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摘要:在铁路施工中,连续梁施工占据重要地位,施工质量事关桥梁施工的品质。在铁路施工建设中,连续梁挂篮施工技术不需要较多的设备投人,发挥预应力等方面的优势,在铁路施工建设中应用十分广泛。挂篮施工常见的应用地点为陡峭的崖壁,采取分段吊篮的方式进行大跨径悬臂桥梁的浇筑。挂篮施工类型较多,结合不同的设计标准和要求进行选择。整个施工方式在刚度上较大,变形不明显,能够满足较大的适用范围。
关键词:铁路桥梁;连续梁挂篮;技术应用
1铁路桥梁连续梁挂篮施工技术概述
铁路桥梁连续梁挂篮施工是预应力混凝土连续梁悬臂分段浇筑施的一种就地分段悬臂施工方式,具有结构重量小、拼接与制造简单、无压重等优点。挂篮是一个沿着轨道行走的活动脚手架,在完成张拉锚固作业的箱梁梁段内挂篮悬挂,悬臂浇筑过程中可在挂篮上实现梁段模板安装、绑扎钢筋、安装管道、浇筑混凝土等。当进行完一个梁端的施工工程后,就可以解除挂篮锚具并且向下一个梁段移动施工。挂篮在系统上又被分为桁架式挂篮、三角式挂篮、菱形挂篮和斜拉式挂篮等四种主要方式,其中菱形挂篮最为常见。
2挂篮施工技术的优势
挂篮施工技术在连续梁桥施工中具有很多优势,主要如下:①挂篮施工中,对于荷载的承重能力和本身结构所能承受的最大荷载能力最为相似,连续梁在预应力混凝的作用下,受力状态有助于悬臂施工操作。操作的过程中,预应力筋所呈现出来的张拉状态不仅可以满足施工现场的操作需要,还可以用作桥后的结构受力筋;②无支架施工状态。此种施工方法的优势在于可以用在施工条件艰难的部位,例如崎岖难行的深山、河流面积较为宽广的河道、对于通航条件明确规定的地方区域性建设桥梁、大城市中构建立交桥,都可以用到。悬挂现浇技术的可以做到不占用桥下的任何资源,保证交通流量顺畅,并有效完成施工操作;③可以把工程的整体造价控制在合理的范围。挂篮的整体构造简单、成本低廉,在进行混凝土浇筑的过程中,无需使用大型吊装设备进,节省资金;④提升施工进度。对施工现场及四周环境情况做好充分的考察,工程施工的不同阶段都利用挂篮,这样能够有效保证施工不被中断。每个墩同时进行操作施工,有序安排,做到不同施工作业间不会发生冲突,这样可以加快施工效率、提升施工进度;⑤有利于促进变高度箱梁的施工。施工过程分阶段完成,梁体设计成高度构架梁,有助于把预应力混凝土连续梁桥的结构进行多样化设计,可以建造出多姿多彩具有形态美的桥梁。
3挂篮的构造
3.1结构组成及要求
组成挂篮结构的各系统包括:主桁架、底模平台、模板系统、悬吊系统、锚固系统、走行系统等。挂篮要求各构件除满足强度、稳定性要求外,还必须有足够的刚度,在浇筑混凝土时其前段挠度<20mm。
3.2各结构系统
(1)主桁架:主桁架是挂篮的主要受力结构,由两榀三角主桁架、竖向联结系和水平联结系组成。桁架主杆件采用槽钢焊接的结构形式,节点采用承压型高强螺栓联结。(2)底模平台:底模平台直接承受梁段混凝土重量,并为立模、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序提供操作场地,其由底模板、纵梁和前后横梁组成。(3)模板系统:外侧模采用大块钢模板,内模采用组合钢模板拼组而成。(4)悬吊系统:悬吊系统用于悬吊底模平台、外模和内模。并将底模平台、外模、内模的自重、梁段混凝土重量及其他施工荷载传递到主构架和已成梁段上。(5)锚固系统:锚固系统设在两榀主桁架的后节点上,共2组。(6)走行系统:走行系统包括垫枕、轨道、前支座、后支座和牵引设备。
4挂篮施工的技术要点分析
4.10#段施工
4.1.1支架施工
在现浇施工的时候使用的是钢管柱支架,主要的组成部分包括分配梁、斜撑、平联、主横梁和钢立柱等,0#段模板使用挂篮模板组拼。立柱的主要材质为螺旋管,型号为φ100cm,在立柱上焊接牛腿的时候,使用2cm厚的钢板进行施工,设置贝雷梁在横向上,接着将底模纵向放置好,再将分配梁进行横向放置,最后对底模、分配梁和纵向桁架进行设置。0#段支架立面图详见图1。
4.1.2临时锚固施工
当0#段预应力施工完成后,即可进行墩梁之间临时锚固施工,锚固支墩使用螺旋管进行制作,其型号为φ1000mm,将支墩下部和承台上面的螺纹钢筋进行焊接,焊接采用双面焊。临时支墩上部预埋的钢筋一定要伸入到底板中,还要从钢管柱顶伸入到管中,并与钢管内壁进行焊接,将粗砂灌输到钢管中,并使用水沉法将其振捣密实。
4.2悬灌段施工
4.2.1静载预压试验
0#段全部施工完成后即开始进行挂篮组拼,组拼完成使用预压块和底模逐级加载的办法来对挂篮静载进行试验,或者采用千斤顶对挂篮主桁节点逐级加压的方式进行静载预压试验。加载结束后对变形点每隔1h观测一次,连续预压的最佳时间为4h。
4.2.2悬浇段施工
悬浇段施工时其钢筋、混凝土、预应力等工序与0#段基本相同,关键工艺是对挂篮的走行、锚固、杆件调整等方面的控制。挂篮走行前应检查挂篮安装预留孔洞的位置、尺寸、垂直度偏差是否符合挂篮安装要求。两端的挂篮应同步行走,不同步距离应符合设计文件的规定。挂篮接近预定位置时应放慢走行速度,缓慢逼近,防止挂篮超越预定位置。悬吊底模平台后横梁的两侧的钢丝绳必须等长,以防止底模平台的扭转。钢丝绳接头处绳卡不得少于4个,且绳卡型号必须与钢丝绳直径相匹配。除直接受力的悬吊钢丝绳外,还必须设置保险钢丝绳。挂篮后锚拆除前检查确认后支座与主桁架的连接螺栓、轨道与垫枕和后锚下扁担梁的连接螺栓是否已全部拧紧。
4.3合拢段施工
合拢顺序采用先边跨、再中跨的顺序进行合拢段的施工,合拢温度应符合设计要求,合拢时间选择在一天温度变化较小的时刻。合拢施工时使用挂篮底模来进行吊架操作,并将走行梁及模板系统由牵引设备拉至对向节段,再将前吊杆从预留孔中穿越,将其锚固,形成整个模板吊架。最后,将临时固结进行拆除,从而实现对整个体系的有效转换。
5监测、控制悬臂浇筑梁线形
5.1监测、控制挠度
5.1.1设置观测点
在0#梁段施工结束后,在0#段中心设置水准点,此点作为平衡点是用来控制施工的最佳高程参考位置。在梁体的每一个施工节段端部位置设置11个观测点,从而实现对梁体结构变形信息的有效汇总,对模板标高的调整提供有效的依据,使梁体的线形得到较好的控制。
5.1.2应力和挠度的控制
对连续梁的控制应进行全过程的监测,现场采集影响结构的内力及线形的主要技术参数包括:施工进度、施工程序、施工工艺、实测混凝土弹性模量、钢绞线弹性模量、混凝土容重、混凝土收缩徐变系数、管道预应力摩阻损失、施工临时荷载分布、标高线形等。
5.2监测、控制断面尺寸
为了使梁体结构达到设计标准,确保合拢精度满足设计要求,一定要控制好梁体的断面尺寸。在调整挂篮模板的时候,已经完成的节段与底模板之间的搭接距离一定要进行有效控制,较好使用腹板上面的通气孔,添加横向对拉杆在等待浇筑的梁段底部,从而确保节段之间的接缝更加紧密。
结束语
随着我国科学技术的发展,我国的桥梁连续梁挂篮施工技术已处于世界前沿,并且在我国铁路桥梁建设中进行了广泛地应用。铁路桥梁连续梁挂篮施工的技术难点是挂篮的选型和结构设计、挂篮的制作与质量控制、连续梁混凝土浇筑。在挂篮施工过程中,解决施工技术难点是确保挂篮施工质量合格的关键。因此,在进行铁路桥梁施工时,相关施工人员要对桥梁最大承重与桥梁结构进行严密分析,结合铁路桥梁自身特点,规范并且把握挂篮施工技术的难点与关键点,让挂篮施工技术的优点充分发挥,为铁路桥梁施工打下良好基础。
参考文献
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