吳文濤
(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001)
該文立足于項目工程全局,對施工中人力、材料、機械、資金等施工要素優(yōu)化策略進(jìn)行分析,結(jié)合施工規(guī)律和方案要求進(jìn)行了工藝優(yōu)化。主橋168 m 連續(xù)剛構(gòu)箱梁為重點控制工程,而墩頂0#、1#塊的施工作為關(guān)鍵工程,因此對其開展工藝研究具有重要的意義,是一項需求迫切、見效快的社會公益性交通基礎(chǔ)設(shè)施。
某高速大橋,橋位區(qū)屬平原地貌,地形平坦,農(nóng)田廣布,路線呈南北走向,它的建設(shè)為兩岸原本靠輪渡通行的兩鎮(zhèn)帶來了極大的便利,同時拉近了兩岸的經(jīng)濟聯(lián)系,為人們提供更加便捷、舒適的服務(wù)。該橋梁工程20~23#墩主橋上部構(gòu)造為(102+168+102)m,三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁。
(1)橋梁高度168 m,橋梁類型為預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁,箱梁底板厚度與梁高符合拋物線變化趨勢,中支點與根部梁高10 m,跨梁梁高3.5 m,箱梁頂板懸臂2.75 m,頂板寬12 m,厚度0.2~1.25 m。
(2)箱梁腹板厚度0.5 m、跨中合龍段至支點距離分別為0.6 m、0.75 m、0.9 m。
(3)箱梁0#塊設(shè)2 道橫隔板與主墩墩身相對接,橫隔板厚1.6 m,箱梁1/4 跨和跨中處設(shè)置0.4 m 厚橫隔板,邊跨支點處設(shè)置2 m 厚端隔板。
168 m 連續(xù)剛構(gòu)箱梁劃分為2個T 構(gòu),0#梁與1#梁分別長10 m 和3 m,單個T 構(gòu)縱向可分21個梁段和1個合龍段,主梁立面圖及橫斷面構(gòu)造圖如圖1 所示。
圖1 0#、1#塊立面圖及橫斷面構(gòu)造圖
圖2 0#、1#塊托架現(xiàn)澆施工工藝框圖
在21#、22#主墩墩身施工時,箱梁托架合適位置處設(shè)置預(yù)留孔和預(yù)埋件,完成墩身施工工序后,采用塔吊安裝、焊接托架[1-3]。
墩頂托架主要由撐桿、三角牛腿、降落硬撐、橫梁、調(diào)坡架、分配梁組成;撐桿采用2I25b,三角牛腿的主縱梁采用2I45b,斜撐為2[32b,平聯(lián)和剪刀撐采用2[20b 槽鋼;撐桿2I25b 通過墩身上的預(yù)留槽口進(jìn)行安裝,2I45b 主縱梁在墩身施工時預(yù)埋進(jìn)墩身混凝土里,底部與2I25b 撐桿進(jìn)行焊接固定[4-6]。堆載預(yù)壓區(qū)域示意圖如圖3 所示。
圖3 堆載預(yù)壓區(qū)域示意圖
施工前進(jìn)行預(yù)壓以保障托架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,采用堆載預(yù)壓法,選用鋼材或混凝土預(yù)制塊,嚴(yán)格遵守加載標(biāo)準(zhǔn)預(yù)壓。通過預(yù)壓獲得彈性變形數(shù)據(jù)并消除非彈性變形,預(yù)壓過程中對支架牢固程度及穩(wěn)定性進(jìn)行檢測[7-8]。
托架安裝完畢后,進(jìn)行支架尺寸檢測,確保支架符合方案需求且參數(shù)達(dá)標(biāo),根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行錨固和焊接,使各節(jié)點焊接縫符合工藝要求,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定為橋梁提供足夠承載力。加強施工檢測,支架外形、質(zhì)量、安裝等均驗收合格,確保各項指標(biāo)符合施工規(guī)范后,方可進(jìn)行加載預(yù)壓工序。
托架使用前按不小于0#、1#梁段混凝土重量的120%進(jìn)行預(yù)壓,直接作用在托架上的荷載為0#梁段懸空3.5 m(單肢墩頂上1.5 m 寬度范圍內(nèi)不堆載)、1#梁段3 m,墩柱包邊1.2 m(單肢墩頂上1.5 m 寬度范圍內(nèi)不堆載),確定預(yù)壓總加載580 t,托架兩側(cè)同步加載。通過預(yù)壓操作消除托梁非彈性變形,施工過程中荷載盡量均勻,并加強指標(biāo)檢測獲取托梁彈性變形數(shù)值,通過立模標(biāo)高數(shù)據(jù)與設(shè)計值的比對,確保箱梁施工規(guī)范、質(zhì)量達(dá)標(biāo),保障各項指標(biāo)在允許誤差范圍內(nèi)。
托架壓載逐級進(jìn)行,分別按照箱梁設(shè)計重量60%、105%、120%的承載量加荷,施工前對支架部件結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行全面檢測,一級加載后,確保支架沉降穩(wěn)定后,方可進(jìn)行下一級別加載。對托架壓載和卸壓等操作時均應(yīng)確保托架兩側(cè)同步進(jìn)行,托架塔搭設(shè)完畢后需采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行頂板高程的測量,觀測兩次預(yù)壓后的差異,托架加載后在同一觀測點進(jìn)行觀測,獲取回彈值和沉降數(shù)據(jù),與標(biāo)準(zhǔn)工藝指標(biāo)進(jìn)行比較,調(diào)整托架高程為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。需專業(yè)工程技術(shù)人員進(jìn)行托架沉降觀測和數(shù)據(jù)記錄。
利用midas civil 軟件進(jìn)行建模,建立三角牛腿托架、橫梁、調(diào)坡架、模板的受力模型,采用彈性連接方式對上下型鋼進(jìn)行連接,對三角牛腿托架端部設(shè)置固結(jié)約束[9-10]。經(jīng)軟件模擬計算得出:
(1)托架斜撐C2[32b:最大壓彎組合應(yīng)力為99.6 MPa<215 MPa,最大剪應(yīng)力為1.2 MPa<125 MPa,均符合標(biāo)準(zhǔn)強度要求。
(2)托架(2I25b):最大壓彎組合應(yīng)力為176.7 MPa<215 MPa,最大剪應(yīng)力為97.0 MPa<125 MPa,均滿足方案標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。
(1)根據(jù)方案設(shè)計,分配梁需通長,焊接時應(yīng)滿足型鋼長度、焊接強度工藝指標(biāo)要求。
(2)在進(jìn)行托架施工時,必須嚴(yán)格按照圖紙所示尺寸進(jìn)行施工焊接,且必須焊接牢固。
(3)主梁兩側(cè)平臺需于施工前安裝防護(hù)裝置,確保兩者間距小于1.2 m 且高度大于1.5 m,防護(hù)裝置中間連接好安全網(wǎng)。
(4)托架使用前應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓,根據(jù)項目施工方案要求逐級加載重量。加載需分層堆碼,對加載重量嚴(yán)格控制,捆扎牢靠避免重物掉落。
(5)模板鋪設(shè)前需進(jìn)行標(biāo)高測量,嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范控制托架高度,認(rèn)真核查其承重梁,尤其是關(guān)鍵部位的焊接情況,確保荷載作用下托架無變形。
(6)嚴(yán)防吊物撞擊或者沖擊托架平臺。
(7)作業(yè)過程中必須由專業(yè)人員現(xiàn)場指揮。指揮人員嚴(yán)密觀測托架承載變形情況,判斷托架有無結(jié)構(gòu)異常,對存在異常變形情況的及時通知現(xiàn)場施工人員停止施工,并采取有效措施加固,避免出現(xiàn)安全事故。
(8)托架平臺上作業(yè)人員數(shù)量適當(dāng)控制,不宜過多。
(9)特殊作業(yè)要求下,需要臨時拆除安全防護(hù)裝置的,必須提交負(fù)責(zé)人同意,作業(yè)人員現(xiàn)場指導(dǎo)下拆除,并采取其他安全防護(hù)措施,作業(yè)結(jié)束后將安全防護(hù)裝置恢復(fù)。
(10)加載或卸載施工環(huán)節(jié),須加強現(xiàn)場安全保護(hù)工作,確保工序正常運行。
綜上所述,對高速公路大橋墩頂0#、1#塊現(xiàn)澆托架施工方法進(jìn)行了總結(jié)。該文從工程的全局出發(fā),在參考傳統(tǒng)預(yù)埋鋼板焊接牛腿支架的施工工藝基礎(chǔ)上,創(chuàng)新性地提出預(yù)埋工字鋼焊接牛腿支架施工工藝,使結(jié)構(gòu)受力更加明確,提高了結(jié)構(gòu)安全性,且施工更加便捷。不僅提供了一種新的施工思路,同時具有良好的社會、經(jīng)濟效益。