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受限空间工况下的大悬臂隐形盖梁施工技术

2022-12-02蔡俊华刘程洪

工程建设与设计 2022年20期
关键词:贝雷梁盖梁工字钢

蔡俊华,刘程洪

(保利长大工程有限公司,广州 510000)

1 工程概况

中山市坦洲快线起点为城桂路与南外环路相交处,终点为沙坦路与坦神北路相交处,沿线分别穿过五桂山镇、三乡镇和坦洲镇。全线大部分路段利用既有省道S268(城桂公路、沙坦公路)走廊布设,在老路平面线性基础上进行改造。坦洲快线全长27.6 km,采用双向6车道一级公路兼顾城市快速路标准建设,主线设计速度为80 km/h,高架桥断面宽度26 m,辅道设计速度40 km/h,辅道断面宽度根据交通需求选择,整体式路基宽度33~64.5 m。高架桥为了节约占地面积采用大悬臂盖梁,同时为了保证行车空间及视距,兼具城市景观,采用隐形盖梁。盖梁采用C50混凝土,常规盖梁为柱距4.5 m的双柱墩盖梁,长25.3 m、宽3 m,中心高3.715 m,混凝土方量145.2 m3。盖梁预应力为12φs15.2 mm和13φs15.2 mm的高强度、低松弛钢绞线,抗拉强度标准值为1 860 MPa,弹性模量Ey=195 000 MPa,预应力钢束锚下控制应力为1 358 MPa,均为两端对称张拉,预应力管道采用内径为φ90 mm塑料波纹管,深埋锚固,如图1所示。

2 盖梁支架

由于本项目大部分路段是在现有道路上进行改扩建,大部分盖梁下都要保持社会车辆正常通车,因此,盖梁支架采用钢管+悬臂大贝雷梁支架结构。盖梁施工采用支架结构原则如下:墩身高度大于9 m的盖梁,根据现场施工条件可采用上承式或下承式大贝雷梁支架;墩身高度小于9 m的盖梁,为满足通车净空要求只能采用下承式大贝雷梁支架,采用下承式大贝雷梁支架仍无法满足通车净空要求的,需在盖梁投影面积以外两侧新铺设临时便道供社会车辆通行,再进行盖梁施工。本论文以数量最多、墩身高度小于9 m的盖梁为例,阐述具体施工技术。

盖梁支架主要由支架基础、φ820 mm钢管立柱、砂箱、双拼45a工字钢承重梁、大贝雷梁、45a工字钢分配梁、三角桁架及28a工字钢分配梁8部分构件组成。

2.1 主要构件介绍

2.1.1 支架基础

考虑盖梁支架周转使用,每套盖梁支架配置4个可移动式钢筋混凝土支架基础,尺寸为1 000 mm×1 000 mm×1 000 mm,支架基础面上预埋钢板,用于钢管立柱焊接固定。

2.1.2 砂箱

每套盖梁支架设置4个砂箱,分为2组,分别位于4根钢管立柱上;砂箱能将双拼45工字钢承重梁荷载传递到钢管立柱上,并保证4根钢管立柱受力均匀;同时能调整承重梁高度,便于后期底模跟支架拆除施工。

2.1.3 承重梁

每组砂箱上设置1道承重梁,将大贝雷梁上荷载分配在砂箱上,同时为大贝雷梁提供支点;承重梁采用双拼45a工字钢,能有效控制自身变形,并保证与大贝雷梁接触面积。

2.1.4 大贝雷梁

大贝雷梁用于承受盖梁施工时一切荷载。由于盖梁单边悬臂长度达9.4 m,为了保证大贝雷梁刚度满足要求,1套盖梁支架采用2组大贝雷梁,每组3榀,通过宽度为45 cm花窗连接成整体,大贝雷梁结构尺寸及材质均采用特制产品。大贝雷梁上下弦杆及加强弦杆均采用14a槽钢,竖杆采用80 mm×80 mm×8 mm方钢,斜杆采用80 mm×80 mm×5 mm方钢。标准尺寸为6 000 mm×200 mm×2 420 mm(高度包含了上下加强弦杆),材质均为16锰钢,如图2所示。

2.2 支架安装施工

盖梁支架搭设时,将支架基础固定在承台上面,将4根φ820 mm管桩立柱焊接在支架基础预留钢板上;钢管立柱上安装砂箱跟双拼45a工字钢承重梁,双拼45a工字钢上安装大贝雷梁,大贝雷梁下弦杆上安装45a工字钢分配梁;在大贝雷梁悬臂部分45a工字钢上安装三角桁架;在钢管立柱间大贝雷梁部分,45a工字钢上安装28a工字钢分配梁,如图3所示。

3 支架预压目的

根据规范要求,盖梁支架搭设完成后,浇筑混凝土前需进行支架预压,预压荷载为盖梁混凝土荷载量及模板重量之和的1.1倍。预压采用堆载预压法,堆载材料采用混凝土预制块。预压加载按预压总荷载的60%、80%、100%分3级加载。

加载顺序为横桥向从中心线开始,按从中间向两侧顺序对称进行逐级加载。每级加载完成后,停止下一级加载,每间隔12 h对支架沉降量进行监测,当支架监测点12 h沉降量小于2 mm后,进行下一级加载,直至加载完毕。

预压主要目的为检验盖梁支架结构各构件安全性能;消除盖梁支架的非弹性变形;记录盖梁支架的变形数据,为支架预拱度及模板标高提供有效理论依据。

4 盖梁钢筋施工

4.1 盖梁钢筋预制拼装

单个盖梁钢筋总重约400 kN(40 t,包括预应力钢绞线),考虑到施工区域过往车辆多,钢筋骨架如果在盖梁支架上拼装容易发生高空坠物事故,故选择在盖梁附近地面上安装钢筋胎架。在钢筋胎架上将后场加工好的钢筋半成品进行拼装成整体,包括波纹管跟钢绞线。钢绞线采用先穿法,即在混凝土浇筑前先将钢绞线穿好,增大波纹管刚度,防止浇筑混凝土时波纹管发生弯折变形,增大管道摩阻,造成预应力损失;钢绞线端头外露部分采用塑料膜包裹,防止生锈从而影响性能,如图4所示。

4.2 盖梁钢筋整体吊装

盖梁钢筋在地面上拼装期间,盖梁支架完成底模的安装跟支架预压工作。钢筋整体拼装完成后,采用260 t大型汽车吊将整个盖梁钢筋吊装到盖梁支架底模上。钢筋吊架采用常规贝雷梁拼装而成,吊架主要受力部位为2榀贝雷梁,每榀由8片贝雷梁拼装组成,中间用宽度为102 cm的花窗连续成整体。整体吊装主钢丝绳采用3根φ39 mm的钢丝绳,吊架吊住盖梁钢筋的钢丝绳采用16根φ24 mm的钢丝绳。盖梁钢筋整体吊装,需提前控制好墩身伸入盖梁的预埋钢筋与盖梁底部钢筋的间距问题,避免钢筋冲突,同时盖梁底层钢筋拼装时不要固定死,以便钢筋发生冲突时可以调整(见图5)。

5 盖梁模板的安装

在盖梁钢筋安装验收合格后,采用25 t吊车吊装盖两侧模。侧模采用组合钢模现场拼装,整体吊装。模板采用螺栓拼接,吊装前打磨干净并涂刷脱模剂,侧模整体拼装并确保平整度符合规范要求后,采用对拉螺杆固定。侧模安装固定后,安装盖梁两端端头模板,端模与侧模连接处用双面胶贴缝,防止漏浆。侧模、端模安装完毕后,由测量人员测出模板标高,并推算盖梁标高,标示盖梁顶浇筑面位置。

6 混凝土浇筑

因为是隐形盖梁,混凝土浇筑需分两次进行,第1次浇筑到截面突变位置,第2次浇筑盖梁剩余部分。混凝土浇筑采用1台汽车泵将混凝土泵送入模。混凝土要连续浇筑,先浇筑盖梁中间,后对称浇筑两侧,水平分层,每层厚度不超过30 cm,在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土。浇筑混凝土期间,应设专人检查支架、模板、钢筋骨架及预应力等的稳固情况,发现有松动、变形、移位情况时,应暂停浇筑并及时处理[1]。

7 支架拆除

盖梁预应力施工完成后,进行盖梁支架拆除。首先打开砂箱,4个砂箱进行同步放砂,然后自上而下逐层拆除支架结构。

8 结语

坦洲快线工程在现有道路上进行改扩建,盖梁底下要保持社会车辆正常通车,受限空间工况下,大悬臂盖梁施工采用大悬臂支架施工技术,钢筋施工采用在地面上整体预制吊装技术,不仅减少了高空作业的风险,还大大节约了工期,每个盖梁可节约工期8 d。盖梁施工组织要做到流水作业,盖梁支架材料拆除下来后,直接用到相邻的盖梁支架上,不仅提高了施工效率,同时节约了成本。

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