現(xiàn)的收縮變形，應(yīng)加強(qiáng)澆筑時(shí)間的選擇與控制，最好布置在當(dāng)天平均氣溫差最小時(shí)段進(jìn)行混凝土澆筑施工。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和數(shù)量牢固焊接傳遞內(nèi)應(yīng)力作用的預(yù)埋型鋼，并連接合龍段兩頭T構(gòu)，待達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后結(jié)束預(yù)應(yīng)力張拉并拆除掛籃。4結(jié)束語綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁建設(shè)中較為常用，該技術(shù)施工經(jīng)過較為復(fù)雜，工序較繁瑣，有一定的專業(yè)性，且施工經(jīng)過中各道工序都對橋梁構(gòu)造的施工質(zhì)量存在重要影響，施工經(jīng)過中也因外部環(huán)境、施工人員、施工材料、施工管理等因素而使施工質(zhì)量控制難度增大。為此，必須加強(qiáng)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的準(zhǔn)確測量和施工經(jīng)過控制，盡可能消除各類風(fēng)險(xiǎn)因素，提高施工