大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术

大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术

中建五局第三建设有限公司湖南省长沙市410004

摘要:我国经济建设随着我国各行业的快速发展而发展迅速,道路建设的大力贡献不可小觑。在跨度预应力混凝土连续桥梁施工中,悬臂施工技术逐渐被广泛的应用,这是因为这种施工技术不仅成本低而且还可以实现多孔结构同时进行施工,它的施工效率高、施工过程不需支架,河流、通航等对施工的进程影响也微乎其微。

关键词:跨度桥梁施工;悬臂施工技术

引言

我国道路建设是我国重点基础设施建设中非常重要的组成部分,关系到我国整体经济的发展速度。近些年,我国路桥建设技术飞速发展,越来越多的大江、大河以及海湾桥梁应运而生,这些桥梁都属于大跨度桥梁,施工难度较大,容易受到风振、吊装拼接等因素影响。为更好地保证大跨度桥梁工程质量,采取有效的施工技术是十分必要的,而悬臂施工技术就是一种可行性措施,可明显地提升桥梁的承载能力。

1工程概述

某预应力混凝土连续梁桥,其总体布置主桥跨径为(80.45+128+80.45)m,两边支架中心与梁端距离约为0.85m,全长290.9m,桥梁建筑总宽度为12.38m,防护墙内侧净宽度是8.89m。

2悬臂施工工艺

2.1承重系统

使用的挂篮形式为菱形,挂篮的组成部分主要包括锚固系统、行走、吊挂、内外模板、前上横梁、底模平台和主构件等。通过对组合梁的刚度进行不断增加,使主梁悬浇施工质量得到保证。挂篮设计和制作全部是由外聘单位完成。在已浇筑块件的前端进行菱形主体前支点支承,在已浇筑完成块件的竖向预应力上使用锚杆锚固后支点。挂篮横梁主要包括上、下2个下横梁,前下横梁的截面为焊接箱形,在前上横梁上使用钢吊带实现锚固,使用螺栓将纵梁与下横梁连接在一起。后下横梁的主要形式为焊接箱形梁。在混凝土浇筑时,在已浇筑的节段底板上使用中间两组吊杆实现锚固,在已浇筑完成的节段翼板上锚固两侧吊带。

2.2行走系统设置

船型拖子在菱形主体前后支点位置,将不锈钢滑梁轨道设置在拖子正下方,在已浇筑的节段上使用锚杆锚固滑梁轨道,将反挂设备安装在菱形主体主梁的后面。在空载前移的过程中,将其反挂在滑梁上,假如节段比较长,需将反压轮中间倒换一次。

2.3挂篮分类

每一种悬臂施工技术中挂篮都是不一样的,挂篮按照结构可以分为菱形挂篮、弓弦式挂篮、斜拉式挂篮以及混合式挂篮等。如果按照挂篮的工作性能分类,又可以将挂篮扥为压重式挂篮、锚固定式挂篮、半压重式锚固定式挂篮三种;按照挂篮移动的方式,可以分为滚动、滑动以及组合挂篮三种。

2.4合理选择计算参数

施工控制计算是施工监控的重要部分,在该工程之中,在悬臂工程施工前,完成了相关计算工作,具体的计算程序如下:(1)恒载计算参数取值及修正。为确保工程桥梁有很好的载荷能力,工作人员根据测量结果,反复分析计算,不断对设计参数进行修正,从而使恒载设计参数接近于最终的实际结构模型;(2)挂篮计算参数取值及修正。在大跨度桥梁悬臂施工中,挂篮是临时结构,相当于悬臂结构的简支,并易出现弹性形变和非弹性形变两个方面问题,而这主要是由于挂篮的制作误差和连接误差产生的,对计算参数作修正,主要是为了防止挂篮出现形变。计算修正过程中,应进行加载试验,以此检验挂篮的受力性能,然后在根据实际施工情况不断地作出修正。(3)临时荷载和温度修正。在大跨度桥梁悬臂施工中,临时载荷和温度会不断发生变化,因此需要持续进行跟踪计算,但在这个过程中,可将复杂的临时载荷和温度影响简化,考虑某一特定情况下的数值,忽略其他的变化规律,从而作出相关的修正。

2.5拼装、加载挂篮

挂篮单件被运送到主墩后,使用塔吊将其运送到顶面,严格按照设计图纸的要求进行拼装,认真检查现场的焊缝情况,确保焊缝的焊接质量满足设计要求。外力加载是挂篮加载的主要形式,使用油压千斤顶或预埋地锚来实现分级加载。挂篮加载的地锚系统主要借助挂篮前横梁正下方承载预埋件得以实现,油压千斤顶借助于地锚系统上锚固的预应力粗钢筋来对挂篮实现加载,要及时观察挂篮组件的变形情况,接着开展分级卸载工作,经过2次反复施工达到工程的设计标准。在安装挂篮和定位挂篮时,一定要对支点的牢固性和主桁架的水平限位情况进行严格管理,从而使挂篮的变形情况得到有效控制。

2.6预防桥梁墩柱出现水平裂缝措施

在该工程施工过程中,由于墩柱顶部砼的压力比较小,因此施工过程中,易受风振影响,造成大量的骨料下沉,而随着顶部骨料的不断减少,在桥梁最上层的箍筋位置处,就容易出现环状水平裂缝。考虑于此,该工程施工过程中,采用二次振捣砼的施工方式,以此更好地消除塑性沉降分层,实现对骨料结构的优化,这样可以使砼的渗透能力更强。此外,在二次振捣砼施工结束后,还要在桥梁的墩柱位置处放置了沙袋,并将其进行压实,这样可以更好地提升墩柱砼的压力,从而更好地抵抗风振。结合该工程实际情况进行分析,若是裂缝没有形成环状,则建议使用环氧树脂进行灌注,以此消除裂缝,而若是裂缝较深,则建议将裂缝拆除,通过重新浇筑,预防桥梁墩柱出现水平裂缝。

2.7合拢段施工

合拢段施工需要在完成一个系统后,才能进行下一个系统的施工。首先进行边跨合拢,接着再进行中跨合拢。在边跨合拢的混凝土浇筑时,需要采取架着浇筑或吊着浇筑的施工办法,待混凝土凝固以后,边跨合拢段才能开始施工。中跨合拢段施工时,需要在劲性骨架两边进行混凝土浇筑,混凝土凝固后,不能马上进行中跨合拢,需先拆除前一阶段施工留下的工具挂篮后再施工。中跨合拢段的施工条件与边跨合拢段的施工条件不同,需要在温度比较低的情况下进行施工。合拢段施工一定要满足设计标准,按照先两边后中间的施工顺序进行施工,在两边合拢的过程中,已支好的桥墩不可先拆除。

3跨度桥梁悬臂施工监控必要性与意义

(1)设计及计算建立在一系列理想化假定的基础上,而成桥的主梁线形和恒载内力因施工过程、材料、时间历程等不同而不同。(2)实际参数与设计假定参数不一致时,若不能及时识别和纠正,引起误差累积,将引起桥梁的线形严重不符合设计线形,结构的应力也较大的偏离设计应力。(3)依据施工实际情况,及时修正计算参数,提供各个施工阶段的立模标高,力求主梁线形和恒载内力与设计吻合,是确保工程质量的关键。(4)施工过程中,对桥梁应力进行监测,尤其是合拢前大悬臂状态下主梁的应力状态监测,是确保桥梁施工的安全的主要手段。此外我们进行悬臂施工监控工作内容主要有两个方面:①应力监测。通过埋设在桥梁关键截面上的应力传感器,监测每一个工况下主梁的应力,确保桥梁在整个施工过程中的安全;②线形控制。详细提供悬臂施工每一个梁段立模预抛高值(或立模标高),确保成桥后桥梁的线形与设计吻合。

4工程桥梁悬臂施工技术效果

(1)线形控制符合条件。由于施工过程中注重加强对线性的监测,测量了线性标高,并详细地记录相关数据,最终实际测量结果是,该工程的预拱标高和实际标高之间的差值在0.001~0.019之间。这样的数据结果表示,该工程完全符合施工规范技术标准,线形偏差得到了有效的控制。(2)桥梁工程质量较高。在工程建设结束后,有具有资质的单位对该工程进行了详细的质量检查,最终综合分析评估表明,该工程质量评定等级为优,而现下该工程投入运行将近一年,并未出现任何质量隐患,车辆运行效果良好,得到了城市交通部门等的一致好评。由于该工程悬臂施工技术效果良好,因此其中的很多经验技术是值得深入研究的,可以为后续其他跨度桥梁悬臂施工提供经验借鉴。

结语

跨度桥梁施工困难较多,易受风振、吊装拼接等因素影响,而悬臂施工技术有效地解决了大跨度桥梁施工难题,为大跨度桥梁施工提供了极大的保障。

参考文献

[1]白浩亮.悬臂施工技术在大跨度桥梁施工中的应用研究[J].华东公路,2017(2):21-23.

[2]芮锋.公路桥梁挂篮悬臂施工工艺的探究[J].科技创新与应用,2015,14:181.

[3]王慧鑫.大跨度桥梁悬臂施工监控中刚度参数的识别与应用[J].山西交通科技,2013(1):68-69.

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