桥梁工程中的悬臂桥梁施工技术

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

李发瑞 王伟

河南交院工程技术集团有限公司 河南郑州

摘要

悬臂挂篮技术作为桥梁施工中的一种常用技术,在桥梁跨越河流、山体和构筑物时具有良好的应用优势。它具有操作简单、技术成熟度高、在实际施工中节省大型起重机械租赁成本的特点,已被广泛应用。悬臂挂篮技术主要基于桥墩上的0号块。采用挂篮作为混凝土浇筑模板,借助挂篮行走机构将挂篮从桥墩中心逐渐移动到跨中,模板成型后浇筑混凝土,梁段施工完成,并依次实现了桥梁梁的无支撑浇筑施工,在无支撑架设条件的恶劣环境条件下具有很好的适用性。鉴于悬臂挂篮一般位于高空,边缘多,对挂篮系统的固定和约束要求高,在实际施工中,在控制梁的标高和线形,保证桥梁施工质量的基础上,实现快速施工和安全施工。因此,对悬臂挂篮的实际应用技术提出了更高的要求。


关键词

桥梁工程;悬臂桥梁;施工技术

正文

1工程概述

某桥梁长度为1542.32m,其中上部结构采用72m+120m+72m的预应力混凝土变截面连续箱梁,采用左右幅的划分方法。以右幅为例,其最大悬臂长度约为59m,可划分为14个施工块;承台按照上下两级矩形承台设计并进行分次浇筑施工。

2悬臂桥梁施工技术分析

2.1挂篮制作

2.1.1挂篮的示例

挂篮是悬臂桥梁施工中的关键,对整个施工质量产生直接影响。案例工程中选择菱形挂篮为临时结构,该挂篮的功能是在悬臂桥梁上行走浇筑混凝土模板,具有较强的承载力。在施工中,0#桥面节段经托架法施工后,与桥面节段均使用挂篮悬臂浇筑法,在0#桥面上拼装。该项目中1#桥面节段重量超过220t,实物图如图1所示。

图片2.png

1案例工程项目挂篮实物图

2.1.2挂篮的组成

案例项目进行菱形挂篮悬臂浇筑,其主要结构包括:

(1)主桁架系统。主桁架是挂篮系统的核心受力结构,该项目主要由两个菱形的主桁架以及水平接头构成,其中主桁架的中心间距约为8.0m,桁架前后节点间距约为6.0m。桁架为槽钢焊接结构形式,节点通过箱体销轴连接。横向联结系统设置在主桁架竖杆上,以确保框架的结构稳定,受力结构如图2所示。

图片3.png

2挂篮荷载的传递流程

(2)底篮系统。项目中底模平台承受着混凝土重量,为强化其结构,在底篮系统的底部混凝土模板上选择大型钢模板,纵梁选择HN400型钢加工制作;前梁与后梁的中心距离为5.8m,并将纵梁焊接在横梁上;总量选择HN400,横梁为HN400与HN600钢组合焊接而成。

(3)锚固系统。锚固系统在主桁架的后节点上,其功能是抵消浇筑期间产生的倾覆力矩,保证施工安全。

2.2挂篮安装

1)0#块施工完成后,在其梁面上组装挂篮。组装顺序如下:(1)将每个挂篮三个桁架下滑道处的垫平,以达到挂篮的安装高度;(2)铺设走道梁,安装前滑板和后钩板;(3)安装菱形框架,安装后锚固系统,安装横向连接系统和水平连接系统;(4)安装前上横梁;(2)将预装配现场组装好的挂篮底模平台运至桥墩,包括:前下横梁、后下横梁、底模纵梁、限位纵梁、前后吊索架梁。底部模板平台的整体吊装位于1#块梁的底部,并临时固定。安装前后悬挂底模平台,拆除底模平台临时连接,吊装定位底模;(3)安装内滑梁前后吊杆,在底模平台上组装内滑梁、内模支架、内模,并临时连接。吊装整个内模系统,通过内模支架和内滑梁连接吊索;(4)将外滑梁穿入外模板支架的设计位置,安装前吊点。通过箱梁顶部预留孔在梁面安装临时后吊点,并通过滑动梁将外模支架从0#块滑动至1#块的设计位置。安装正式后吊点和移动吊环,松开临时后吊点;(5)安装挂篮封闭式防护设施。

2.3挂篮施工要点

1)挂篮组件

①挂篮在制造厂制造完成后,应立即进行质量检查。只有满足技术标准和施工要求,才能运至现场组装,并进行静载试验。

②挂篮结构现场组装施工时,应先进行构件结构的组装。具体组装施工应结合起重设备的起重能力确定,这样可以有效防止梁顶高度内组装施工时间过长,提高施工质量和效率,满足现场施工的要求。

③挂篮组装应按规定顺序进行,首先组装行走机构,然后组装主桁架结构和后锚结构,组装吊索和底部挂篮平台结构,最后是液压和电气部件的安装。各结构件质量合格,满足挂篮施工性能要求,为整个工程顺利实施提供了基础条件。

2)挂篮静载试验

挂篮试加载时,应根据最不利的施工条件进行荷载组合和试验,重点关注挂篮结构的稳定性,确保结构的安全性,并检测和确定挂篮的变形参数。利用千斤顶进行背压加载试验,需要将梁段底板和腹板结构的荷载施加到底篮结构上,以便合理进行加载。挂篮的底篮和前吊杆与梁截面荷载形成的效果完全一致。

3)挂篮向前

一段施工完成后,悬臂两端的挂篮应对称向前移动到下一段进行施工。首先,拆除外模下部的顶升装置,逐渐靠在两侧底模上;拆除腹板模板设置的系杆;拆除顶模和后锚杆,采用滑梁台车进行临时锚固处理;二是挂篮前支点需要用螺旋千斤顶顶起,两侧需要同时顶起;三是轨道前端用手拉葫芦固定,拆除锚杆结构,同时将轨道前移整平;第四,锚杆与箱梁结构直接连接,前支点用千斤顶下放;第五,使用锚定千斤顶固定结构,以满足稳定性标准。

2.4箱梁预应力管道与钢筋的施工方案

2.4.1箱梁预应力管道施工

本工程预应力管道为HDPE塑料波纹管,长度计算方法为:截面长度+30cm;接头处管径比管径大4~5cm,并与300mm波纹管连接密封。

施工中注意按施工规范合理布置波纹管,保护接缝,避免混凝土砂浆渗入;鉴于管道位置与非预应力钢筋之间的矛盾,有必要优先确保预应力管道,并调整其他钢筋。施工期间避免过度挤压波纹管。可在波纹管的最高位置增加灌浆排气口,排气口为PVC塑料。浇筑混凝土前,应仔细检查波纹管的位置和完整性。锚垫与模板接触时,接触面应严密,锚垫喇叭管和波纹管应包好,避免出现质量问题。

2.4.2钢筋施工

钢筋加工完全按照《公路桥梁加固施工技术规范》(JTJ/TJ23-2008)的相关规定,所有钢筋按照部位编号,避免出现错误。

钢筋绑扎的流程为:底板→腹板→顶板,在施工期间应注意以下问题:(1)钢筋焊接期间应避免破坏预应力管道;(2)为确保预应力束与波纹管的位置正确,定位钢筋网需采用点焊固定的方法。

2.5混凝土施工

本工程施工混凝土由拌和中心供应,泵送至施工段;泵送管道水平和垂直布置。为满足基本施工要求,本工程配备两台混凝土输送泵,采用对称法进行混凝土浇筑。

浇注底板时,泵软管从端部直接插入底板。在腹板混凝土浇筑过程中,可将泵软管插入腹板。混凝土振捣浇筑采用分层振捣浇筑法,顶板混凝土由两侧边缘板经泵管向中心浇筑。在混凝土施工过程中,相关人员应重点关注以下施工点:

1)浇筑混凝土前,应仔细检查预应力管道、模板、钢筋和预埋件。在确定上述构件满足质量要求后,方可浇筑混凝土。

2)注意浇筑细节,避免混凝土直接堆积在管道中;严禁工人在管道上行走。如果必须穿过,必须铺设木板。

3)为避免波纹管漏浆或变形,在混凝土浇筑过程中,应将一根长约4.0m的PVC塑料管插入管内,并及时旋转,确保浇筑后及时拔出,然后检查波纹管的平整度。如果发现泥浆泄漏,应使用通孔装置和高压水枪进行处理。

2.6线性控制

2.6.1悬臂箱梁施工挠度控制

在本项目开发阶段,为了控制牢固,需要在本项目施工阶段对梁段中线和高层进行综合控制。各施工环节完成后,要合理计算中线和高层的设计偏差,并根据实际情况进行全面调整,以减少因误差问题引起的挠度。

2.6.2线性监测实施的主要过程

在工程开发过程中,应根据实际情况,综合测量牢固表的标高和标高变形值,并根据现场实测数据调整施工端的放样和定位,从而保证挂篮移动预应力的高速张拉能满足工程的实际要求,从而提高整个工程的施工效果。

2.6.3箱梁顶标高和平整度控制

为了在施工过程中控制顶面平整度,可在顶面上同时增加多个控制点。此外,在运行阶段,需要对梁顶面进行特殊处理,以确保平整度并满足实际工况的要求。

2.7悬臂挂篮的技术注意事项

1)现浇梁施工过程中,挂篮对主梁有一定的影响。方案实施前必须报设计单位确认批准后方可实施。

2)挂篮进场时,应仔细检查各构件的材质、尺寸和外观质量。不得使用变形过大、腐蚀严重或截面与设计不符(过小)的部件。

3)混凝土浇筑前,组织施工管理人员对挂篮进行验收,确认符合规范和设计要求后,方可投入使用;使用挂篮时,应定期检查挂篮。当出现构件焊缝开裂、构件异常变形、销轴松动、变形过大等情况时,挂篮应暂停使用,并立即采取措施恢复到设计状态。

4)混凝土浇筑前应对挂篮进行预压试验,测量弹性变形,消除非弹性变形,为设置预拱度和检查挂篮的安全性提供参考。

3施工安全及质量管理措施

3.1施工安全管理

在施工安全管理环节,应根据项目实际情况制定安全管理条例,其中包括:

(1)在雷雨和大风天气严禁移动挂篮,移动挂篮时需做好安全检测,设置观察哨监督;挂篮到位后,需指派专人检查锚点与吊带、0#块锚固情况。

(2)在双层作业期间,所有工作人员应严守工作岗位并强化质量评估,严禁出现工具掉落或者施工疏漏情况。

(3)调整底模标高时指派专人负责管理,在施工中注意检查脚手架的稳固性,并正确穿戴安全保护设备。

(4)挂篮在安装、行走中需要全面控制荷载,避免行走时挂篮出现较大冲击,必要时可增加设施,避免影响破坏结构或者受力形式变化等。

3.2施工质量管理

在项目管理中应强化项目经理的管理模式,在悬臂浇筑施工中由项目经理搭配好领导班子。其中质量管理班子主要由管理人员以及技术人员组成,并关注相关人员的质量业绩情况,选择具有丰富质量管理经验以及深入了解悬臂浇筑施工方案的人员参与施工管理,争取能够全面杜绝质量问题发生。在施工环节也应强化质量的预防控制,其中在人员管理上,全体施工人员、材料管理员等应具有较强的责任心和丰富的工作经验,能够适应复杂工况下的悬臂桥梁施工要求。同时在材料控制上,需要明确原材料性能检测的流程、方法、机械控制等,掌握详细的原材料质量规范,所有原材料在进场后需要出示质检化验单以及合格证等。

结论

总之,在桥梁施工阶段,对工程的质量和安全有着非常重要的要求。悬臂扣篮技术的应用能满足工程的基本需要。在后续施工中,我们还需要加强对悬臂挂篮技术的应用模式和质量控制过程的研究,总结出更科学有效的技术方案,从而提高整体工程的质量。

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