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市政桥梁工程挂篮悬臂施工及其质量控制策略

2020-08-06陈勇军

装饰装修天地 2020年16期

陈勇军

摘    要:桥梁工程建设中,大型桥梁结构因其结构较重,施工具有一定难度,悬臂浇筑挂篮施工技术已经很成熟,不需要架设支架,不适用大型吊机。与其他方法相比,具有施工速度快、刚性大、操作便捷、变形小、拼制简单方便、结构简单、自重轻等优势,在省去搭设支架麻烦的同时不影响桥下交通和通航,如今该技术已经成功地运用到桥梁工程项目建设中,成为修建大中型跨径桥梁的有效方式。

关键词:市政桥梁工程;挂篮悬臂施工;质量控制策略

1  挂篮悬臂施工工作原理分析

1.1  挂篮结构组成

在市政桥梁工程施工中,挂篮是桥梁悬臂浇筑施工的主要设备。挂篮按结构形式主要分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式四种,其中三角形和菱形挂篮是目前施工中最为广泛的两种形式。挂篮结构组成通常由主桁架、悬吊系统、模板系统、行走系统、锚固系统.、承重系统、工作平台和横向联接系统等组成,其中主梁桁架是主要受力构件,通常布置于箱梁腹板位置。

1.2  挂篮施工的工作原理

挂篮悬臂浇筑施工方法是利用已经完成的墩顶节段为施工平台兼起点,即挂篮在已经张拉锚固并与墩身连接成整体的梁段上移动。通过挂篮对称悬臂施工来逐段完成箱梁绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土及预应力张拉、压浆等工序。完成本段施工后,挂篮对称向前各移动一节段,进行下一梁段施工,循序渐进,直至悬臂梁段浇筑完成,并最终合龙成连续桥梁的一种施工方法。

1.3  挂篮悬臂浇筑施工工艺流程

挂篮安装就位、按规范性能检测完成——安装箱梁底膜及外侧模——安装顶板、腹板钢筋及底板预应力管道——浇筑底板混凝土——安装内侧模、顶模及腹板预应力管道——安装顶板钢筋及顶板预应力管道——浇筑腹板及顶板混凝土——检查并清洁预应力管道——穿预应力钢绞线——张拉预应力钢丝束——封锚及预应力管道压浆——挂篮对称前移就位——进入下一梁段施工——直至合龙。

2  挂篮悬臂施工质量控制策略分析

2.1  挂篮安装施工

安装过程必须严格按照审批后的设计方案执行。轨道安装要顺直,轨道顶面保持水平,轨道高差不得大于5mm。各主桁架间保证平行,吊带等竖向杆件保证位置准确、垂直均匀受力。

2.2  预压试验要点

在挂篮安装完成后,应全面检查安装质量,并应按设计荷载做载重试验,即预压试验,通过预压消除挂篮安装过程中的非弹性变形,验证挂篮的可靠性,同时得到有关挂篮弹性变形量的参数,取得弹性线性,并且可校核挂篮的技术性能和安全参数,从而确保其性能满足施工要求,避免非弹性变形引发安全事故。

在预压试验过程中,通常按照10t进行每个等级的划分,其承载力越高,相应的等级也越多。另外在两边挂篮进行同时预压进,并应确保加载重量对称等。通常情况下,预压荷载应为最大梁节段的1.2倍,在荷载预压试验过程中,应全面记录和分析挂篮的加载情况及变形情况等,确保合理的立模标高,保证箱梁线型。

2.3  混凝土浇筑和预应力张拉施工控制要点

在梁段混凝土浇筑前,应对挂篮(托架或膺架)、模板、预应力筋管道、钢筋、预埋件、混凝土材料、配合比、机械设备、混凝土接缝处理等情况进行全面检查,经相关单位认可后方可浇筑。悬臂浇筑混凝土时,宜从悬臂前端开始,最后与前段混凝土连接。

2.4  挂篮行走和拆除施工要点

挂篮行走和拆除时挂篮悬臂浇筑施工中安风险最集中的环节,挂篮行走过程中监测是针对反压轮和悬吊系统的实时变化情况进行的安全监控。悬浇两端的挂篮应同时对称进行移动,行走时必须服从统一指挥,移动速度控制在5cm/min~10cm/min左右,移动过程必须保证平稳。

2.5  合龙施工控制要点

(1)合龙段的长度宜为2m;(2)合龙前应观测气温变化与梁端高程及悬臂端间距的关系;(3)合龙前应按设计规定,将两悬臂端合龙口予以临时连接,并将合龙跨一侧墩的临时固结放松或改成活动支座;(4)合龙前在两端悬臂预加压重,并于浇筑混凝土工程中逐步撤除,以使悬臂端扰度保持稳定;(5)合龙宜在一天中气温最低时进行。气温变化是影响合龙施工质量的主要因素,通常选择在日温差较小的阴天进行,而且在当天温度最低的时刻焊接刚性联接支撑和浇筑混凝土,一般选择在凌晨1:00~3:00。(6)合龙段混凝土强度宜提高一个等级,以尽早施加预应力;(7)连续梁的梁跨体系转换,应在合龙段及全部纵向连续预应力筋张拉、压浆完成,并解除各墩临时固结后进行;(8)梁跨体系转换时,支座反力的调整应以高程为主,反力作为校核。

3  挂篮悬臂施工质量控制策略

3.1  桥梁线性控制

在桥梁施工中,每个环节所产生的变形和内力均能够预算,通过对桥梁的预留孔传感器所传输的数据和預计数据之间的差异来对桥梁工程施工中所产生的问题进行判断,防止相关的安全事故产生。桥梁线性控制主要注意以下几方面:一是选用专业软件对施工的环境和桥梁设计进行建模,导入各项数据,通过软件系统对其进行模拟,对重要的参数指标进行计算,包括混凝土结构的实效和桥梁可能会出现的变形等,结合实际施工方案进行综合考察。二是尽可能地对会出现的问题进行模拟,并根据问题研究解决措施,在实际施工中进行科学指导,进而保证施工顺利进行。三是采用监控测试系统以及专业计算软件实施校准,在一定时间内加强对数据的分析,如果出现偏差,需立即对其实施调整和检测,为下一道工序奠定良好的基础。

3.2  悬臂混凝土浇筑施工的质量控制

加强悬臂混凝土的浇筑质量控制,可以有效的提高挂篮的荷载,在施工过程中,施工单位要对挂篮的荷载进行计算,避免因为过分承载而导致施工安全问题,而且监理单位也要参与施工单位的检查,起到监督的作用,在挂篮移动的过程中,避免挂篮出现旋转要降低挂篮移动的速度。悬臂混凝土的浇筑时间不要超过8h,有效的保证悬臂挂篮的质量安全。

3.3  悬臂箱梁施工扰度的质量控制

可以通过桥梁具体线型的调整和预应力的变化来对挠度进行控制。悬臂梁段立模标高的确定必须遵循设计标高和预拱度进行,依据立模标高的要求进行立模作业。在桥梁悬臂浇筑施工中,必须指派专人对浇筑混凝土的每个阶段以及张拉预应力前后的具体情况进行观测,并对这几个时段内悬臂扰度的变化进行观测。

3.4   悬臂预应力张拉的质量控制

悬臂在安装时要对水泥浆液进行合理的配比,保证足够的注浆时间。悬臂挂篮工作时主要依靠的就是预应力的张拉,而且桥梁的施工质量也会受到悬臂预应力张拉的影响,如果锚固的钢筋遭到了锈蚀就会导致预应力的张拉产生变化,所以要加强预应力的张拉控制。

3.5  高程控制

预应力混凝土连续梁,悬臂浇筑段前端底板和桥面标高的确定是连续梁施工的关键问题之一,确定悬臂浇筑段前端标高时应监测以下项目:(1)挂篮前端的垂直变形值;(2)预拱度设置;(3)施工中已浇段的实际标高;(4)温度影响。

4  结束语

挂篮悬臂施工由于操作简单,使用轻便、刚性大、施工成本低等优势已在桥梁工程建设中得到了广泛应用,因此我们应在理论上不断完善知识体系、技术更新,形成系统数据;在操作上应不断更新施工方法,准确把握施工要点,提高施工技术水平,确保工程质量。将理论与实际相结合,更好实现挂篮悬臂施工技术在桥梁建设中的巨大作用。

参考文献:

[1] 李海贝.市政桥梁工程悬臂挂篮施工及其质量控制的探析[J].百科论坛电子杂志,2019(4):161.