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悬臂浇筑施工技术是指在桥墩两侧,设置相应的工作平台,由两侧向跨中悬臂浇筑混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工技术,其基本原理,是利用一对能够自由移动的挂篮,在已经张拉锚固,同时与墩身连成整体的梁段上进行移动施工,在完成本段施工后,将挂篮对称向前移动一节段,然后进行下一对梁段的施工,直到全部悬臂梁段浇筑完成。在大型桥梁工程中,采用悬臂浇筑法,不需要建立相应的落地支架,也不需要大型的起重设备和运输工具,因此操作比较简单,成本相对低廉,可以强化桥梁工程的整体性,降低桥墩受力,确保工程施工的高效性和快速性。
2悬臂浇筑施工技术在桥梁建设中的应用
2.1工程概况
某桥梁工程位于城际高速公路中间位置,全长455.3m,为多跨钢混结构,其中主桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁,两侧引桥为预应力空心板梁。在实际施工中,从施工条件和施工工期、造价成本等方面考虑,选择悬臂浇筑施工工艺。
2.2主墩段施工
主墩段也称0块段,是悬臂浇筑施工的起始步骤,同时也是整个工程施工的基础。在该工程中,主墩段的施工主要包括地基处理、支架架设与预压、钢筋及内模安装、混凝土浇筑与保养等,与基本的混凝土桥墩施工相似,因此这里不做赘述。
2.3挂篮施工
挂篮施工是施工中的关键环节,也是后续施工顺利展开的前提条件,需要施工人员的高度重视。一般情况下,挂篮采用贝雷片进行拼装,在每一个腹板顶部,都设置相应的贝雷梁,同时每一组贝雷梁采用四片加强型贝雷片进行组合固定。挂篮施工主要包括以下环节:
(1)支架拼装:当主墩墩顶达到设计强度后,可以进行贝雷梁的拼装施工,在施工前,需要对其进行适当修整,之后在地面分批组装后,使用起吊设备吊到墩顶进行拼装。支架的拼装过程为:贝雷梁组装→墩顶悬臂拼装→吊装后上横梁→后吊带、后压梁、后下横梁→前上横梁→前吊带、前下横梁→底板纵导梁→底模→前张拉平台→后下横梁吊架,在施工中,应该严格按照工艺流程进行操作,以保证施工质量和施工安全。
(2)挂篮模板安装:挂篮的安装是在支架安装完成后进行,其模板采用标准组合钢模,并在组合模板上铺设相应的不锈钢冷轧钢板。在模板安装中,应该做好接缝位置的处理,在底模与侧模、已施工段与待施工段的模板之间,嵌入厚度适中的硬质海绵条,确保模板连接的严密性,避免出现漏浆等问题。同时,应该使用千斤顶将底板吊牢,然后用拉筋将底模与侧模拉紧,确保模板表面平整,线条顺直。
(3)支架预压:在梁段侧模和底模安装完成后,应该进行支架预压和调整,使用袋装细砂,代替混凝土结构,对支架施加一定的预应力,确保其具备相应的强度和刚度。对于预压荷载的确定,应该从实际情况出发,一般取梁段重量的120%,以留出足够的富余空间。在预压前、预压后以及卸载后,进行相应的标高观测,得到支架系统的弹性与非弹性变形参数,并与前期模拟计算结果进行对比,如果发现问题,应该及时对支架进行调整,切实保证其平整度。
(4)混凝土浇筑:在混凝土浇筑前,需要对模板以及支架的状态进行检查,保证支架的稳定性和模板的严密性,预埋件以及预留孔洞位置准确,不存在杂物和灰尘等,同时应该对混凝土浇筑设备进行全面检查,确保其处于一个良好的运行状态。在实际浇筑施工中,应该严格按照设计要求,按照先前后尾的顺序,先浇筑两腹板,然后浇筑中间位置的底板,在对顶板和翼板进行混凝土浇筑时,应该由两侧向中间进行,尽可能减少裂缝的出现。在浇筑完成后,应该对混凝土端面进行人工凿毛处理,以方便不同梁段混凝土的有效衔接。
(5)挂篮前移:在梁段浇筑完成,混凝土强度达到设计强度的85%以后,可以进行预应力的张拉和灌浆处理,等到压浆强度达到设计强度90%之后,可以将挂篮前移,进行下一梁段的施工。在挂篮前移时,应该首先拆除侧模横向拉筋,将其与梁端分离,之后撤除上横梁支撑千斤顶,使得吊杆和底板下降,底模板与混凝土梁脱离,然后利用导链反向拉动贝雷梁,使其缓慢前移。在整个过程中,应该按照专人进行指挥,随时观测挂篮的移动情况,以保证施工安全。
2.4边跨施工
在边跨施工中,应该首先对地基进行处理,然后进行支架的架设以及预压工作,之后安装相应的永久支座,进行钢筋绑扎、模板安装以及混凝土浇筑等环节的施工。在直线段施工中,当预应力张拉完成,压浆达到设计强度要求后,可以对侧模进行拆除,以减轻其对于桥墩施加的重量,然后在合龙段的端部位置,拆除1m左右的底模及支架,以方便合龙段施工的顺利展开。
2.5合龙段施工
对于连续梁结构而言,合龙段是控制整个桥梁线型和受力状态的关键工序,需要切实做好管理和控制工作。在施工中,应该按照先合龙边跨,后合龙中跨的顺序,实现桥梁体系的转换,形成连续刚构。需要注意的是,在实际施工过程中,应该切实做好施工管理,避免引起相应的附加荷载,施工人员应该从实际情况出发,对两悬臂段合龙施工荷载进行相应的调整,确保两侧的配重均为合龙段重量的1/2,保证其竖向变形相等,从而避免合龙段出现竖向相对位移问题。堆载可以采用水箱配置,在堆载前,应该对水箱重点进行有效控制,确保配重可以随着混凝土重点的增加而不断减少。在混凝土浇筑施工时,除冬季外,应该尽量选择夜间进行,避免温度变化对于施工质量的影响,而在冬天,应该在白天进行施工,并做好相应的防冻处理,尽可能缩短混凝土浇筑时间,做好后期养护管理,切实保证混凝土施工质量。当中跨合龙段纵向预应力筋全部张拉并压浆后,可以对临时支座和临时锚固设备进行拆除,同时开展连续箱梁的体系转换工作。
3结语
总而言之,在桥梁工程施工中,悬臂浇筑施工技术是一个系统性的工程,涉及环节众多且十分复杂。对于施工人员而言,应该立足桥梁工程的实际情况,对悬臂浇筑技术进行合理利用,做好相应的施工管理和质量控制,切实保证施工质量,保障桥梁工程施工的顺利进行。
作者:徐小新 单位:江苏路翔交通工程有限公司