张津 祝安宝 雷洋波
(1.中国路桥工程责任有限公司,北京 100081;2.中交路桥建设有限公司,北京 100027)
摘 要: 依托工程肯尼亚内罗毕快速路项目沿现有国道中央分隔带布线,受中分带宽度条件限制,下构多为独柱墩或小间距双柱墩,盖梁最大悬臂长度超过10m。通过模块化支架设计和利用结构物受力,有效地提高了支架周转率和施工速度,减少周转材料投入和地基处理费用。
关键词:超大悬臂 盖梁 模块化 上承式 型钢支架 钢筋整体吊装
0 引言
随着城市快速建设发展,原有的平面路网已不能满足日益增长的交通需求,而且道路两侧建筑物密集,难以进行拓宽,建设用地受限。而高架桥可以利用有限的中央分隔带进行建设,将平面交通转化为立体交通,有效避免交通拥堵。但高架桥在建设过程中,受交通导改条件限制,存在边通车边施工问题,施工对交通影响大。
面对巨大的工期压力,采用传统的落地支架法进行现浇盖梁施工存在以下几个问题:1、结构数量和类型多,周转材料使用效率低,投入数量巨大;2、支架安拆、钢筋绑扎等工序施工周期长;3、基础处理费用高;4、墩柱平均高度小且道路限高较大,支架承重梁高度受限。针对传统盖梁施工工艺中存在的问题,依托项目在确保安全和质量的前提下,采用支架模块化设计、不断优化施工工艺等手段,降本提效,在最小投入情况下顺利完成工期目标。
1 支架设计
盖梁现浇支架采用型钢加工,减小支架悬臂段高度,为方便运输及安装,支架分两节标准节段和一节调节节段进行加工,使用2cm法兰和8.8级M30高强螺栓快速连接。标准20.9m双柱或独柱墩盖梁均使用2节12m标准节段,加宽双柱墩盖梁根据柱间距在标准节段中间增设2m、4m、6m调节段,最大可满足30.9m长盖梁施工需求。
根据建模计算结果,支点位置弯矩值最大,为减小支架重量和吊装设备型号,加快周转速度,支架弦杆采用双拼I40a工钢,支点位置设双层弦杆,并与竖杆焊接整体受力,竖杆、斜撑杆及下弦杆使用2I25a工钢,剪刀撑及平联使用[20槽钢。
支架采用上承式受力结构,具有安拆过程中不易倾覆,稳定性强,同时支点位置可在加强弦杆范围内自由调整,达到不同立柱间距的盖梁共用支架的目的。
双柱墩采用墩柱预埋销棒受力,销棒为45#钢材质的φ80销棒,每套支架配置4根;独柱墩采用φ520×8mm落地钢管及双肢I40a承重梁受力;落架装置采用组合钢楔块,同时为防止施工过程中的不平衡力矩造成支架倾覆,支点处利用4根φ32圆钢将支架反拉锚固在支点上,支架片体之间设置4道对拉杆和[20a斜撑及平联。
2 支架搭设及预压
承台及墩柱施工过程中,预埋所需的预埋件和管道。双柱墩销棒预留孔采用φ10cmPVC管,横向间距30cm,以避开立柱主筋,穿入四根φ80销棒后安装牛腿。
独柱墩共布置四根φ520×8mm钢管,与承台预埋件焊接固定,顶面设一根三肢I40a工钢作为承重梁。支架落架装置采用型钢落架楔块,落架楔块标准高度为24cm,楔块顶面与三角支架上弦杆之间设6cm高度调节空间,通过塞垫钢板及2cm厚橡胶垫进行调整,橡胶垫起到均匀受力和增大摩擦力作用。
主桁架安装完成后,依次安装平联、剪刀撑、对拉杆及反拉杆,增强支架整体稳定性。支架顶面标高通过组合落架楔块高度进行调整。
为检测支架弹性变形数据以及验证支架的安全性,首个盖梁支架使用钢绞线进行预压。预压总重为盖梁总重的1.1倍。加载过程共分为3级进行,依次施加的荷载为预压总重的60%、80%、100%,从跨中开始向悬臂段对称布载。每级加载完成后等待2小时,观测支架沉降值。
经监测,支架平均非弹性压缩约5mm,悬臂端弹性变形约10mm,跨中段弹性变形约4mm,与支架理论变形值基本一致,支架安全可靠。
3 钢筋安装
盖梁钢筋骨架提前在后场使用胎架法分2~3节匹配加工,钢筋连接采用直螺纹套筒,接头按规范要求错开布置,接头段箍筋提前安装固定在两侧。为防止钢筋骨架在运输、吊装过程中变形,影响安装效率,在骨架内侧每4~6m增设剪刀撑钢筋。
钢筋骨架加工完成后,拆开接头,分节使用平板车运输至现场,使用50t汽车吊整体吊装。钢筋节段就位后,连接直螺纹套筒并调整箍筋位置,完成钢筋骨架安装后再进行波纹管定位安装。
4 模板安装
为提高模板通用性和周转率,盖梁侧模采用等高定型钢模板,不同高度盖梁通过增设底部加高节共用模板。模板配置大刚度竖向背楞,仅在模板顶、底位置设置拉杆,墩柱位置利用分配梁焊接I25a工钢支顶背楞,盖梁体内不设拉杆孔,提高混凝土外观质量。
为方便模板标高微调及拆除,侧模底部焊接螺母,旋入螺杆作为调节装置,解决倒“凸”形盖梁浇筑后,模板受压后难以拆除问题。
5 支架拆除
预应力管道压浆强度达到设计强度80%以上后,进行底模及支架拆除施工。底模拆除时,先松开型钢落架楔块的对拉精轧螺纹钢,楔块底座在重力作用下克服摩擦力向两侧移动,使底模脱离混凝土,使用汽车吊移走底模,之后依次吊走分配梁、三角支架、落架楔块、牛腿及钢销棒或落地钢管。
立柱预留孔使用微膨胀砂浆进行灌注,灌注前将孔道清洗干净并润湿,然后灌注微膨胀砂浆,外侧人工使用黑白水泥及砂纸打磨修饰,使外观保持一致。
6 结语
超大悬臂现浇盖梁快速施工技术主要优势总结如下:
一是通过对现浇盖梁支架模块化设计,实现了不同类型盖梁共用支架,大大减少了周转材料投入数量;
二是支架结构简单、轻便,运输和安拆方便,加快了施工工效并节省了设备投入;
三是支架利用墩柱、承台等结构物受力,减少基础处理费用;
四是对钢筋绑扎、模板安装等工艺进行了优化,将传统的现场散绑钢筋优化为后场加工,前场整体吊装,缩短了施工周期,加快了支架周转效率。
五是盖梁悬臂段虽伸入两侧车道,但支架高度均在限高高度以上,施工未对周边交通产生较大影响。支架基础均设置在承台或立柱上,车辆撞击风险较低。
依托工程肯尼亚内罗毕快速路项目施工期间未发生任何安全质量事故,为顺利实现工期目标打下坚实基础,取得了良好的社会效益和经济效益,为“一带一路”建设顺利了展现中国速度。
参考文献
1、《钢结构设计标准》(GB 50017-2017);
2、《路桥施工计算手册》(ISBN 7-114-03855-0);
3、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650-2020)。