淺談掛籃施工0#塊臨時錨固和支架體系的優(yōu)化

郭小兵

(中交第二航務(wù)工程局有限公司,福建福州 350011)

淺談掛籃施工0#塊臨時錨固和支架體系的優(yōu)化

郭小兵

(中交第二航務(wù)工程局有限公司,福建福州 350011)

以海西高速公路網(wǎng)東山聯(lián)絡(luò)線A標(biāo)段的東山特大橋為背景,對東山特大橋主橋0#塊現(xiàn)澆支架、臨時錨固體系進(jìn)行了方案優(yōu)化及對比。優(yōu)化后的方案采用簡單的混凝土立柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼管混凝土支撐體系,提高了施工安全性加快了施工進(jìn)度同時又降低了施工成本。

掛籃;懸澆;臨時錨固;0#塊;優(yōu)化

1　工程概況

海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)高速公路網(wǎng)東山聯(lián)絡(luò)線A合同段,屬于福建省“三縱八橫三環(huán)三十三聯(lián)”主要控制點,A合同段起點樁號K0+086.773,起點位于云霄縣竹港村連接沈海高速漳沼段;終點樁號K11+285.593,終點位于漳州市東山縣陳岱鎮(zhèn)下湖村接疏港公路。本合同段主線路線總長11.199 km,線路橫跨東海海峽。

東山特大橋上部結(jié)構(gòu)采用(6×4×30 m)+(65 m +2×110 m+65 m)+(4×30 m)+(5×30 m)PC連續(xù)T梁結(jié)構(gòu)+現(xiàn)澆變截面連續(xù)箱梁,橋梁全長1 347 m。主橋上部結(jié)構(gòu)采用T構(gòu)節(jié)段懸臂澆注工藝設(shè)計,單個T懸臂共有14對懸澆節(jié)段,最大懸臂長度為54 m,最大懸澆重量為135.01 t。其中根部0#號塊節(jié)段長度為12 m,高6.8 m。其余懸澆節(jié)段長度為3～4 m,梁高2.8～6.208 m。邊跨設(shè)8.8 m直線段,梁高2.8 m?，F(xiàn)澆合龍段長度為2.0 m「1]。

2　選題理由

懸臂掛籃施工工藝主要用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁,0#塊作為掛籃推進(jìn)的基礎(chǔ),其施工的安全性、可靠性顯得尤為重要。本項目原設(shè)計的0#塊施工支撐體系采用鋼管混凝土立柱作為基礎(chǔ),臨時錨固體系設(shè)于墩頂,該施工工藝工序繁瑣,后期拆除難度較大。施工工單位結(jié)合以往類似橋梁的施工經(jīng)驗,將臨時錨固與0#塊支撐體系有效地結(jié)合,提高了施工安全性加快了施工進(jìn)度同時又降低了施工成本,且后期拆除簡單易行。

3　方案比選

東山特大橋橫跨東海海峽,橋址所在地屬于臺風(fēng)高發(fā)區(qū)域,臨時錨固體系既要滿足正常施工需要又要確保能安全度過臺風(fēng)期。施工工單位中交第二航務(wù)工程局有限公司基于設(shè)計及施工規(guī)范,在不違背設(shè)計原則的前提下,通過中交第二航務(wù)工程局有限公司技術(shù)中心的二次設(shè)計將原設(shè)計進(jìn)行了局部優(yōu)化,經(jīng)計算各項設(shè)計指標(biāo)均滿足原設(shè)計各種工況要求,且工況選取最大風(fēng)速40 m/s (抗臺風(fēng)速)時結(jié)構(gòu)抗傾覆安全系數(shù)大于1.3,滿足臺風(fēng)期抗傾覆穩(wěn)定性要求「2]。兩種設(shè)計方案的比選如下。

3.1臨時錨固體系

方案比較:

(1)原設(shè)計方案(見圖1):采用126根2.5 m的Φ32螺紋鋼將橋墩與墩頂橫梁錨固成一體,該施工工藝需設(shè)置臨時支座,后期臨時支座拆除施工難度較大,Φ32臨時錨固鋼筋氣割拆除時易損傷橋梁的永久支座。

圖1　原設(shè)計墩頂臨時支座及臨時錨固

(2)優(yōu)化方案(見圖2):臨時錨固采用4根直徑1 500 mm鋼筋混凝土立柱,立柱鋼筋底部錨入承臺內(nèi),頂部鋼筋錨入0#塊箱梁底板內(nèi)。采用該法施工不需在墩頂設(shè)置臨時支座,有效地利用0#塊施工時設(shè)置的臨時支墩,且后期拆除時簡單易行。

圖2　優(yōu)化后臨時錨固設(shè)計

3.20#塊支撐體系

方案比較:

(1)原設(shè)計方案(見圖3):0#塊施工臨時支墩采用4根Φ1.25 m壁厚12 mm的鋼管樁,樁內(nèi)填充C40微膨脹混凝土,鋼管樁樁底與承臺上預(yù)埋的埋件焊接,樁頂與0#塊箱梁底板相接。采用該法施工因鋼管樁內(nèi)填充混凝土,臨時支墩拆除時難度較大,鋼管樁剩余殘值較低,施工成本較高「3]。

圖3　原設(shè)計鋼管混凝土立柱支撐

(2)優(yōu)化方案(見圖4):0#塊施工臨時支墩采用4根Φ1 500 mm的C40鋼筋混凝土立柱,在臨時支墩及主墩上預(yù)埋埋件,通過焊接托架的方式形成支撐體系。采用該法施工臨時支墩拆除時相對簡單,施工成本相對較低。

4　成本比較

通過對原方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,針對一個墩的臨時錨固及支撐體系進(jìn)行了成本分析,本項目單個主墩高16 m,具體成本分析見表1。

圖4　優(yōu)化后混凝土立柱支撐

表1　單個主墩臨時錨固體及支撐體系成本測算

通過測算表可以看出,優(yōu)化后的方案單個墩僅材料費就可節(jié)省成本43 480元(原設(shè)計方案鋼管樁回收殘值相當(dāng)有限),全橋可節(jié)約材料費約26萬元,且經(jīng)優(yōu)化設(shè)計勞務(wù)費用大幅減少,經(jīng)濟(jì)效益好。

5　總結(jié)

(1)通過優(yōu)化設(shè)計后施工簡單,安全性能高,拆除簡便易行,施工進(jìn)度快。

(2)通過優(yōu)化設(shè)計節(jié)約成本,經(jīng)濟(jì)效益好。

(3)通過對設(shè)計方案進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化,促進(jìn)管理業(yè)務(wù)和施工技術(shù)水平提高,為類似工程積累相關(guān)參數(shù)、提供借鑒經(jīng)驗。

「1] 海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)高速公路網(wǎng)東山聯(lián)絡(luò)線兩階段施工圖設(shè)計(第三冊)「Z].

「2] 東山特大橋臨時工程主墩臨時錨固及0#塊支架施工圖「Z].

「3] JTG/T50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范「S].

U445

B

1009-7716(2015)12-0118-02

2015-08-14

郭小兵(1972-),男,江蘇泰興人,工程師,從事項目管理工作。