(長(zhǎng)沙中核工程監(jiān)理咨詢有限公司,湖南長(zhǎng)沙 410007)
梧貴高速茅力塘跨線橋全橋共5聯(lián):(30+53+5×30+4×30+5×30)m,上部結(jié)構(gòu)跨越梧貴高速采用一跨(第二跨)簡(jiǎn)支53 m鋼混疊合梁,與貴梧高速呈106°交角,其余跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)T梁,橋長(zhǎng)511 m。
茅力塘跨線橋第二聯(lián)(第二跨)53 m簡(jiǎn)支鋼混疊合梁跨越梧貴高速主線路基段,橋下設(shè)計(jì)凈高約13.5 m。本橋橋跨采用斜交正做的方法布設(shè),在1號(hào)、2號(hào)墩間橫跨梧貴高速公路,橋墩位于兩側(cè)路肩外,橋墩距路肩最近處約5.5 m,橋墩高度范圍8.3~18.1 m。
疊合梁采用先架后疊的工藝方案:鋼主梁節(jié)段在工廠加工制作,運(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),吊車法吊裝,臨時(shí)支墩上完成現(xiàn)場(chǎng)栓接,最后鋪設(shè)橋面板,后澆混凝土濕接縫,成橋。
本工程鋼混疊合梁采用支架法,安裝總體施工工序?yàn)椋菏┕?chǎng)地處理→搭設(shè)臨時(shí)支架→疊合梁安裝→現(xiàn)場(chǎng)涂裝→拆除臨時(shí)支架、撤場(chǎng)。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地情況,考慮梁段的劃分及吊重,選用1臺(tái)260 t汽車吊吊裝,吊裝時(shí)縱向按照由小里程端向跨中、大里程端方向吊裝,橫向總體按照由一側(cè)向另一側(cè)的順序完成全橋鋼箱梁的吊裝。
2.1.1 臨時(shí)支墩設(shè)置
梧貴高速跨線橋第二跨橋下設(shè)計(jì)凈高約為13.5 m,節(jié)段間接縫與車道交角為17°,若沿節(jié)段間接縫設(shè)置臨時(shí)墩,門洞下車道與門洞兩側(cè)車道無(wú)法順接,易引發(fā)行車安全,故支墩采用雙層結(jié)構(gòu)。選取主梁箱室范圍內(nèi)一組支架,采用midas civil建立有限元模型,對(duì)支架進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算。
第一層結(jié)構(gòu)為順梧貴高速行車道方向設(shè)門洞,位置分別位于挖方段坡腳線處、應(yīng)急車道外邊緣(占用應(yīng)急車道為0.5 m)、中央分隔帶內(nèi),兩側(cè)對(duì)稱布置,利用鋼管上貝雷梁形成門洞,門洞高度為9.5 m。第二層結(jié)構(gòu)為貝雷梁上根據(jù)箱梁節(jié)段間拼縫位置設(shè)置2道雙拼45b工字鋼,其上設(shè)置鋼管砂筒調(diào)節(jié)段,便于鋼箱梁準(zhǔn)確定位、連接。于跨線橋走向左側(cè)大樁號(hào)方向、右側(cè)小樁號(hào)方向設(shè)補(bǔ)充支墩,避免形成懸臂受力模型。
支墩自下而上依次為:鋼管基礎(chǔ)、鋼管、雙拼45b工字鋼橫梁、貝雷梁縱梁、雙拼45b工字鋼、鋼管砂筒調(diào)節(jié)段。
鋼管基礎(chǔ)斷面尺寸為0.75 m×0.8 m,采用Φ600 mm×10 mm無(wú)縫鋼管,高9 m,中心間距3 m,單排鋼管間及中間分隔帶內(nèi)的兩排鋼管間設(shè)上下兩層交叉14a槽鋼連接。鋼管上設(shè)雙拼45b工字鋼橫梁,工字鋼橫梁上設(shè)1.5 m高321型貝雷梁,考慮貝雷梁的受力特性,調(diào)整梧貴高速跨線橋上貝雷梁位置,盡量使端頭部分位于鋼管架橫梁上,必要時(shí)增設(shè)扁擔(dān)分散應(yīng)力。貝雷梁高度1.5 m,每?jī)善惱灼g采用90型花架連接,貝雷梁中心間距1.8 m,貝雷梁上方沿箱梁節(jié)段間拼縫設(shè)雙拼45b工字鋼,并在工字鋼頂部設(shè)置Φ351 mm×14 mm的調(diào)平鋼管,臨時(shí)接縫位置設(shè)30 t液壓千斤頂,便于對(duì)鋼箱梁高度進(jìn)行調(diào)整。
2.1.2 臨時(shí)支墩的基礎(chǔ)處理及連接
鋼箱梁處于既有線路上,支架大多布置在原有的瀝青混凝土路面上。對(duì)原有路面可以直接在原路面上澆筑一道混凝土條形進(jìn)行作為支墩基礎(chǔ),對(duì)于中央分隔帶及挖方邊坡,需進(jìn)行清理壓實(shí),鋪墊20 cm碎石墊層后,澆筑混凝土條形基礎(chǔ),單排鋼管條形基礎(chǔ)寬為0.75 m,雙排鋼管條形基礎(chǔ)寬為2.5 m,高均為0.8 m,長(zhǎng)度為支墩長(zhǎng)度單邊外擴(kuò)3 m,C20混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)設(shè)雙層D12鋼筋網(wǎng)片。
2.1.3 其他設(shè)置
(1)在支墩基礎(chǔ)端頭來(lái)車方向正前方設(shè)置水泥混凝土防撞墩,防止車輛撞擊門洞導(dǎo)致失穩(wěn)。
(2)在來(lái)車方向前方100 m位置處設(shè)置車輛限高架,標(biāo)定限高高度,安裝警示閃爍燈。
(3)設(shè)置2道防落網(wǎng),其中1道柔性密目網(wǎng),1道密目鋼絲網(wǎng),防止落物,側(cè)邊圍擋采用全圍擋。
2.2.1 鋼箱梁吊裝與拼裝
(1)吊裝順序。
搭設(shè)臨時(shí)支墩(支撐架),安裝球形支座;吊裝A節(jié)段第一節(jié)鋼箱梁;吊裝A節(jié)段其他節(jié)段鋼箱梁,與安裝鋼箱間的垂直連接件,A節(jié)段間的鋼箱梁吊裝完畢,開始吊裝B/C/D/E節(jié)段的鋼箱梁,依次完成橫向、縱向連接,形成整體,待施工完橋面形成整體后拆除臨時(shí)支墩:
(2)吊車選擇。
根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地情況,考慮梁段的劃分及吊重,選用1臺(tái)260 t汽車吊吊裝,吊裝時(shí)縱向按照由小里程端向跨中、大里程端方向吊裝,橫向總體按照由右向左的順序完成全橋鋼箱梁的吊裝。右側(cè)吊裝時(shí),吊車站位于支架右側(cè),左側(cè)吊裝時(shí),吊車站位于支架左側(cè),吊車吊裝過(guò)程中占用梧貴高速情況調(diào)整站位,通過(guò)門洞穿行。
吊車選擇,以最不利工況的梧貴高速跨線橋右幅A節(jié)段A-3箱梁節(jié)段為驗(yàn)算對(duì)象,梧貴高速跨線橋右幅橋面邊緣距A-3箱梁節(jié)段水平距離為12.1 m,考慮吊臂仰角及安全距離,吊車工作半徑取18 m,起重臂長(zhǎng)度取25.9 m。綜合考慮起重量、起重高度、起重臂長(zhǎng)度、起重機(jī)工作幅度,參考吊車性能參數(shù)表,選用1臺(tái)260 t汽車吊,此工況下可起吊43 t重量,吊重利用系數(shù)為32/43=0.74,滿足施工要求。
吊車站位,梧貴高速跨線橋吊裝施工時(shí),因臨時(shí)支墩為雙層結(jié)構(gòu),吊車橫向站位于支架投影面外側(cè),吊車支腿橫向距離為8.8 m,縱向站位于門洞中間或墩與支墩之間,距離可滿足要求。
2.2.2 高強(qiáng)螺栓施工
首先,吊裝鋼構(gòu)件,用臨時(shí)螺栓固定;其次,高強(qiáng)螺栓替換臨時(shí)螺栓并初擰。當(dāng)構(gòu)件吊裝到位并形成框架后,替換臨時(shí)連接螺栓,再將高強(qiáng)度螺栓穿入孔中(注意不要使雜物進(jìn)入連接面),再用手動(dòng)扳手按順序進(jìn)行擰緊螺栓;最后按對(duì)稱順序施擰,由中央向四周終擰高強(qiáng)螺栓。初擰完成,檢驗(yàn)鋼柱、梁的標(biāo)高、軸線偏差符合規(guī)范要求后,用電動(dòng)扳手完成終擰,螺栓的終擰強(qiáng)度由螺栓槍預(yù)先檢查設(shè)置的力矩控制,確保達(dá)到要求的最小力矩。終擰軸力、扭矩按標(biāo)準(zhǔn)軸力、扭矩的100±10%進(jìn)行施工。如達(dá)到設(shè)計(jì)高強(qiáng)螺栓的扭矩標(biāo)準(zhǔn),可視為合格,達(dá)到100%的終擰扭矩要求。
(1)鋼梁架設(shè)完成后,從一側(cè)或兩側(cè)同時(shí)吊裝鋪設(shè)橋面板。
(2)橋面板吊環(huán)處須布置鋼筋網(wǎng),吊裝混凝土板時(shí),應(yīng)避免吊點(diǎn)應(yīng)力集中,吊具采取措施避免擠壓損壞橋面板混凝土,確保橋面板質(zhì)量不在吊裝過(guò)程中損傷。吊裝就位后,采用環(huán)氧砂漿對(duì)吊點(diǎn)預(yù)留孔進(jìn)行封堵。
(3)在鋼箱梁按設(shè)計(jì)預(yù)拱度要求安裝完成后,應(yīng)按設(shè)計(jì)給出的點(diǎn)位要求測(cè)量鋼梁上翼緣板頂面高程,根據(jù)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算出相應(yīng)點(diǎn)位的橋面板墊條的厚度并切割下料,再安裝墊條和預(yù)制橋面板,墊條應(yīng)確保其密閉性。
(4)澆注后澆帶及濕接縫混凝土前應(yīng)清除殘?jiān)覊m,使用水濕潤(rùn)混凝土界面后再澆注混凝土。
(5)應(yīng)先澆筑剪力釘預(yù)留槽口內(nèi)混凝土,再澆筑接縫混凝土,每道混凝土接縫需一次完成澆筑。
(6)澆注后澆帶及濕接縫澆混凝土?xí)r,應(yīng)充分振搗,確保接縫混凝土澆筑密實(shí),須注意新老混凝土接觸面附近混凝土。
(7)橋面板后澆帶及濕接縫混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,進(jìn)行泄水管、防撞護(hù)欄、橋面防水層、瀝青鋪裝等橋面系設(shè)施的安裝施工。
防撞墻施工采用定型鋼模板進(jìn)行施工,鋼模與面板間縫隙使用砂漿找平,內(nèi)外模用拉桿連接,并加設(shè)支撐,以保證模板穩(wěn)固,保證防撞墻的高度厚度?;炷敛捎没炷吝\(yùn)輸車進(jìn)行澆筑,坍落度14~16 cm,插入式振搗棒振搗,混凝土施工后24 h后拆模,避免混凝土缺角掉塊,拆模后及時(shí)用土工布覆蓋灑水保濕養(yǎng)護(hù),防止裂縫產(chǎn)生。
腳手板使用人工拆除,把跨中臨時(shí)支撐先拆并移到兩側(cè),于兩側(cè)栓成捆綁扎吊下。貝雷梁位于箱梁底部不能直接吊裝,須使用手拉葫蘆先拉到梁底外側(cè),再吊離現(xiàn)場(chǎng)。雙拼45b工字鋼梁與鋼管柱頂板為焊接連接,拆除時(shí)使用氣割將連接處切斷,并將其沿縱向連接焊縫切開。用25 t汽車吊將每節(jié)段吊落至高速公路路面,再裝車運(yùn)離施工現(xiàn)場(chǎng)。鋼管柱與基礎(chǔ)墩連接的地腳螺栓用氣割割除,割除時(shí)應(yīng)先吊好鋼管柱頂部,防止鋼管柱傾覆,地腳螺栓后,將鋼管柱用25 t汽車吊沿平行于線路方向放倒在高速公路路面上,吊裝車及時(shí)運(yùn)出高速公路?;炷翖l形基礎(chǔ)用炮機(jī)或風(fēng)鎬將基礎(chǔ)破碎分成不超過(guò)2 m長(zhǎng)的小節(jié)段,控制每段重量不超過(guò)5 t,用25 t汽車吊將其裝車,運(yùn)到棄土場(chǎng),施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)交通進(jìn)行分流管控,確保交通安全和作業(yè)人員安全。
(1)建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制,將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人,有責(zé)任制考核記錄,施工前,對(duì)全體職工進(jìn)行安全教育;招用的新工人、臨時(shí)工先進(jìn)行公司、項(xiàng)目部和班組的三級(jí)安全教育后上崗,及時(shí)做好記錄和簽名,建立安全教育檔案登記制度。
(2)臨時(shí)支架體系、鋼管墩和貝雷片嚴(yán)格按方案施工,保證支架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,臨時(shí)支架拆除嚴(yán)格按制定的方案拆除。
(3)汽車吊吊裝,應(yīng)嚴(yán)格按汽車吊安全操作規(guī)程,應(yīng)有專人指揮。
綜上所述,疊合梁安裝技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中應(yīng)做好安全措施,由專業(yè)的技術(shù)人員指導(dǎo)應(yīng)用,以保障施工人員的人身安全,確保焊渣不出現(xiàn)掉落情況。針對(duì)一些較大的車輛,在施工過(guò)程中,明確設(shè)置標(biāo)示并增加限高架均可對(duì)施工安全起到較為重要的作用。應(yīng)用鋼混疊合梁的安裝施工技術(shù),對(duì)跨線橋城市的發(fā)展、推廣以及對(duì)類似工程的建設(shè)等均具有促進(jìn)的作用。