李朗聆
(中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司,陜西 西安 710065)
欣合楠里河特大橋中心里程DK324+866,起止里程DK324+616.173—DK325+255.381,全長639.208m,共18 跨,跨河主橋采用連續(xù)梁,其他橋跨采用24m、32m 標(biāo)準(zhǔn)裝配式簡支T 梁,橋跨組合為(1×24m+4×32m)簡支T 梁+(48+80+48)連續(xù)梁+(32m+3×24m+5×32m+24m)簡支T 梁。橋梁采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),圓端形實(shí)心墩,T 形橋臺,最大墩高27.5m。
(1)托架施工僅在墩身托盤位置預(yù)埋牛腿支撐,墩身頂面鋪設(shè)工字鋼及槽鋼,施工均在一個平面內(nèi),操作較方便,且使用的鋼材較鋼管支撐節(jié)約。
(2)施工方法簡單,易于施工人員掌握操作,托架拼裝方便快捷,安全性能高,回收利用率高。
(3)安全性較高、施工質(zhì)量能得到保證、施工速度快,結(jié)構(gòu)合理,彈性、非彈性變形小。
0# 塊采用墩頂托架的施工方案,一側(cè)設(shè)4 榀雙2I32 三角形托架,夾角45°,橋墩施工時預(yù)埋托架鋼板,托架水平桿預(yù)埋鋼板采用φ25 精軋螺紋鋼筋兩側(cè)對拉牢固。托架上橫橋向布設(shè)2 根雙2I40 工字鋼,做為橫向主承重梁;在橫向主承重梁上順橋向設(shè)7 根雙I32a 工字鋼做為主縱梁,其中3 根雙I32a 工字鋼穿過箱梁底、擔(dān)在墩頂上;在主縱梁上橫橋向鋪設(shè)I14 工字鋼做為分配梁,間距30cm。墩頂梁段分配梁上鋪設(shè)10cm×10cm的方木,在方木上鋪設(shè)15mm 厚的優(yōu)質(zhì)竹膠板作為墩頂梁段的底模;兩側(cè)懸挑梁段采用木制三角墊架,墊架上鋪設(shè)竹膠板做為底模,懸挑段側(cè)模和內(nèi)模利用掛籃模板;墩頂梁段外模、內(nèi)模采用定型鋼模板[1]。
施工主墩時,預(yù)埋墩頂托架鋼板和墩底反力架鋼板。鋼板不預(yù)埋,安裝托架時將A4 鋼板和A3 鋼板焊接,并且采用φ25 精軋螺紋鋼筋將兩側(cè)的A3、A4 鋼板對拉牢固,穿精軋螺紋鋼筋的孔道采用φ50mmPVC 管或φ48mm 鋼管預(yù)留,為防止?jié)沧⒍丈砘炷習(xí)rPVC管變形,管內(nèi)穿鋼筋固定。預(yù)埋鋼板連接筋采用φ20 鋼筋,采用開孔焊,每塊鋼板焊接16 根,單根長50cm[2]。
(1)預(yù)壓荷載計(jì)算。
0#塊懸臂部分順橋向長度為3.7m,該3.7m 懸挑端斷面面積為10.87m2,另外一端斷面面積為12m2,則0#塊一側(cè)懸挑部分混凝土體積為(10.87+12)×0.5×3.7=42.3m3,混凝土重量為112t。
根據(jù)0#塊模板設(shè)計(jì)圖,懸挑部分模板重量為17t。
鋼管支架、人群、施工機(jī)具荷載共考慮2t。
托架承受的最大施工荷載為:112+17+2=131t。
預(yù)壓分60%、100%、120%三級加載,每級加載重量如下。
一級:131t×60%=78.6t。
二級:131t×100%=131t。
三級:131t×120%=157.25t。
(2)托架預(yù)壓施工。
①鋪設(shè)底模板。鋪設(shè)懸臂梁段底模板,將底模板懸臂端調(diào)高到比設(shè)計(jì)高20mm,將底模另一端調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高。②布置測點(diǎn)。測點(diǎn)在底模上布置,一側(cè)底模共布置6 個測點(diǎn),底模順橋向長度4m,前端布置3 個測點(diǎn),后端布置3 個測點(diǎn),測點(diǎn)用紅油漆做好記號。堆載時注意測點(diǎn)的保護(hù),采取措施使測點(diǎn)位置不要被覆蓋或破壞。③加載及測量。加載三級后,持荷1h 后進(jìn)行第5 次測量并記錄,然后每6h 測量一次,最后兩次測值之差小于2mm 時,即可停止預(yù)壓,進(jìn)行加載最終測量并記錄,測值用H終表示。卸載按加載相反順序分三級卸載,每級卸載后,暫停1h,然后進(jìn)行測量并記錄。④調(diào)整底模標(biāo)高。卸載后,考慮預(yù)抬高度,對底模前端(懸臂端)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整,確保安全施工。
臨時支座的混凝土等級為C50,豎向臨時錨固主筋為HRB400φ32 鋼筋,上下端分別伸入梁底和墩頂。臨時支座中央設(shè)置一層5cm 厚的硫磺水泥砂漿,要求達(dá)到M40 等級,硫磺水泥砂漿購買成品料,使用前做燒除試驗(yàn)。臨時支座的頂面和底面設(shè)置一層塑料薄膜隔離層以利拆除。
臨時支座施工后,0#塊底模安裝前,進(jìn)行永久支座安裝;支座安裝前工地應(yīng)檢查支座連接狀況是否正常,檢查組裝后全高、上下座板螺栓孔中心間距、受力接觸面潤滑油涂油情況等,不得任意松動上、下支座連接螺栓;支座安裝范圍內(nèi)的支承墊石頂面要鑿毛,錨栓孔清理干凈。上座板頂面高程與臨時支座頂面高程允許偏差-2~0mm。支座上座板與梁底鋼板必須平整密貼無空隙,并上緊連接螺栓。支承墊石頂面用水浸潤后安裝灌漿模板,并做好支座灌漿準(zhǔn)備工作;支座就位,用鋼楔塊楔入支座四角,找平支座,并將支座調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高,在支座底面與支承墊石之間應(yīng)留20~30mm 的空隙;仔細(xì)檢查支座中心位置及標(biāo)高后,用高強(qiáng)度無收縮材料灌漿;灌漿采用重力灌漿方式,灌注支座底部及錨栓孔處空隙,灌漿過程從支座中心部位向四周注漿,直至從模板與支座底板周邊間隙處觀察到灌漿材料全部灌滿為止。
0# 塊底模選用15mm 厚優(yōu)質(zhì)竹膠板,底模鋪于10cm×10cm 的方木上,方木在腹板處間距15~20cm,在底板處間距為30~33cm;除底模外,0#塊的其他模板全部采用定形鋼模板。0#塊順橋向長12m,兩端懸挑段各4m 內(nèi)、外模板和掛籃模板可通用,墩頂4m 梁段模板全部在模板廠家訂做。兩側(cè)腹板外側(cè)模的底口、頂口采用φ20 鋼筋對拉,腹板的內(nèi)、外側(cè)模采用拉桿對拉;內(nèi)模支撐在φ48 鋼管支架上,φ48 鋼管底端支撐在箱梁底板的板凳筋上,支架豎直方向高度可調(diào),以適應(yīng)梁高變化,并通過松緊可調(diào)底、頂托將內(nèi)模支撐牢固。
0#塊鋼筋在鋼筋場集中加工、驗(yàn)收合格后,調(diào)運(yùn)至0#塊托架上現(xiàn)場綁扎成型。底模板安裝驗(yàn)收合格后,先綁扎底板、腹板和中隔板的鋼筋,再安裝內(nèi)模和外側(cè)模,最后安裝頂板鋼筋。為確保箱梁鋼筋保護(hù)層厚度,混凝土墊塊要求每平方米不少于4 個,墊塊采用高強(qiáng)C55 砂漿墊塊。底板、頂板的[形鋼筋應(yīng)與上下層鋼筋網(wǎng)之間焊接牢固。
0#塊設(shè)縱向、橫向、豎向三向預(yù)應(yīng)力筋,豎向預(yù)應(yīng)力筋采用φ25PSB830 精軋螺紋鋼筋,縱向、橫向采用φ15.2mm 鋼絞線。預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道采用鍍鋅鋼波紋管預(yù)留,波紋管按設(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確布設(shè),線形要平順,采用定位鋼筋固定牢固,定位鋼筋間距曲線段30cm,直線段間距50cm。波紋管接長采用大一號的同類波紋管套接,套管長度不小于30cm,接頭位置避開管道起彎點(diǎn)處,接頭兩端用透明密封膠帶封閉嚴(yán)密,防止漏氣、漏漿。
(1)0#塊高6m,腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道密集,混凝土入倉下料、振搗難度大,容易漏振產(chǎn)生空洞或不密實(shí),特別是支座、錨墊板部位,因此,混凝土的坍落度、和易性和振搗非常關(guān)鍵。
(2)混凝土運(yùn)至現(xiàn)場后必須檢測坍落度、和易性,現(xiàn)場配置坍落度筒,不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉[3]。為方便插入式振搗棒進(jìn)行振搗,在腹板的內(nèi)側(cè)模、橫隔板模板上開振搗窗口,窗口布置在梁高中間位置,前后左右共4 個腹板,每個腹板布置2 個振搗窗口,第一個窗口距離梁端1.5m,第二個距離梁端3m,橫隔板進(jìn)人孔左右兩側(cè)各布置1 個振搗窗口,窗口大小為50cm×40cm。
(3)混凝土澆筑至窗口時,關(guān)閉窗口,人工在頂板上振搗[2]。澆筑底板時,在內(nèi)定模上開一個30cm×30cm的方形下料孔,澆筑頂板前封閉下料孔;澆筑腹板時,采用4m 長、直徑φ120mmPVC 管做為下料管,從頂板下料,保證混凝土自由落體高度不大于2m,每個腹板布置1 根下料管,橫隔板布置2 根下料管,下料管平面位置可移動到想要澆筑混凝土的位置。
(4)混凝土振搗配φ50mm 插入式振搗器7 臺,其中1 臺備用;配φ30mm 插入式振搗器2 臺,用于振搗錨墊板后面等鋼筋非常密集的部位,由于鋼筋非常密集,混凝土容易被蓬住,不容易從鋼筋之間的空隙流入,因此振搗時要分外認(rèn)真。
(5)為防止腹板混凝土澆筑過程中底板混凝土隆起,底板混凝土坍落度按設(shè)計(jì)配合比下限值控制,腹板剛澆筑時應(yīng)放慢澆筑速度,分層厚度控制在30cm,分層振搗時插入下層不能超過10cm,若發(fā)現(xiàn)底板混凝土有隆起現(xiàn)象,暫停一會待底板混凝土稍凝固后再澆筑腹板。
(6)底板、頂板混凝土頂面容易出現(xiàn)干縮裂縫,特別是炎熱大風(fēng)天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)快,容易出現(xiàn)干縮裂縫。為防止出現(xiàn)裂縫,人工收面2 次,澆筑完混凝土收一次面,初凝前收一次面。收完面后,及時覆蓋土工布,安排專人灑水養(yǎng)護(hù),時常保持混凝土面濕潤。
操作人員站在安全平臺上在塔吊和倒鏈共同的配合下,安裝單片托架時要注意水平平衡,確保0#塊橫梁上的均勻荷載要分配至三角托架保證安全。對臨時托架進(jìn)行固定焊接,保證兩側(cè)三角托架施工時全部安裝,到位后進(jìn)行橫梁施工的連接。
安裝過程中,要隨時檢查托架、支架與預(yù)埋件在連接是否牢固,焊縫長度搭接是否符合規(guī)范要求,厚度是否達(dá)到規(guī)定要求,對發(fā)現(xiàn)問題要及時采取措施糾正[4]。
0#塊混凝土澆筑完后、張拉結(jié)束,掛籃施工完成后,將塔吊配合底部定型鋼模承壓,再過渡到分配梁上進(jìn)行施工,在掛籃正常受力后,才能安全將托架拆除,然后再解除墊塊,先拆除上部承重梁最后將托架斜腹桿拆除,在拆除腹桿預(yù)埋螺栓之前,臨時將托架桿件固定牢固,從上往下利用倒鏈配合塔吊依次進(jìn)行拆除,然后用塔吊吊運(yùn)至地面。
(1)在進(jìn)行托架施工中,要嚴(yán)格預(yù)埋件進(jìn)行定位準(zhǔn)確,減小或消除在安裝時產(chǎn)生的應(yīng)力對托架所收到的偏差影響。
(2)進(jìn)行施工過程中對每個桿件的焊縫的長度要逐一計(jì)算準(zhǔn)確,并對現(xiàn)場焊接質(zhì)量專人進(jìn)行細(xì)嚴(yán)格控制、詳細(xì)檢查,使得托架加工尺寸和、加工質(zhì)量能夠符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。
(3)在進(jìn)行拖架安裝后,要做荷載試驗(yàn),同時對托架的受力和變形及時觀測對比,也要及時對每一個焊縫進(jìn)逐一檢查是否有開裂,保證整個托架施工時受力安全。
(4)澆筑混凝土?xí)r,第一次在高度6m 處形成的施工縫要嚴(yán)格達(dá)到水平要求,在第二次澆筑前,要及時清理混凝土表面浮漿、鑿毛,并將表面沖洗干凈。
常規(guī)的托架設(shè)計(jì)方法是按0#塊最大豎向分布荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算,對于大體積0#塊的托架扔按常規(guī)方法,鋼材量投入會加大浪費(fèi)很多,通過該橋已完0#塊施工證明,在進(jìn)行大體積0#塊混凝土澆筑時三角托架按第一次澆筑高度荷載設(shè)計(jì)能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)又安全的要求。
值得思考的是通過0#塊澆筑的高度、澆筑方量,以及用時和時間間隔,使得混凝土強(qiáng)度達(dá)到了90%,能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)受力支撐體系的要求,以后的類似結(jié)構(gòu)施工中對于百米高墩托架設(shè)計(jì),均可按0#塊豎向荷載取值進(jìn)行設(shè)計(jì),相比對于較低的高墩荷載設(shè)計(jì),可按0#塊高度最大豎向分布荷載的2/3 取值設(shè)計(jì)是較為經(jīng)濟(jì)、合理的[5]。
(1)根據(jù)施工生產(chǎn)的需要,搭設(shè)平臺、棧橋進(jìn)行作業(yè),要進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì),平臺、棧橋所承受的荷載、整體穩(wěn)定性要符合設(shè)計(jì)要求。平臺周圍和棧橋兩側(cè)要設(shè)置安全防護(hù)欄桿,要牢固可靠,不準(zhǔn)任意拆除,欄桿高度不得低于120cm,不準(zhǔn)任意翻越欄桿。
(2)高處作業(yè)時,必須使用起升架、起重機(jī)吊運(yùn),不抬重物登高,登高作業(yè)人員所使用的工具,應(yīng)放入工具袋內(nèi),防止掉下傷人。
本文結(jié)合欣和楠里河特大橋?qū)?#塊托架法施工從設(shè)計(jì)、施工、預(yù)壓方面做了簡要的闡述,采用托架法施工操作難度小、便捷、快速。托架采用反力架進(jìn)行預(yù)壓,極大地降低了安全風(fēng)險(xiǎn),縮短了預(yù)壓時間,預(yù)壓完成后為模板的預(yù)拱度設(shè)置提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。托架設(shè)計(jì)是連續(xù)梁成果施工的基本保障,采用0#塊托架預(yù)壓預(yù)壓荷載計(jì)算,保證了本工程在施工中安全穩(wěn)定性,為類似工程提供了參考依據(jù)。