高速鐵路大跨度橋梁掛籃施工技術(shù)研究

姚金旺

摘??要：我國高速鐵路大跨度橋梁工程施工經(jīng)常運(yùn)用掛籃施工技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)使用的設(shè)備類型簡便，并且施工過程的操作性較強(qiáng)，不僅能降低項(xiàng)目施工對人力的要求，還能縮減施工難度，靈活應(yīng)用掛籃施工技術(shù)，施工單位還可節(jié)省人力、物力以及財(cái)力成本，可以盡可能滿足大跨度橋梁施工的質(zhì)量要求，也能為施工單位帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見，掛籃施工技術(shù)在大跨度橋梁施工中具有極大的優(yōu)勢。針對此，圍繞工程案例，簡要分析了高速鐵路大跨度橋梁掛籃施工技術(shù)，以期為后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路??大跨度橋梁??掛籃施工技術(shù)??工程研究

中圖分類號：TU74

Research?on?Cradle?Construction?Technology?for?the?Large-Span?Bridges?of?High-Speed?Railways

YAO?Jinwang

（Beijing?Tiecheng?Construction?Supervision?Co.，?Ltd.，?Beijing，?100000?China）

Abstract：?The?construction?of?the?large-span?bridge?projects?of?high-speed?railways?often?uses?cradle?construction?technology?in?China.?The?types?of?equipment?used?in?this?technology?are?simple?and?have?strong?operability?in?the?construction?process，?which?can?not?only?reduce?the?manpower?requirements?of?project?construction，?but?also?reduce?construction?difficulty.?The?flexible?application?of?cradle?construction?technology?can?save?the?labor，?material?and?financial?costs?of?construction?units，?meet?the?quality?requirements?of?large-span?bridge?construction?as?much?as?possible，?and?also?bring?more?economic?benefits?to?construction?units.?It?can?be?seen?that?cradle?construction?technology?has?great?advantages?in?the?construction?of?large-span?bridges.?In?response?to?this，?this?paper?conducts?a?brief?analysis?of?cradle?construction?technology?for?the?large-span?bridges?of?high-speed?railways?based?on?engineering?cases，?in?order?to?lay?a?good?foundation?for?subsequent?construction.

Key?Words：?High-speed?railway;?Large-span?bridge;?Cradle?construction?technology;?Engineering?research

1??工程概況

1.1??項(xiàng)目情況

該項(xiàng)目采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，其規(guī)格為48?m+2?m?80?m+48?m。該梁體是單箱單室變截面箱梁，其頂部寬度12.5?m，橋梁總寬約13?m。經(jīng)現(xiàn)場勘查，該橋梁的底板、頂板部分向內(nèi)側(cè)加厚，并基于直線性變化。全聯(lián)在端支點(diǎn)和中支點(diǎn)設(shè)有5道橫隔板，在中支點(diǎn)截面中心線位置，梁高接近6.7?m，跨中8?m，直線段和邊跨13.4?m，直線段截面中心線位置的梁高約3.9?m。梁體使用的是C50混凝土，進(jìn)行懸灌施工。此外，全梁共有3個0#塊段，其長度12.3?m，懸臂澆筑段的長度是2.7?m?2?m+3.1?m+7?m?3.5?m。

1.2??工程特點(diǎn)

該工程處于梁場首架通道上，是項(xiàng)目工期的核心工程；該工程建設(shè)規(guī)模大，施工工期緊張，各部門的工作任務(wù)相對繁重，并且需要做好各部門與工種施工的協(xié)調(diào)，還要嚴(yán)格管控施工質(zhì)量，確保工程施工的安全性；該工程的墩身較高，連續(xù)梁跨度大，存在很多安全和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；該工程對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)以及水土保持等有著極高的要求，所以施工過程中需要科學(xué)處理施工對環(huán)境的影響。針對施工產(chǎn)生的建筑垃圾以及人員的生活垃圾，需要妥善處理，以免進(jìn)入地下、河流而影響水資源和生態(tài)環(huán)境。

2?大跨度橋梁掛籃施工工藝

2.1??施工工藝

該項(xiàng)目施工工藝如圖1所示。工程0#塊和直線段外模使用的是鋼模板，其底模和內(nèi)模使用的是竹膠板，至于懸臂節(jié)段主要使用鋼模進(jìn)行作業(yè)。為保證施工質(zhì)量，施工單位還設(shè)置拉桿進(jìn)行固定[1]。項(xiàng)目使用的鋼筋材料主要是加工廠制作的半成品，將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場并綁扎成形。至于梁體混凝土，則是進(jìn)行分階段澆筑。

2.2??施工準(zhǔn)備及規(guī)范要求

該工程施工前，施工單位需要對參建人員進(jìn)行健康及精神狀態(tài)檢查，不斷優(yōu)化人員質(zhì)量。施工前還要由技術(shù)人員為施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，確保施工人員全面了解并掌握掛籃施工技術(shù)的要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，再明確安裝與施工規(guī)范，也能保證施工人員嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行作業(yè)。因掛籃施工需要借助電力為設(shè)備提供動力，并且施工人員在臨時生活區(qū)域也需要使用電力，所以施工現(xiàn)場要做好電力使用管控工作，配備消防設(shè)備，以防出現(xiàn)漏電、火災(zāi)等事故。施工單位還要做好現(xiàn)場人員的用電規(guī)范教育，幫助人員形成良好的安全意識，也能提高他們的安全施工水平，項(xiàng)目施工的質(zhì)量與安全性都可得到保障[2]。

3?大跨度橋梁掛籃施工要點(diǎn)

3.1?支撐架安裝

3.1.1??0#塊梁柱式支架安裝

該工程施工中，0#塊使用的是梁柱式支架結(jié)構(gòu)施工，其支架安裝于承臺預(yù)埋鋼板上，在墩身兩側(cè)對稱布置支架。工程使用的支架支撐立柱為直徑630?mm、厚度8?mm的鋼管；橫橋向兩排，各鋼管間的距離約5.6?m；縱橋向?yàn)橐慌?，間距約2.9?m。其柱頂分配梁使用的是橫橋向三拼I45b工字鋼，工字鋼上裝有100?m?100?m的橫橋向方木，其間距為0.25?m。

安裝支架過程中，在承臺操作時需要在混凝土表面預(yù)埋鋼板，鋼板尺寸是75?cm?75?cm，厚度約10?mm。每一鋼板都有4根錨固鋼筋，其長度是125?cm。至于鋼管柱和預(yù)埋鋼管，是通過焊接進(jìn)行連接，在鋼管柱間使用槽鋼焊接進(jìn)行連接。同時，施工人員還需安裝分配梁、做好臨邊防護(hù)。

3.1.2?邊墩直線段支架安裝

邊墩直線架使用的是鋼管支架現(xiàn)澆法進(jìn)行作業(yè)。支架對稱裝設(shè)在墩身兩側(cè)。該支架立柱使用的鋼管厚度約8?mm，直徑630?mm，橫橋向兩排，間距為5.8?m?？v橋向兩排，第一排支架安裝在承臺預(yù)埋鋼板上，和墩邊相距1.55?m；第二排支架則是安裝在條形基礎(chǔ)上，和第一排支架的距離是4?m。

3.2??支架預(yù)壓

支架預(yù)壓使用的是混凝土預(yù)制塊以及鋼筋材料，其預(yù)壓重量應(yīng)是梁體重量的1.2倍，同時不可小于支架承受的最大施工荷載的110%，其可防止支架的非彈性變形。首先，施工人員需要合理布置測點(diǎn)，觀測點(diǎn)通常布設(shè)在箱梁兩側(cè)的翼板邊緣以及底板中間部位，該工程每一斷面設(shè)有5個測點(diǎn)。在縱向0#塊兩側(cè)的支架位置分別設(shè)置2個斷面，直線段設(shè)有2個斷面。完成測點(diǎn)布設(shè)后可對不同點(diǎn)的高程進(jìn)行實(shí)時測量與記錄[3]。同時，施工人員還應(yīng)在對應(yīng)的管樁基礎(chǔ)周邊設(shè)置測點(diǎn)，以便觀測現(xiàn)場的沉降、變形等情況。

3.3??支座安裝

在進(jìn)行支座的安裝之前，施工人員需要對預(yù)設(shè)的錨栓孔和高度進(jìn)行核實(shí)。徹底清除預(yù)設(shè)錨栓孔中的雜質(zhì)，并合理安裝灌漿所需的模板。同時，還要用水濕潤支撐墊石的表面，并徹底清除預(yù)設(shè)錨栓孔中的積水。灌漿所需的模板應(yīng)采用預(yù)制鋼模，并在其底部鋪設(shè)4?mm厚的橡膠防漏條，然后利用膨脹螺絲將其穩(wěn)固地固定在支撐墊石的頂部。

在灌漿過程中，施工人員采取的是重力灌漿技術(shù)。在開始灌漿操作之前，需要對漿體的體積進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)估，并確保所需的材料充足。關(guān)于灌漿口的高度，必須確保灌漿的密實(shí)性，實(shí)際的體積數(shù)量與預(yù)測值之間的偏差應(yīng)盡量小，同時也要防止在灌漿過程的中段出現(xiàn)漿液不足的情況[4]。

3.4??掛籃施工

該工程使用的是菱形掛籃。在掛籃拼裝環(huán)節(jié)，在其出廠前需要進(jìn)行試拼檢查和驗(yàn)收，拼裝過程中需要結(jié)合構(gòu)件編號和安裝圖紙進(jìn)行。

在項(xiàng)目建設(shè)時，施工人員需要完成預(yù)應(yīng)力筋拉伸作業(yè)，還要對箱梁的底部和上部進(jìn)行平整處理，同時放置鋼枕。對于預(yù)應(yīng)力筋的豎直部分，應(yīng)該從0#段的中心開始，逐步向兩側(cè)布置軌道，然后測量軌道的中心距離，確定沒有任何問題后可以使用螺絲將軌道固定。此外，施工人員需要進(jìn)行前后支座的設(shè)置和菱形桁架的吊裝[5]。因?yàn)槭艿狡鹬啬芰Φ募s束，桁架需要分為兩片進(jìn)行安裝，首先吊裝一片并做好臨時支撐，再吊裝另一片，最終將兩片連接到一起。使用精軋螺紋鋼筋和扁擔(dān)梁把桁架的尾部牢牢固定在軌道底部的鋼枕和梁表面，再進(jìn)行前上橫梁和前后吊筋的吊裝。在進(jìn)行防護(hù)吊架、底模架和底模的安裝之前，需要先把外側(cè)模的走行梁放進(jìn)0#段的外?？蚣苤?，在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步安裝上前后的吊架和吊筋。同時，施工人員需要吊起外側(cè)模，利用5?t的倒鏈將其移到1#塊的位置。最后，把內(nèi)模架的走行梁放進(jìn)0#段的內(nèi)模架中，同時也要把前后的吊架和吊筋都安裝上，最終才能進(jìn)行內(nèi)模的安裝。

在使用掛籃之前，需要進(jìn)行移動和靜態(tài)負(fù)載試驗(yàn)。掛籃的預(yù)壓負(fù)載是1.2倍梁段的最大建筑負(fù)載。在橫向測點(diǎn)位置，施工人員安排了0#塊支架，并在垂直方向上的每個掛籃的前部和后部都設(shè)有一個監(jiān)測斷面。在加載過程中，保證兩個掛籃的對稱性和平衡性，并根據(jù)其最大建筑負(fù)載來進(jìn)行加載。在每級加載完成1?h以后，施工人員需對懸掛籃的變形情況進(jìn)行檢查。在全部加載完成后，施工人員須在1?h內(nèi)再次檢查其變形情況，然后持續(xù)進(jìn)行4?h的預(yù)壓操作。只有在兩次檢查的變形數(shù)據(jù)間的偏差低于2?mm，才能終止監(jiān)測工作。

在掛籃前移的過程中，首先要完成的步驟是將接長掛籃軌道并進(jìn)行錨固處理，還要取下底模的后吊帶以及內(nèi)外模的前后錨桿。同時，需要確保模板與混凝土分離，內(nèi)模和內(nèi)模架應(yīng)位于降低的內(nèi)滑梁上，而外模板則應(yīng)位于底模的行駛縱梁上。最后，需要移除主框架的后錨桿，以便后支座能夠承受壓力。然后解除底模的前吊帶，使得底模能夠離開梁體大約100?mm，并進(jìn)行行駛前的安全檢查[6]。檢查的關(guān)鍵部位包括掛籃兩條軌跡的水平性以及是否與橋梁的中心線保持一致，還要檢查軌道的穩(wěn)定性和支撐狀態(tài)，以及掛籃前后支座上是否有施工人員進(jìn)行作業(yè)。通常每個主桁架均使用一個10?t的倒鏈條來驅(qū)動，可以促使掛籃的底模、側(cè)模以及內(nèi)模一起向前移動。

另外，合龍段施工。合龍段采用的是吊架法施工，以邊跨合龍段施工為例，施工期間需要使用掛籃模板，在已澆成的10#段和直線段底板等處預(yù)留孔洞，再借助預(yù)應(yīng)力粗鋼筋、底模架橫等構(gòu)建合龍段施工吊架。在設(shè)平衡重前，施工人員需要測量梁段中心及高程，如果其偏差超過15?mm，需要及時報(bào)給設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位，在得到批準(zhǔn)后采取糾正措施。設(shè)置平衡重時，主要利用平衡法澆注，不論是在T溝梁段兩端還是邊跨直線段，都要使用水箱作為平衡重。澆注混凝土?xí)r，單位還要派遣專人嚴(yán)格按照澆注速度放空水箱。最后，掛籃拆解。在對掛籃拆卸過程中，需要按照首先移除橋面的底層結(jié)構(gòu)，再移除前面上部構(gòu)件的步驟來操作[7]。在移除橋面底層結(jié)構(gòu)的同時，也要對橋面的頂層結(jié)構(gòu)進(jìn)行暫時固定，這樣做可以避免結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。如果受到實(shí)際環(huán)境的限制，掛籃應(yīng)先從最后懸灌施工節(jié)段退至拆卸位置，后退前還要先移除掛籃的側(cè)邊和底邊的配套結(jié)構(gòu)，以便最大限度地降低掛籃移動時對底邊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)，也能確保掛籃移動的安全。

4??結(jié)語

總而言之，掛籃施工技術(shù)可以提高大跨度橋梁施工的質(zhì)量與效果，但具體施工中，施工單位應(yīng)合理進(jìn)行施工準(zhǔn)備，再嚴(yán)格按照工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，其不僅能提高工程施工的質(zhì)量與效率，施工單位的綜合效益也能得到保障。

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