吴建
中铁二十四局集团浙江工程有限公司浙江省杭州市310000
摘要:悬灌梁挂篮法施工技术在国内的工程行业中已经是趋于成熟,尤其是在特殊桥梁施工中应用十分广泛。而悬灌梁挂篮预压是挂篮施工的一道关键工序,要求新安装的挂篮在初次使用前必须进行预压试验。挂篮千斤顶预压分多种,一般采用在承台顶预埋钢构件,通过承台预埋件与挂篮的精轧螺纹钢的连接,利用千斤顶进行反向预压或直接通过预埋反力架对挂篮进行预压,但压载时存在压力不均匀等情况,导致压载检测数据不准确,无法指导施工。
关键词:挂篮;千斤顶预压;施工
在目前的桥梁工程施工作业过程中,悬灌梁施工技术已经趋于成熟, 挂篮千斤顶预压施压也已经成为常见的施工工法之一,因此,掌握这些技术是目前施工单位必修的功课。对于悬灌梁挂篮施工,千斤顶预压方法因其施工周期短、劳动强度低、安全易操作、经济等特点,有着很好的发展前景,而且对我们施工单位桥梁施工工艺上培养和锻炼技术及管理人才有很大的意义。同时桥梁工程悬灌梁挂篮施工挂篮预压如能形成一套标准化施工范本,将为同行业以后桥梁工程连续梁等特色结构施工质量、安全、功效奠定较好基础。
一、悬灌梁挂篮技术概述
悬灌梁挂篮千斤顶预压施工技术在施工中的应用这个技术是用于为浇筑混凝土前模板标高调整用的,主要用于验证挂篮的安全性,观察挂篮主桁架发生弹性变形,非弹性变形对标高的影响合理设置预拱度。
1、挂篮结构。挂篮主要有以下几个系统构成:悬带系统、行走系统、锚固系统、主桁架系统、模板系统以及模板系统。挂篮的利用系数一般在 0.35到0.4之间。一般来说,挂篮的运行安全可靠、方便、机械化程度高、刚度和承载能力都比较大。
2、挂篮移动。在完成了该段的梁段预应力混凝土浇筑工序后,挂篮进行相关的移动,继续进行下一段的施工,直到悬臂梁段的建设完成。悬灌梁挂篮千斤顶预压的施工是一个复杂的过程,需安置走形轨道,在轨道表面涂抹润滑油,拆卸底模之后要将锚杆加以宽松,进而保证模板脱离掉混凝土,外模板必须落在底模行走的纵梁上。要用 10t 的倒链对每一个挂篮调整和锚固安装在吊篮转换后的第一主桁梁锚固上完成。
3、移除挂篮。悬灌梁施工梁段全部浇筑张拉完成后,我们必须拆除吊篮结构。其拆卸顺序一般是:挂篮退至指定节段,拆除内模板及导梁→利用手拉葫芦将边跨侧底篮系统降落至距梁底4到5米处→利用吊车将底篮系统吊装至地面→拆分底篮系统→拆除翼板顶模及导梁→挂篮退至1#节段→拆除上横梁、连接桁架→拆除菱形架及后锚系统→拆除走行钢轨至全部拆除完毕。
二、挂篮千斤顶预压施工步骤及施工方法
挂篮千斤顶反力架预压是利用控制液压油顶压力,下压底模,上拉吊杆,模拟挂篮实际受力状态,测出挂篮各部位的变形参数,从而验证挂篮的可靠性和消除其非弹性变形,以便准确修正各部立磨标高。为了使试压加载过程和实际施工工程受力状态相符合,采用千斤顶在1#段梁底板跨中对挂篮进行加载预压。即在0#段腹板端面设置反力架,利用其反向作用力通过千斤顶、枕木或方木分配梁、木板垫传到挂篮底板施加所需的预压荷载,模拟悬灌最重节段混凝土荷载分级进行加载。
1、 挂篮千斤顶预压施工步骤
⑴在0#段施工过程中预埋好反力架施工预埋件,埋设位置在0#段端面腹板上,每端4块预埋件。
⑵按图焊接反力架牛腿,确保焊接质量。
⑶安装千斤顶,千斤顶底部设置木梁(采用枕木或方木)分配受力,现场可根据实际情况在枕木下铺设木板或横向木条,以保证受力状况与施工情况相符,同时又能避免与底板的刚性接触。进行千斤顶调试,做好预压前准备工作。
⑷设置挂篮预压测量控制点,进行预压前测量工作。测量控制点单侧设置6个,分别设置在1#段底板前段箱梁腹板对应的位置、挂篮上前横梁吊带处。
⑸ 安装千斤顶,分5级(20%、60 %、80%、100%、120 %的预压力)加载进行挂篮预压。分级加载后,持荷 60min后,进行控制点测量;满荷120%后持荷48h,进行控制点测量。预压时两个1#段同时预压,预压采用4套100t千斤顶预压。卸载时分级卸载,并对控制点进行测量。
⑹卸载后进行控制点测量。
⑺拆除挂篮预压支架。
⑻对挂篮预压数据进行整理分析,得出挂篮弹性变形及非弹性变形,调整挂篮底板标高,指导挂篮施工。
2、施工方法。支架预压采用千斤顶张拉预埋在承台里的钢绞线进行,具体施工如下: 1) 首先复核混凝土方量,计算出重量,扣除其由墩身承受的混凝土重量,得到悬臂重量即由支架承受的重量,再根据施工方法,一次浇筑完毕还是分两次浇筑,确定预压的系数,我部分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板,预压重量系数定为 1.0,即预压重量为悬臂混凝土的重量; 若一次浇筑完毕,则可以将预压重量系数定为 1.2,即预压重量为悬臂混凝土重量的 1.2 倍。 2) 根据计算的预压重量、悬臂的尺寸、拟采取的支架布置形式综合考虑预埋钢绞线的数量及位置。钢绞线的数量主要根据预压重量确定,为安全起见,一般应使每根钢绞线的受力小于 150 kN,同时兼顾使支架平衡受力; 钢绞线的位置主要根据钢绞线的数量、尺寸、拟采取的支架布置形式综合考虑来确定,布置原则是应使支架大体上是平均受力,同时考虑腹板位置处实际受力远大于其他位置,钢绞线在此需减小间距以使此处的支架受力比别处大。以上两步需在承台施工前确定。3) 在浇筑承台混凝土时按第二步确定的钢绞线的数量及位置准确预埋钢绞线,预埋在承台混凝土内的长度一般至少为 1.5 m,还可采取将钢绞线散花、在钢绞线端部设一个连接器等方法来增加锚固力,防止在张拉过程中出现锚固力不足而使预压失败。4) 等墩身施工完毕后开始搭设支架,然后在支架上铺放纵、横梁形成平台,由于千斤顶张拉钢绞线形成的力是点荷载,需在搭设好的平台上再安装分配梁,这样经分配梁将张拉力传递,就比较接近均布荷载了。5) 将预埋的钢绞线接长,在分配梁对应位置处安装锚板,将钢绞线穿过锚板中心孔,根据回归方程及计算的每根钢绞线受力算出对应的油表读数,在支架上选取一些有代表性的点作为沉降观测点,用水准仪测量张拉前的各点标高。6) 预压施工方面,混凝土浇筑时,挂篮的主要荷载会于底板方位从底板模板传到底 篮的前托梁和后托梁上,然后借助于吊带以及分配梁传到底篮后 锚方位,最后作用在浇筑好的梁段混凝土方位。挂篮预压需要借 助于预应力张拉时采用的液压千斤顶进行均匀地加载,在这个过 程中要求千斤顶的加载工序在底板内进行。同时在加 载之前要进行密切地观察,记录应变和处理挠度数据。每个级别 的时间为 60 分钟,最大载荷保持在 48 小时的负荷要求。不难发现,运用本挂篮施工工艺可以确保工程机构体系的强度、刚度、 平稳度以及持久性。测量控制点方面,大小里程以及沉降点的布 局,每个观测点利用每个观测点的变形来监测,使用与观察准直 器相同的仪器,同样的测量人阅读每个观测点必须在测量点的高 程测量表上记录,必须保存原始数据,以便下一步进行数据分析, 数据的准确性在施工的工法中也有着很重要的作用。
悬灌梁挂篮千斤顶的预压施工工法,可以显著提升工程施工 质量,提升施工机械程度,明显降低工程整体的劳动强度,降低预压时无高空堆载的安全风险,加快 工程施工进度、缩短工程施工周期,节约工程预压成本,为工程的整体施工工作带来 很多方面的帮助,有助于工程项目各项工作的高质量完成。
参考文献:
[1] 胡品槐,赵国刚. 悬臂挂蓝法在桥梁施工中的关键技术分析 [J]. 黑龙江交通科技,2017(06)
[2] 董钟庆,张健. 浅谈桥梁施工中悬臂挂篮法及施工要点 [J].中国新技术新产品,2018(18)
[3] 吴 斌,金洪洙.悬臂挂篮法在桥梁施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2019(02)