陳釗
【摘 要】 隨著我國經(jīng)濟的迅速增長,我國的道路交通事業(yè)也蓬勃發(fā)展,日益成熟,不斷涌現(xiàn)一些大跨、高墩,或結(jié)構(gòu)特殊、造型新穎的橋梁項目,而產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢使橋梁在施工方面受到了許多新的挑戰(zhàn),從而促使施工工藝的形成,掛籃懸臂澆筑施工法就是其中之一,近幾年在橋梁施工中得到了很廣泛的運用。下面筆者就掛籃的結(jié)構(gòu)特點及分類,施工法的特點及適用范圍和具體懸臂施工法進行論述。
【關鍵詞】 預應力混凝土;連續(xù)梁橋;懸臂澆筑;掛籃
一、 掛籃的結(jié)構(gòu)特點及分類
如今掛籃的種類形式很多,其構(gòu)造也各不相同,但通常由承重結(jié)構(gòu)、錨固裝置、走行系統(tǒng)、工作平臺組成。掛籃的主要受力構(gòu)件是承重結(jié)構(gòu),施工所用設備、新澆筑的部分都需要由它來承受,然后再由支點、錨固裝置將所承之力傳到以被完成施工的梁上。走行系統(tǒng)既可采用軌道,也可采用四氟乙烯滑板,電動卷揚機一般可以充當牽引動力,其包含牽引和尾索保護裝置。被設置在掛籃尾部的后錨固,通常在掛籃澆筑混凝土傾覆時起到穩(wěn)定性的作用,而其實現(xiàn)方法通常利用被埋在梁肋內(nèi)的豎向預應力筋。當后錨固裝置起到的作用不夠時,還可以運用尾部壓重一系列的設施。
掛籃的分類方式繁多:一是材料分類法,如萬能桿件、貝類梁等,他們分為兩種:制式桿件組拼、型鋼加工制成;二是承重結(jié)構(gòu)分類法:桁架式、斜拉式、鋼板梁式、牽索式;受力分類法:斜拉式、垂直吊桿式、剛型模板;抗傾覆平衡分類法:壓重式、錨固式、半壓重半錨固式;走行分類法:一次到位、兩次到位;移動分類法:滾動式、滑動式、組合式。
掛籃的主要用于支撐模板,承受新澆筑的混凝土重量,工作平臺可為張拉、灌漿提供場地,還可用于調(diào)整標高。正因為掛籃具有這些功能,對其的要求也很高,需要有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性、移動靈活性、自重輕等。下圖為常見的掛籃形式。(如圖1)
二、 施工法的特點及適用范圍
掛籃懸臂澆筑施工工法之所以能在橋梁施工中運用如此廣泛,主要有以下幾個特點:一是模板不需要進行支架施工,因此橋下不存在被交通或者障礙物的影響;二是可以很好的控制把握施工的質(zhì)量,尤其是橋梁變形相關問題;三是施工時,其活動范圍相對集中,免除了對周圍環(huán)境的影響,也便于施工安全方面的管理;四是不易被外部周圍環(huán)境影響,從而不會影響施工的進度;五是可以節(jié)約施工成本,如掛籃可以重復使用、模板支架、清楚障礙物等。[2]
由于掛籃懸臂澆筑施工工法不會受到外部周圍環(huán)境的影響,如通航、洪水、流冰和深谷等,因此可以減少或者去除臨時支承的設置,從而提高施工效率,減少成本,最后致使經(jīng)濟效益的提高。該施工工法適用于跨徑大的預應力混凝土懸臂梁橋、T型剛構(gòu)橋、連續(xù)剛構(gòu)橋和連續(xù)梁橋等構(gòu)橋結(jié)構(gòu)。[3]
三、 具體懸臂施工法
為了進一步論述掛籃懸臂澆筑施工工法的優(yōu)勢與合理性,筆者將舉一實例,并對其具體掛籃懸臂現(xiàn)場就地澆筑施工工法的實施進行論述說明。
(一) 工程概況
該工程的大橋為特大型重點橋梁,橋長達10935米。該橋被設定為雙向六車道的單層橋,其橋式將做以下的設計和布置:4×30m簡支梁+(51+3×80+51)m連續(xù)剛構(gòu)+6.7m+(106+2×160+106)m連續(xù)剛構(gòu)+3×30m簡支梁。橋面的寬度設為:15.75m+1.0m寬中央分隔帶+15.75m。全橋進行左右半橋分別進行施工?;A除0至2-1墩外均為φ2.0m挖孔樁,0至2-1墩樁徑為1.5m。橋的上部采用連續(xù)剛構(gòu),橋墩采用雙薄板墩,邊墩為柱式墩,箱梁是單箱單室,底寬8.0m,頂寬15.75m,按三向預應力設計。[1]
(二) 梁部的結(jié)構(gòu)和所用材料
大橋傷部結(jié)構(gòu)為預應力連續(xù)剛構(gòu),其形式規(guī)格為51+3×80+51+106+2×160+106m,截面形式采用單箱單室,箱梁根部的梁高為8m,跨中是3.2m,高跨比分別為l∶20與1∶50,箱梁底寬8m,頂板寬15.75m,頂板厚度50cm,底板厚度:0號段處1.2m,至跨中0.28m。[1]
箱梁采用C50砼。其按三向預應力設計,縱向預應力采用OVMl5-27的錨具,鋼絞線采用低松馳鋼絞線Rb=1860MPa。錨下控制張拉力是5273.1kN,橫向預應力采用OVMl5B-4的錨具,錨下控制張拉力是781.2kN,用250kN千斤頂單根張拉,豎向預應力為由32精軋螺紋粗鋼筋,采用YGM型錨具,控制張拉力是543kN。[1]
(三) 掛籃懸臂澆筑施工方法
首先,將梁體分為節(jié)段,每2-5米為一個,掛籃是施工的機具,運用其從橋墩開始,進行對稱伸臂并逐段澆筑預應力混凝土,該施工方法被稱作掛籃懸臂澆筑施工工法。
在前文中,筆者稍有提及掛籃的功能,在這個工程中,掛籃的功能主要有以下幾點:可以調(diào)整正確的位置對梁段模板進行支承;起到吊運材料、機具的作用;澆筑預應力混凝土和在掛籃上的張拉預應力筋。在施工的過程中,所有的工作都是在工作平臺上進行的,如架設模板、安裝鋼筋和澆筑預應力混凝土、張拉等。待一個節(jié)段的全部施工工作完成后,行走系統(tǒng)起到移動掛籃的作用,導鏈牽引是其前進到下一節(jié)段的動力,其中包含前進牽引和尾索保護的裝置。
在施工過程中,由于橋墩頂部0#塊的圬工數(shù)量較大,因此采用懸臂現(xiàn)場就地澆筑法。為了將掛籃拼裝,懸臂根部梁段和0#塊會采取同時澆筑的方法,支承部分的施工荷載通常運用三角托架,橋墩較高或較低時都能被有效的利用到,如較低時,支架被安置在橋墩基礎上或地基上,較高時,在橋墩中部進行預埋支承或設置懸吊式托架。
施工時的鋼筋加工方面,預應力混凝土的運輸和拌制都要經(jīng)過詳細周密的計劃,并且盡量減少運輸時間,以便施工。預應力混凝土的運輸路線有兩種:一是在橋下設置拌合站或者拌合船,然后直接進行吊裝或者使用混凝土泵泵將其送到掛籃上;二是將拌合加工站設置在橋頭,當懸臂施工合攏段時或路線不通時,可利用支架或者吊裝設備將其進行水平運輸。懸臂施工中,合攏段非常重要,它必須在當天最低溫度時進行施工,并且要一次性快速完成,事后還得隨時進行保養(yǎng)。
掛籃懸臂澆筑施工所需的工作時間為6-10天,當然還要考慮到混凝土數(shù)量和結(jié)構(gòu)的復雜程度等問題,時間會有所增加或者縮短。施工期間,混凝土早期強度上升的快慢是施工工期快慢的關鍵點,而混凝土的保養(yǎng)問題是現(xiàn)場澆筑施工中都存在的問題。
掛籃懸臂澆筑法的實施過程中,盡可能的減少施工機具設備和大量的支架,因為當對于需要建造跨越深谷、流量較大的河道、交通量需求大立交橋時,這樣的選擇安排會使施工更加方便,減少成本,而不受橋梁跨度的限制,往往跨度越大,經(jīng)濟效益反而越高,這也正是大跨度連續(xù)橋基本采用該施工法的原因。由于施工時通過掛籃進行的,因此,需要在其外部設置保護措施,以免受到外界氣候的干擾,同時,操作的重復對于工作效率的提高和質(zhì)量的保證都有幫助,還能在施工過程中進行不斷的調(diào)整,減少誤差,提高施工精度。
綜上所述:預應力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑掛籃施工工法在我國近幾十年以來,發(fā)展最迅速的新型施工工藝,無論是公路還是鐵路的橋梁建設中都能看到它的身影。施工過程中,減少施工機具和支架,可以方便建造需要跨越深谷、大流量的河流及交通需求量大的立交橋,跨度越大的橋梁,經(jīng)濟效益越高,因此它多用于大跨徑的橋梁建設中。筆者認為,該施工方法應該不斷被完善,推行,為我國的橋梁事業(yè)再做貢獻。
參考文獻
[1] 徐會超;橋梁掛籃懸臂澆筑法施工技術分析[J];中國高新技術企業(yè);2010年01期
[2] 李志明;范偉;掛籃在預應力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工中的應用[J];工業(yè)建筑;2002年01期
[3] 李錚;掛籃懸臂澆筑連續(xù)箱梁施工工法的應用[J];世界橋梁;2010年02期