跨既有公路钢砼叠合梁现浇面板吊模施工工艺

发表时间:2021/4/19   来源:《工程管理前沿》2021年1月第2期   作者:鲍齐国
[导读] 近年来,钢砼叠合梁以其自重轻、用钢量少、受力性能好、跨越能力强、综合经济效益显著等优点,

        鲍齐国
        上海建工集团股份有限公司   上海    200080

        摘要:近年来,钢砼叠合梁以其自重轻、用钢量少、受力性能好、跨越能力强、综合经济效益显著等优点,逐渐成为城市桥梁发展的趋势,并在工程项目中得到广泛的应用。针对叠合梁钢梁安装完成后桥面板现浇施工,通过分析工程的施工工况及重难点,从吊模系统设计、吊模系统安装、吊模系统分块拆除等方面入手,对叠合梁钢结构上部的大跨度现浇桥面板吊模施工工艺进行研究,并在实际施工中取得了良好的效果,可为类似工程提供一定的参考和借鉴。
关键词:钢砼叠合梁;大跨度;现浇桥面板;吊模工艺;支架设计

1研究背景概况及重、难点
        1.1 背景工程概况
        上海大叶公路奉贤段全长33km,为主要干线一级公路。其中跨浦卫公路段采用立交设计(图1),跨线桥全长576m,共19跨。主跨跨越既有二级公路浦卫公路,结构型式采用单跨56m简支钢砼叠合梁,桥面宽度20.5m(图2)。其中钢梁部分总重340t,采用2根56m纵梁、15根12.8m横梁、30根1.8m挑梁组成,纵梁间距16.2m,横梁间距4m(图3);混凝土部分采用240mm厚C60高性能补偿收缩性混凝土,通过分布在钢梁上的锚钉与钢梁形成有效连接。


图3 主跨钢梁结构示意图
        1.2 施工重点及难点
        一方面,工程跨越既有40m宽浦卫公路,需选择合理的施工方法,做好交通组织措施,尽可能减小对浦卫公路的交通影响;另一方面,钢梁纵横梁间每板块跨度达4m*12.8m,施工难度大,需合理进行吊模系统的设计并精心组织施工,确保安全施工和低影响施工。
2 施工工艺的选择
        前期拟定满堂支架法和吊模施工法两种施工方法,综合其交通影响时间、桥下行车安全、支架防撞防刮擦要求等方面的优劣性进行充分对比。
        满堂支架法的优势在于施工方便、技术成熟,但该施工方法难以避免桥下车辆对支架造成不可预测的碰撞和刮擦,容易造成车辆损伤,更甚者将因车辆碰撞造成支架整体坍塌。另外,结合桥面混凝土养护要求,养护期间无法拆除支架,对桥下交通影响周期过长,按照交通组织要求进行两阶段施工,每个施工阶段需占用车道约50天,累计占道周期约100天。
        吊模施工法可避免桥下车辆所带来安全隐患,且在两阶段吊模系统安装完成后便可开放桥下所有车道,对地面道路的占用周期缩短至安装30天+拆模5天,累计占道周期约35天。
        鉴于两种施工方法的优劣对比,在综合比选后,叠合梁现浇桥面摒弃了满堂支架浇筑法,采用吊模施工法。吊模施工法即在钢梁上部沿纵梁方向每1.6m设置一道吊架,利用对拉螺杆将主楞、次楞、木模板吊至吊架上,通过对拉螺杆将各部件进行紧固。考虑到桥下交通的影响,吊架及模板施工分两阶段进行,施工区域正投影外1.5m范围内的地面车道封闭交通,两次交通导改完毕即完成所有模板安装,自此可开放桥下所有车道,在桥上进行钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序作业。
3 关键施工技术研究
3.1 吊模系统设计
        考虑到钢箱梁纵梁和横向梁间距较大(横梁间距最大4m,纵梁间距16.2m),吊模采用型钢吊模。桥上吊架采用16b槽钢双拼,通过16b双拼槽钢支墩支撑于钢梁形成门架,每道吊架间距1.6m;主楞采用14b双拼槽钢,间距0.85m;次楞采用100mm*100mm方木,间距0.15m;模板采用15mm厚木模板;对拉件采用φ20对拉螺杆+M20高强螺栓双道(图4~图6)。
        钢梁、16b双拼槽钢吊架采用焊接连接,焊缝饱满,满足一般焊接要求。









        各类构件的安装顺序依次为:吊架支墩→16b双拼槽钢吊架横梁→14b双拼槽钢主楞→螺杆→10b槽钢稳固件→方木次楞→模板。
        首先将50cm高支墩焊接安装于钢梁横梁上设计位置,利用吊车将16b双拼槽钢横梁分段吊至支墩并焊接。其次将14b双拼槽钢主楞依次起吊并用螺栓连接于横梁,待单个分块主楞安装完成后在其下部焊接10b槽钢作为稳固措施,与主梁垂直布置,并在该分块四角节点上绑扎钢丝绳用于后期拆模,完成后在14b双拼槽钢主梁上均匀铺设方木次楞和模板。最后,紧固吊杆顶部的螺栓,直至吊架与主次楞形成稳定的整体,吊模系统即安装完成,待验收后可进行钢筋及混凝土等工序施工。
(2)吊模系统质量安全验收要点
        通过吊模系统整体设计思路及施工安全方面考虑,在吊模系统施工完成后,对其进行安全验收,验收内容主要包括以下方面:
        a.型钢螺栓等原材料质量文件齐全、截面尺寸符合标准;
        b.支墩、各型钢、方木、螺杆布置间距与数量符合吊模系统设计要求;
        c.型钢焊缝饱满,螺栓紧固;
        d.模板拼缝严密不漏浆,平整度及整体效果好;
        e.吊模系统整体分块明确,拆模孔及钢丝绳布置完整,便于拆装。
(3)吊模系统拆除
        吊模系统拆除的前置条件为C60桥面混凝土强度达到95%设计强度,在混凝土浇筑时应做好同条件试块,根据现场养护条件及施工经验,在养护22~25天后对同条件试块进行抗压强度检测,复核拆模条件后再进行拆模。分区域拆模整体顺序及交通组织方式同其安装顺序。
        吊模系统构件拆除不同于其安装流程,为分块整体拆除。首先按照板块划分,将单个板块四角的4个拆模钢丝绳挂于汽车吊吊钩并使钢丝绳处于微松弛状态,逐个松开上部螺栓1/2螺纹,利用撬棒等工具通过拆模孔轻击模板,使得主楞、次楞、模板等与混凝土结构完全脱离,此时收紧吊车钢丝绳,并将上部螺栓完全卸螺,吊车将主楞、次楞、模板等构件分板块整体吊至地面,按此依次完成所有板块拆除。待主楞、次楞、模板完全拆除后,将桥面上部的横梁及支墩切割并移除。
        拆除完成后的桥面拆模孔、螺杆孔、支墩处等孔洞采用高一等级的微膨胀混凝土进行封堵,使得桥面平整。
4 结语
        通过对跨既有浦卫公路钢砼叠合梁大跨度现浇桥面板吊模施工技术的研究,并在大叶公路改建工程浦卫公路跨线桥的主跨钢砼叠合梁施工中得以实施,降低了传统施工方法对桥下交通的影响,取得了良好的应用效果,为今后类似工程提供了一定的借鉴意义和参考价值。


参考文献:
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[2]陈典华. 地铁车站预留洞口现浇顶板吊模施工技术. [J].隧道建设,2013,033(012):1054-1058
[3]李享松,彭学军,佘文军,等. 地铁车站预留孔洞吊模施工可行性分析[J]. 河南科技, 2019,22:122-124
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