王 兵
[上海城建市政工程(集團(tuán))有限公司,上海市 200333]
南昌市朝陽(yáng)大橋主橋采用六塔七跨單索面多塔斜拉橋,跨徑布置為79 m+5×150 m+79 m。主梁采用單箱五室波形鋼腹板PC 組合梁,采用懸臂掛籃施工,每跨共分為10 個(gè)節(jié)段,節(jié)段長(zhǎng)4.5 m,合龍段長(zhǎng)1.6 m,共5 個(gè)中跨合龍段,合龍段梁高4.7m,頂板寬36.8 m,底板寬29.8 m,6 道波形鋼腹板,主梁橫斷面見(jiàn)圖1。
中跨合龍段采用雙掛籃合龍工藝,具體工藝流程見(jiàn)圖2。
2.2.1 合龍段掛籃改造
(1)最后節(jié)段混凝土均澆筑完成后,將底籃前端走道平臺(tái)拆除,在底籃前端平臺(tái)上鋪合龍段底模(利用方木或型鋼抄墊),保證兩端底模順接。
(2)中跨合龍段前,結(jié)合合龍段施工及掛籃拆除的需求,合理布置前、后吊桿等預(yù)留孔道,掛籃布置及箱梁連接示意見(jiàn)圖3。
2.2.2 波形鋼腹板安裝
波形鋼腹板安裝在底板模板完成后進(jìn)行;
安裝前,核查進(jìn)場(chǎng)波形鋼腹板構(gòu)件尺寸,準(zhǔn)確無(wú)誤后方可進(jìn)行;
安裝順序采用先兩側(cè)后中間,利用塔吊及設(shè)置在掛籃桁架上卷?yè)P(yáng)機(jī)吊起,并配合人工作業(yè)的方式進(jìn)行,先與一邊的波腹板對(duì)位并臨時(shí)連接,調(diào)整前端標(biāo)高軸線并與另一邊波腹板臨時(shí)連接后焊接。
安裝時(shí),控制好波形鋼腹板的標(biāo)高、各波形版段的橫向總體尺寸、螺栓孔位置等,各節(jié)段間接口的相對(duì)公差滿足規(guī)范要求。
2.2.3 合龍段鎖定
(1)中跨合龍段鎖定采用“掛籃+內(nèi)外勁性骨架+波腹板”方案。
(2)中跨合龍段鎖定前,先利用掛籃主桁架前端對(duì)兩端最后節(jié)段標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整,具體為:
a. 在6 片主桁架上焊接馬口,利用千斤頂對(duì)頂調(diào)節(jié)兩端最后節(jié)段標(biāo)高到控制值,待合龍段鎖定時(shí),將兩套掛籃相對(duì)應(yīng)的6 片主桁架前端用鐵板焊接。
b. 標(biāo)高調(diào)節(jié)到位后,分塊安裝合龍段波形鋼腹板,同時(shí)波形鋼腹板上下翼板接縫處采用鐵板焊接,為避免梁體溫度變形對(duì)合龍段波腹板產(chǎn)生附加應(yīng)力,波腹板調(diào)整到位后,一端先焊接,另一端暫不焊接(只上螺栓)。
c. 最后進(jìn)行勁性骨架安裝,因勁性骨架上下各6道,焊接工作量較大,時(shí)間較長(zhǎng),為避免梁體溫度變形使各勁性骨架受力不均,所有勁性骨架一端先焊接(注意不得與波腹板已焊接端位置相同),另一端暫不焊接。
d. 選擇一天中溫度最低時(shí)段,安排6 個(gè)以上焊工同時(shí)焊接勁性骨架、波形鋼腹板和掛籃主桁架,在第二天溫度上升前對(duì)合龍段完成鎖定。
圖1 主梁橫斷面圖(單位:mm)
圖2 中跨合龍段施工工藝流程圖
圖3 掛籃布置及箱梁連接示意圖
(3)鎖定前,注意先解除遠(yuǎn)離固定墩一端的主墩上活動(dòng)支座的臨時(shí)約束(靠近固定墩一端主墩暫不解除),以便支座滑移。
(4)考慮合龍期間可能發(fā)生溫度驟降的情況,為確保萬(wàn)無(wú)一失,在將兩側(cè)掛籃主桁架前端利用鐵板焊接同時(shí),將合龍段6 道波形鋼腹板上下翼板采用鐵板連接,可額外提供強(qiáng)大的鎖定力。
(5)勁性骨架施工:勁性骨架箱內(nèi)預(yù)埋槽鋼應(yīng)在合龍段兩側(cè)節(jié)段施工時(shí)提前安裝就位。為縮短鎖定焊接時(shí)間,可提前將合龍口一側(cè)(應(yīng)注意不得與波腹板已焊接端位置相同)的勁性骨架焊接好,鎖定時(shí)安排熟練焊工同時(shí)焊接勁性骨架焊接作業(yè)。
2.2.4 底板鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝
合龍后應(yīng)力復(fù)雜,且由于合龍段處鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道布置密集,操作不便,施工時(shí)應(yīng)確保鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝位置準(zhǔn)確,檢查接頭管的安裝質(zhì)量,避免漏漿堵管現(xiàn)象。
2.2.5 內(nèi)模安裝
為保證底板混凝土澆筑時(shí)的操作空間,內(nèi)模支撐采用吊掛形式,即利用兩套掛籃前端的精軋螺紋鋼筋吊桿作為支撐。在前一節(jié)段施工完成后重新安裝掛籃前吊桿時(shí),先在每根精軋螺紋鋼筋吊桿連接器上方加一個(gè)螺母和墊板(墊板在上方),合龍段內(nèi)模安裝前,在吊桿墊板上設(shè)置雙槽16 鋼,再在槽16鋼上順橋向鋪10 cm×10 cm 方木,間距30 cm,方木上鋪18 mm 厚竹膠板作為模板,調(diào)整吊桿上螺母標(biāo)高,使模板貼近節(jié)段頂板混凝土。
2.2.6 頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝
同底板鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝。
2.2.7 混凝土的澆筑和張拉壓漿施工
(1)混凝土采用一次性整體澆筑,澆筑前3 d 應(yīng)觀測(cè)已澆節(jié)段前端高程、里程變化情況;
(2)合龍段混凝土澆筑前,做好人、料、機(jī)的準(zhǔn)備及技術(shù)交底工作,選擇在當(dāng)天溫度最低時(shí)進(jìn)行澆筑;
(3)合龍段底板混凝土澆筑時(shí),在每個(gè)箱室頂板中間開(kāi)天窗,尺寸約20 cm,以便軟管下放,且兩側(cè)設(shè)置混凝土溜槽至波腹板下方,確保波腹板下方混凝土澆筑密實(shí);
(4)混凝土澆筑完成后,做好養(yǎng)護(hù)工作,保持混凝土始終處于濕潤(rùn)狀態(tài);
(5)中跨合龍段預(yù)應(yīng)力張拉前,應(yīng)先對(duì)遠(yuǎn)離固定墩一端的主墩縱向活動(dòng)支座約束進(jìn)行解除,解除方法為拆除支座上下鋼板間的臨時(shí)連接螺栓即可。
2.2.8 合龍段施工控制要點(diǎn)
(1)中跨合龍段合龍澆筑和臨時(shí)支架或掛籃拆除前,應(yīng)按要求設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)合龍和支架或掛籃拆除作業(yè)時(shí),梁面高程和平面位置變化情況。
(2)控制好合龍段兩側(cè)高差,必要時(shí)可采用掛籃主桁架對(duì)頂?shù)却胧┻M(jìn)行調(diào)整。
(3)合龍期間,對(duì)有可能導(dǎo)致梁體受力發(fā)生改變的作業(yè),諸如:所有掛籃移位(含前移或后移)、移除、支架的拆除等,須經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人的同意后方可實(shí)施。
(4)嚴(yán)格按照方案執(zhí)行臨時(shí)支墩和活動(dòng)支座約束的解除時(shí)間和方法,應(yīng)安排專(zhuān)人觀測(cè)合龍段鎖定前與合龍段縱向束張拉完畢期間支座的變化復(fù)位情況,做好記錄。
(5)加強(qiáng)邊中跨合龍段外模與已澆筑混凝土段結(jié)合緊密程度檢查,如發(fā)現(xiàn)有密貼不緊的,在中跨合龍段混凝土澆筑前,應(yīng)用千斤頂對(duì)相應(yīng)吊桿各施加約15 t 的預(yù)緊力,防止出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)和不均勻沉降現(xiàn)象。
2.2.9 中跨掛籃拆除施工
(1)拆除流程:兩側(cè)翼板及導(dǎo)向系統(tǒng)整體下放至底籃平臺(tái)上→翼板及底籃系統(tǒng)整體下放至駁船上→橋面上起吊系統(tǒng)拆除→主桁架拆除→松開(kāi)錨固并拆除軌道梁。
(2)兩側(cè)翼板及導(dǎo)向系統(tǒng)整體下放
a. 翼板模板系統(tǒng)先整體下放約50 cm,再用4 臺(tái)5 t 倒鏈吊住翼板滑道梁(外側(cè)吊掛部位在翼板模板上開(kāi)2 個(gè)孔,內(nèi)側(cè)在鋼腹板上部焊接吊耳),拆除翼板滑道系統(tǒng)的前后吊帶。
b. 專(zhuān)人指揮4 臺(tái)倒鏈同時(shí)下放,將翼板及導(dǎo)向系統(tǒng)平穩(wěn)落在下方的底籃平臺(tái)上,并固定牢固。
(3)翼板及底籃系統(tǒng)整體下放
a. 利用底籃前后橫梁的最外側(cè)4 根精軋螺紋鋼筋吊桿作為下放系統(tǒng),橋面上用4 臺(tái)100 t 穿心式千斤頂作為下放設(shè)備,將底籃系統(tǒng)重量轉(zhuǎn)換到最外側(cè)4根吊桿上,拆除其余的全部前、后吊帶。
b. 專(zhuān)人指揮4 臺(tái)千斤頂同時(shí)下放,并制作特制的可拆分的墊板,以便連接器通過(guò)千斤頂,當(dāng)?shù)鯒U長(zhǎng)度不足時(shí)接長(zhǎng)吊桿(利用底板頂面臨時(shí)固定),將翼板及底籃平穩(wěn)落在下方的駁船上。
(4)橋面上起吊系統(tǒng)拆除
利用25 t 汽車(chē)吊停放在主桁架后方,先拆除起吊系統(tǒng)下方的扁擔(dān)梁,再根據(jù)吊車(chē)的起吊能力按順序分塊拆除上方的卷?yè)P(yáng)機(jī)、起吊小車(chē)、天車(chē)大梁等。
(5)主桁架拆除。主桁架在箱梁橋面按照安裝主桁的反順序進(jìn)行分解拆除。
(6)拆除軌道梁。軌道梁也在梁面進(jìn)行分解拆除,吊車(chē)吊裝。
南昌朝陽(yáng)大橋工程中跨合龍段采用雙掛籃的合龍方式,該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)中跨合龍段鎖定采用“掛籃主桁架前上橫梁鐵板+ 內(nèi)外勁性骨架”,既安全可靠又經(jīng)濟(jì)實(shí)用;(2)勁性骨架分階段焊接,減少了施工過(guò)程中梁體溫度變形對(duì)各勁性骨架受力的影響,保證合龍段鎖定后各勁性骨架均勻受力;(3)先通過(guò)螺栓縱向連接波形鋼腹板,最后才通過(guò)貼角焊完成縱向連接,避免了勁性骨架焊接和施工過(guò)程中梁體溫度變形對(duì)合龍段波形鋼腹板產(chǎn)生附加應(yīng)力;(4)焊接兩側(cè)掛籃主桁架以及波形鋼腹板上下翼緣,既保證了合龍段的線形又提供了額外的合龍段鎖定;(5)勁性骨架與波形鋼腹板焊接同時(shí)施工,可確保合龍段在適合的時(shí)段完成鎖定;(6)外勁性骨架和掛籃前上橫梁鐵板可重復(fù)使用,可節(jié)省鋼材,降低了成本。
相對(duì)于傳統(tǒng)懸臂施工采用單掛籃合龍施工方法而言,該工藝能夠有效縮短施工時(shí)間,降低施工成本,安全可靠,豐富了國(guó)內(nèi)波形鋼腹板組合箱梁懸臂施工合龍段施工技術(shù),取得了良好的社會(huì)效益,可為類(lèi)似項(xiàng)目施工提供參考。