隨著我國(guó)建筑事業(yè)的不斷發(fā)展,建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國(guó)橋梁工程的建筑水平有了顯著的提高。橋梁掛籃施工技術(shù)的應(yīng)用讓橋梁建設(shè)中實(shí)現(xiàn)大跨度橋梁施工成為可能。橋梁掛籃技術(shù)能夠確保橋梁的穩(wěn)定性,也能確保后期功能使用的可靠性和安全性。
掛籃懸臂澆筑大大的縮短的施工周期也提高了施工質(zhì)量,縮減施工成本,此外在實(shí)行掛籃澆筑施工時(shí)對(duì)橋下的交通和通航并不會(huì)造成很大影響。而且掛籃施工能充分的利用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度的特性,從而使橋梁的跨越能力得到大大的提高。鑒于掛籃施工的以上種種優(yōu)勢(shì),此項(xiàng)施工技術(shù)在大跨度橋梁施工中得了廣泛的運(yùn)用。
橋梁掛籃施工基本概念
掛籃施工又叫懸臂澆筑施工,是連續(xù)橋梁施工工藝的一大進(jìn)步,它讓橋梁施工克服了受地形,河流等自然因素的影響。
1.1施工掛籃的基本構(gòu)造
掛籃是一個(gè)能沿梁頂滑動(dòng)或滾動(dòng)的承重構(gòu)架,其錨固懸掛在已施工梁段上,在掛籃上可進(jìn)行下一梁段的模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安設(shè),混凝土灌注和預(yù)應(yīng)力張拉,灌漿等作業(yè)。完成一個(gè)階段的循環(huán)后,掛籃即可前移并固定,進(jìn)行下一階段的懸灌,如此循環(huán)直至懸臂灌注完成。
1.2 掛籃的分類
掛籃按構(gòu)造形式可分為桁架式(包括平弦無平衡重式、菱形、弓弦式)、斜拉式、型鋼式及混合式四種;掛籃按抗傾覆平衡式可分為壓重式、錨固式和半壓重錨固式三種;按掛籃走行方法可分為一次走行到位和兩次走行到位兩種;按其移動(dòng)方式可分為滾動(dòng)式、滑動(dòng)式和組合式三種。
1.3 各類掛籃形式的特點(diǎn)
梁板式吊藍(lán):杠桿體系明確,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,桿件少,制作、安裝、走行、拆卸方便但懸挑變形大、結(jié)構(gòu)自重大。下承式桁架梁挑籃:橋面作業(yè)面大、開闊,腹板處反支點(diǎn)受力集中但走行反吊結(jié)構(gòu)復(fù)雜,腹板下桁梁高度受限制。菱形吊藍(lán):桿件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制作簡(jiǎn)單,安裝、走行、拆卸容易但是變形大、結(jié)構(gòu)自重偏大,前挑梁操作空間高、作業(yè)安全性差,提升桿超高-侵線界、防雷電差。貝雷桁架掛藍(lán):節(jié)省制造費(fèi)用,桿件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝、拆卸方便但節(jié)省制造費(fèi)用,桿件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝、拆卸方便。
掛籃施工的施工工藝
掛籃施工的主要工藝順序?yàn)椋汗嘧?號(hào)段及墩梁臨時(shí)錨固→拼裝掛籃→灌注1號(hào)段→張拉預(yù)應(yīng)力鋼索→掛籃前移、調(diào)整、錨固→灌注下一梁段(其中包括掛籃前移,按立模標(biāo)高設(shè)頂?shù)啄?biāo)高,澆筑混凝土,養(yǎng)護(hù)和張拉預(yù)應(yīng)力鋼索)→掛籃拆除→邊跨合攏→中跨合攏。
2.1 灌注0號(hào)段及墩梁
0號(hào)段位于橋墩上方,灌注0號(hào)段相當(dāng)于給掛籃提供一個(gè)安裝場(chǎng)地。是實(shí)行掛籃操作的最開始操作。0號(hào)段一般需在橋墩兩側(cè)設(shè)托架或支架現(xiàn)澆,同時(shí)在立0號(hào)段底模時(shí),需要安裝支座及防傾覆錨固裝置。
2.2掛籃的拼裝與預(yù)壓
掛籃運(yùn)至工地后,應(yīng)在試拼臺(tái)上試拼,以發(fā)現(xiàn)由于制作不精良及運(yùn)輸中變形造成的問題,保證正式安裝時(shí)的順利。預(yù)壓采用的方法主要包括原位堆載預(yù)壓和模擬等效預(yù)壓,他們的主要目的是檢查掛籃加工及安裝質(zhì)量,消除非彈性變形;測(cè)定彈性變形及非彈性變形,為各段箱梁立模的抬高量提供依據(jù)。
2.3掛籃加載試驗(yàn)和校正
掛籃安裝結(jié)束后,還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加載試驗(yàn),以檢驗(yàn)掛籃的性能和安全。加載可采用砂袋堆載或懸掛水箱等方式,具體施工時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。通過加載試驗(yàn),可以消除掛籃結(jié)構(gòu)的非彈性變形,測(cè)出結(jié)構(gòu)的彈性變形,用以調(diào)整控制掛籃及模板的標(biāo)高。
掛籃加載試驗(yàn)結(jié)束后,必須重新對(duì)掛籃和模板系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整校正。調(diào)整內(nèi)容主要是掛籃和模板的水平位置和標(biāo)高,在這項(xiàng)工作中,由于影響懸澆梁各節(jié)段梁體高程的因素較多,各節(jié)段梁體高程控制難度較大,故掛籃和模板的標(biāo)高控制尤為重要。
2.4 懸澆塊段梁體施工
掛籃和模板調(diào)整校正好后,即可進(jìn)行懸澆塊段鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道的安裝工作,然后進(jìn)行懸澆塊段混凝土澆筑。懸澆塊段混凝土澆筑時(shí),要特別注意兩懸臂端必須保持平衡對(duì)稱施工的原則,兩懸臂端混凝土的澆筑進(jìn)度應(yīng)基本相同,確保不均衡荷載嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。同時(shí),兩懸臂端混凝土應(yīng)按從外側(cè)向內(nèi)側(cè)推進(jìn)的順序進(jìn)行澆筑。
在懸澆塊段梁體施工結(jié)束后,即可放松掛籃底籃和模板,然后進(jìn)行移掛籃。可利用卷揚(yáng)機(jī)或千斤頂將掛籃及模板前移至下一個(gè)懸澆塊段就位,然后進(jìn)行測(cè)量校正后,再進(jìn)行下一塊段鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道的安裝、混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道壓漿。按此程序循環(huán)施工完后續(xù)所有懸澆塊段,最后進(jìn)行合攏段的合攏施工。
2.4合攏段梁體施工
梁體合攏一般是先合攏邊跨,然后拆除邊跨主墩臨時(shí)錨固,再合攏次邊跨,拆除次邊跨主墩臨時(shí)錨固,直至中跨合攏。合攏段施工前,應(yīng)先對(duì)其兩端的掛籃懸澆塊段進(jìn)行測(cè)量檢查,測(cè)量?jī)?nèi)容主要是平面線形和端部標(biāo)高。合攏段混凝土應(yīng)選在一天中氣溫較低的時(shí)間段進(jìn)行澆筑,且應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的水灰比,水灰比不宜過大,并且宜采用微膨脹混凝土施工。
掛籃施工的質(zhì)量和安全控制
掛籃施工工序復(fù)雜,安全隱患多,為確保掛籃施工質(zhì)量以及安全需要注意以下幾點(diǎn)。
3.1確保掛籃主桁架水平。因箱梁頂面存在橫坡,為保證掛籃主桁架水平,兩側(cè)滑道橫向必須水平,施工過程中可用墊板或混凝土墊塊加以調(diào)整。
3.2確保精扎羅紋鋼波紋管壓漿管暢通。壓漿管應(yīng)預(yù)留在底板混凝土頂面位置。壓漿管應(yīng)安裝牢固,施工時(shí)可采用廢鋼筋頭與壓漿管綁扎在一起,固定于腹板鋼筋上,以防止脫落。
3.3確保波紋管的施工質(zhì)量。波紋管安裝應(yīng)確保位置準(zhǔn)確,管道平順、不漏漿,嚴(yán)格按照每米一道定位網(wǎng)。錨下墊板安裝時(shí)應(yīng)保證與波紋管垂直,壓漿孔朝上?;炷潦┕r(shí),應(yīng)特別注意波紋管的暢通,可用硬朔料管在混凝土施工過程中不斷通孔,檢查是否漏漿,如有應(yīng)用高壓水沖洗?;炷潦┕r(shí),還應(yīng)注意錨下墊板位置混凝土的搗固質(zhì)量,其加強(qiáng)彈簧筋的直徑應(yīng)是錨墊板的對(duì)角線長(zhǎng)度,并在該處用鋼筋加強(qiáng)。縱向波紋管每米應(yīng)安裝一根通氣管。
在橋梁建設(shè)投資過程中,掛籃技術(shù)施工的出現(xiàn),給橋梁事業(yè)帶來極大的便利。同時(shí)掛籃施工自身優(yōu)勢(shì)如縮短施工周期,提高工程質(zhì)量,降低工程成本等優(yōu)勢(shì),越來越廣泛的運(yùn)用到大跨度橋梁的建設(shè)中。