采用挂篮施工悬臂浇筑连续梁边跨现浇段施工工艺
作者:张华军 张锦
来源:《装饰装修天地》2018年第12期
摘 要:本文以三元车站多线特大桥(54+100+54)m连续梁为例介绍采用挂篮做支架施工边跨现浇段的施工方法,达到了提高工效、节约成本和降低安全风险的目的,对类似工程施工具有借鉴意义。
关键词:挂篮;悬臂浇筑;边跨现浇段;工艺 1 引言
连续梁作为超静定结构,具有跨度大、弯矩分部均匀、跨中挠度小和抗震性能好等特点,在跨公路、铁路、河谷上等具有较大优势,挂篮悬臂浇筑工艺因此得到越来越广泛的应用。随着我国高速铁路的迅速发展,桥梁工程在线路中的占比越来越大,挂篮悬浇施工连续梁在工程中的数量也随之增多。采用挂篮施工边跨现浇段施工工艺具有安全、经济、高效、快捷等优点,与采用传统的支架或托架方式浇筑边跨现浇段段相比可更好的适用于墩身较高、跨线及跨河谷情况。
2 传统悬浇施工边跨直线段的局限性
当墩身相对较矮、地形较为平坦时,边跨现浇段施工常采用支架进行现浇施工,但用钢量普遍较大。当墩高相对较高、对地形要求较高时,采用托架进行现浇施工则在安全、经济和缩短工期等方面体现出明显的优势。但是,采用托架施工存在以下两个比较明显的缺点: (1)托架搭设上下预埋件的的预埋位置是本方案控制的关键,精准度不易把控;高空作业受气流影响和作业空间的不稳定影响较大,难以保证杆件焊接质量和托架的平衡度,同时工人作业也面临着更大的安全风险。
(2)铁路桥梁15m以上的高墩一般都设计为薄壁空心墩,托架下预埋件一般都要安装在空心墩体部分,现浇施工时造成下预埋件和墩身连接部位局部应力较大,不好预测及把控施工安全风险。针对以上问题,采用挂篮做支架来取代采用支架或托架施工边跨现浇段便可以达到节约成本、降低施工安全风险,高效快捷的目的。 3 工程概况
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三元车站多线特大桥位于三元车站出站端,在第7孔跨越江宁街,该处为四线并行处,设计采用2联横向无连接的(54+100+54)m连续梁通过。该连续梁单联共有55个节段,其中0#段2个,1#~12#段为对称悬浇节段,2个边跨现浇段14#段长3.75m,2个边跨合龙段及1个中跨合龙段长度均为2m;节段最大长度4m,最小长度3m,最大梁段重量为195.73t。下面以该连续梁为例介绍采用挂篮施工边跨现浇段的施工工艺。 4 挂篮施工边跨现浇段施工工艺 4.1 总体思路
本连续梁每个边跨现浇段块长均为3.75m,边跨合龙段块长为2.0m,合计长5.75m。两个边墩墩顶梁段长分别为1.85m和1.9m,则边跨现浇段和边跨合龙段合计对应悬出墩身部分梁段长度为3.9m 和3.85m。墩身外部分采用挂篮作为施工支架,外模、底模均采用挂篮模板进行施工,墩顶段利用定型钢模组拼进行施工,边跨现浇段和合龙段采用一次浇筑成型,浇筑时在靠近合龙段的悬臂梁段端部进行配重。 4.2 主要工艺流程(如图1) 4.3 支架设计与梁段施工
(1)支撑体系设计。本连续梁边跨现浇段与合龙段采用一次浇筑成型工艺,采用挂篮做施工支架进行施工。悬臂段3.9m外模、底模均采用挂篮模板进行施工,墩顶段1.85m利用定型钢模组拼进行施工。立模时精确放出梁段平面位置,模板的接缝要严密平顺,接缝处贴双面止浆带或用海绵条进行填充(如图2)。
(2)挂篮走行施工。在悬臂浇筑完最后一个悬臂节段基12#节段后,预应力张拉施工完成后拆除挂篮底部前横梁处作业平台,将挂篮走形至边跨现浇段墩顶端,将底纵梁置于墩顶上按标高设置的型钢支垫材料上,并采用钢筋或钢板对底纵梁进行横向限位。挂篮底纵梁和型钢支垫材料之间铺设一层薄钢板,钢板顶面涂膜一层润滑油,以保证温度应力情况下梁体可沿纵向桥自由伸缩。随后拆除挂篮内导梁,同时拆除内导梁前长吊杆。
(3)梁段施工。墩顶1.85m段底模采用方木和1.5cm厚竹胶板组成底模系统;侧模采用定型钢模;梁体底板及墙身钢筋绑扎及预应力管道安装完毕后开始拼装内模,内模采用竹胶板拼装,方木为楞,采用Φ48×3.5mm扣件式钢管脚手架管支撑,纵距、横距及步距均为0.6 m,为增强支架的整体稳定性,钢管支架每排均设纵、横水平撑。模板拼缝处粘贴宽面透明胶布,并在接缝处增加方木加固支撑。随后进行顶板钢筋和顶板预应力安装施工,浇筑混凝土。养生等强至混凝土弹性模量及强度均达到设计的100%后进行预应力张拉、压浆、封锚施工,完成边跨现浇段施工。
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(4)配重施工。为保持T构基本平衡前提下进行边跨现浇段及合龙段施工,混凝土浇筑的同时在靠近中跨合龙侧的悬臂段进行等量加载重量,配重方式采用1m3的C25混凝土预制块。根据力矩平衡公式得出所需配重重量,压重施工中尽最大努力保持T构两端受力平衡。 5 技术特点及适用范围 5.1 技术特点
采用挂篮做支架施工边跨现浇段的主要技术特点有:
(1)有效简化了边跨现浇段和合龙段的施工工艺,减少了合龙段的数量,施工进度得到了加快。(2)利用挂篮做支架施工边跨现浇段,节省了支架或托架的投入、节约了模板及临时加劲钢支撑结构的投入,大大节约了成本投入。(3)工艺操作不复杂,工人易于接受,施工工效高,在挂篮内施工作业大大降低了安全风险。(4)降低了作业环境要求,减少了预应力混凝土的收缩徐变,对线型控制能更好的把控。 5.2 适用范围
采用挂篮做支架施工悬浇边跨现浇段技术适用于:(1)无边跨合龙段的连续梁:其边跨现浇段悬出墩身部分的长度不超过挂篮悬浇节段的最大节块长(一般为4.0m)。(2)有边跨合龙段的连续梁:其边跨直线段和边跨合龙段合计悬出墩身部分的长度不超过挂篮悬浇节段的最大节块长(一般为4.0m)。(3)挂篮所承受的悬出墩身部分梁段重量不得大于挂篮设计理论计算所采用最大现浇段重量。(4)对于合龙流程为先边后中的连续梁,为保证T构两端平衡,采用挂篮做支架施工边跨直线段需考虑配重。(5)对于合龙流程为先中后边的连续梁,利用挂篮做支架同步对称进行边跨现浇段施工可不用配重。 6 预期目标及效果
采用挂篮做支架施工边跨现浇段省去了支架或托架预埋、安装、预压及拆除等工序,可达到的目标及效果为:(1)工效分析:边跨现浇段施工工期可由原来的30天缩短到15天左右,大大提高了施工工效。(2)安全性分析:采用挂篮做支架施工避免了支架或托架安装、预压、拆除带来的高空作业、临边防护、物体打击、大型机械等带来的安全隐患,现场作业人员的人身安全得到了有效保障。(3)成本分析:经核算,我项目部3处可采用挂篮做支架施工边跨现浇段的连续梁比采用托架或支架施工边跨现浇段节约材料、人工及机械成本费用合计约56万元。 7 结论
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采用挂篮做支架施工边跨现浇段施工工艺简单、易操作,直接利用挂篮前移为施工作业提供了稳定、广阔的施工平台,避免了支架安装,托架的预埋及安装,支架预压及拆除等工序,极大提高了施工工效,大幅度降低了支撑体系用钢量、模板、人工和机械的成本投入,最大限度的降低了高空作业强度和安全风险,取得了工期、经济、安全等多方面的巨大效益,在同类工程施工中值得推广、应用。 参考文献:
[1] 董春燕.高速铁路高墩连续梁桥设计[J].中国水运 2013(4).
[2] 刘进宝.高墩连续梁边跨直线段的技术探索J].山西建筑,2013(12).
[3] 朱英磊,穆建廷,雷军.挂篮悬臂浇筑连续刚构桥边跨直线段施工方法研究[J].国防交通工程与技术,2015(1).
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