预应力混凝土桥梁工程中悬臂施工技术分析

发表时间:2021/1/18   来源:《城镇建设》2020年10月第30期   作者:贾宇
[导读] 随着我国当前建筑行业的不断发展,施工的过程中,施工质量的提升成为社会上广泛关注的问题,

        贾宇
        陕西兴通监理咨询有限公司  陕西 西安  710065
        摘要:随着我国当前建筑行业的不断发展,施工的过程中,施工质量的提升成为社会上广泛关注的问题,所以相关工作人员要从实际出发,制定针对性的施工方案和解决措施。例如在桥梁施工中挂篮悬臂现浇施工技术得到了广泛的应用,并且在实际应用的过程中取得良好的应用效果,所以相关工作还需要明确桥梁施工中挂篮悬臂现浇施工技术的要点以及容易出现的问题。
        关键词:桥梁施工;挂篮悬臂;施工技术
        引言
        悬臂施工包括悬臂拼装和悬臂浇筑两种,悬臂拼装技术先预制梁体节段,并按从桥墩两侧至中间的次序进行节段块件的对称安装,通过预应力筋张拉不断接长悬臂,直至合龙;悬臂浇筑技术则通过挂篮的迁移进行桥墩两侧混凝土逐段对称浇筑,达设计强度后进行预应力筋张拉,并通过机具和模板的移动不断接长悬臂,直至合龙。
        1悬臂挂篮施工技术的优势
        在桥梁工程中,悬臂施工的主要设备之一就是挂篮。依据挂篮设备结构,可将其划分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式四种类型,挂篮自身具备质量轻、结构简单、稳定性强和移动装拆便捷的特点,而且还具备可重复利用的价值。而挂篮与混凝土悬臂施工工艺的融合,可以进一步推进工程施工质量的提升。在桥梁工程中,悬臂挂篮施工技术的应用,可以提升结构稳定性和施工便捷性。与其他的悬臂作业方法相比,悬臂挂篮施工的适用范围更广、结构重量更轻、制作和安装也更为简便,还能够实现对梁段自身重量和施工荷载的有效承担。而且,悬臂挂篮的刚度高,出现受力变形或位移的几率相对较小,桥梁工程的施工安全性可以得到保障。此外,悬臂挂篮施工技术应用时无需使用架设支架以及大型吊机,且其设计和作业精度相对较高,所以能有效缩短工期节约成本,为提升桥梁工程的经济效益提供辅助。
        2预应力混凝土桥梁工程中悬臂施工技术
        2.1挂篮的制作和安装
        在进行桥梁施工中,为了提高挂篮悬臂技术的实施质量和实施效果,要做好充分的准备工作,从而提高桥梁施工的质量。首先在实际工作的过程中要做好挂篮的制作和安装操作,挂篮作为整个施工平台中的主要承重结构,科学合理的挂篮制作和安装流程有助于确保桥梁施工的质量以及效果,并且还有助于提升现场施工的安全系数,所以相关工作人员在实际工作过程中要加强对这一问题的重视程度。在挂篮制作之前,要结合桥梁的相关设计参数对桥梁进行层次性的划分,科学合理地进行挂篮的设计,在挂篮设计工作中要满足倾角和稳定性较强的要求。相关施工人员为了保证后续施工的质量,在进行挂篮制作和安装的过程中,要结合设计图纸中的内容进行全面分析,并且对相关的数据进行精准性的测量,以提升挂篮结构的安全性和经济性的要求来进行挂篮结构的设计和材料的选择。在进行挂篮材料制作的过程中,要加强对材料的把控力度,从而使挂篮的材料能够符合相关的质量标准。在进行挂篮安装的过程中,要在桥梁的主梁上进行安装,并且还要对混凝土的强度值和弹性模量值进行精准性的检测,在确定这些数据无误之后,才可以开展后续的施工操作。相关工作人员要按照设计方案中的内容和标准化的工作流程来进行实际的安装,另外在实际工作的过程中,相关施工人员还要特别注意安全问题,在进行挂篮操作之前要开展科学而完善的安全检测工作,必要时要在挂篮周围设置一些简单的安全防护措施,防止由于高空坠落而出现人员伤亡问题的发生。在完成挂篮安装工作后,相关工作人员要对挂篮的安全性和可靠性进行多方位的检验以及测试,在确认无误之后才可以投入现场进行使用。相关施工人员要提高自身的施工水平以及责任意识,加强对挂篮制作和安装工作的重视程度,从而为后续的挂篮悬臂技术的实施奠定坚实的技术基础。


        2.2合拢段施工技术
        桥梁悬臂现浇施工中的关键环节是桥梁合拢段的施工。该桥梁包括中跨以及边跨的合拢,其中两悬臂段的合拢即为中跨的合拢,一悬臂段和现浇段的合拢即为边跨的合拢。基于桥梁现场条件,本项目采用的是先边跨后跨中的合拢顺序,其主要的合拢顺序如下:预先在最后的悬臂段埋设劲性钢骨架,清除掉合拢段的施工荷载,对于无法及时清除的,可将其临时放置到梁段上,以确保T构上具有相对平衡的施工荷载。在完成混凝土浇筑以及压浆之后,待其具备一定强度之后,将边跨的挂篮往前移动,使其与现浇段的端面接近,再在现浇段底板上进行前下横梁的锚定,再进行后下横梁的锚定。在锚固完底篮后,即可进行侧模系统的安装。在浇筑混凝土前,应在合拢段设置配重,配重应结合实际最大极限偏重均匀对称布设。进行底板钢筋的绑扎,并进行纵向波纹管的安装。在设计温度下锁定劲性骨架,进行腹板和顶板钢筋的绑扎,以及合拢段混凝土的浇筑。待混凝土具备一定温度之后,即可进行合拢段钢束的张拉。
        2.3拉腹杆、压腹杆及上旋杆施工
        待下弦杆和下节点混凝土实际强度达设计强度值的80%后,将碗扣支架搭设于下弦杆并立模,分两段进行拉腹杆混凝土的浇筑。考虑到浇筑和振捣施工的便捷性,应在拉腹杆顶面侧模处开窗。将腹杆顶面和节段节点连接处设为导斗,以增强连接处的密实度。拉腹杆混凝土实际强度达设计值的85%后,进行预应力钢束张拉及压浆,此后搭设支架并进行压腹杆混凝土浇筑。为增强压腹杆结构的稳定性,应在混凝土浇筑前连接其支架与临近拉腹杆。在相邻上节点预埋工字钢,其上焊接2根长12m的Ⅰ40型钢,间距控制在40cm,焊接的主要目的在于增强工字钢强度并控制下挠度,将方木竹胶板铺设在2根工字钢上,并进行钢筋和波纹管的绑扎。当上弦杆混凝土实际强度达设计值的85%后,进行同根上弦杆上2根预应力钢束的张拉,并防止上弦杆出现拉偏失稳。
        2.4静载试验
        开展悬臂挂篮静载试验,是落实确保挂篮稳定性和整体安全性达标的关键,只有通过这项试验才能对挂篮的实际可用性进行正确评估。一般来说,挂篮的荷载值应该远超于桥梁的最大荷载,其数值甚至可以达到后者的1.5倍。所以,在实际工作中,施工人员应该做好充足的实验准备,对各项数据进行准确的采集、记录与核算,进而保证静载试验的有效性。此时,试验人员应该先掌握梁段荷载数据,确定挂篮底篮以及前吊杆承担的压力,而后在试验中对这种荷载进行模拟。比如,以千斤顶反压加载的方式模拟梁段荷载,记录挂篮底篮和前吊杆在这一条件下的变形情况。此时,试验人员需要做好挂篮的安全计算工作,并基于所有数据绘制荷载和变形关系曲线。以本次工程为例,混凝土浇筑的超载系数为1.05,动力系数为1.2,而挂篮空载时的冲击系数为1.3。在开展底模计算时,获得模杆件的最大剪应力103MPa,剪应力为35.2MPa,则其最大形变为13.2mm,远低于16mm的设计值,所以设计合理,挂篮具备可用性。而后,还需要通过计算,确定挂篮整体荷载能力,实现对挂篮设计科学性与规范性的有效检验。在试验过程中,施工人员需要全面掌握挂篮的实际性能以及其可能出现的变形情况,进而制定出有针对性的调整策略,以降低非弹性变形为前提保障挂篮使用安全。
        结语
        在完成施工之后,就进入安装挂篮以及悬臂段混凝土浇筑的施工阶段。采用菱形挂篮进行施工,能够使挂篮具有较为明确的传力以及较高的稳定系数。验算挂篮较大受力的部位,证明其均满足受力要求。为确保挂篮具有足够的强度以及刚度,应对其进行预压静载处理。在后期合拢段混凝土的浇筑施工中,应合理选取临时固结形式,以确保其满足设计要求。悬臂段的合拢应在较低温度下进行,以降低合拢段受温度的影响程度。
        参考文献
        [1]郝晓勇.探析连续梁桥悬臂现浇施工技术的运用[J].山西建筑,2019,45(16):135-136.
        [2]武松.连续梁桥悬臂现浇施工技术研究[J].技术与市场,2019,26(02):62-63.
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