王雙飛
(山西長興路橋工程有限公司,山西 長治 046000)
懸臂施工方法建造預應力混凝土橋梁時,不需要在河中搭設支架,直接從已建成的墩臺頂逐段向跨徑方向延伸施工,每延伸一段就施加預應力使其與已成部分連接成整體,如果將懸伸的橋梁與墩柱做成剛性固結,這樣就構成了最大限度發揮懸臂施工優越性的預應力混凝土T型鋼架橋。鑒于懸臂施工時梁體的受力狀態,與橋梁建成后使用荷載下的受力狀態基本一致,即施工中所施加的預應力,也是使用荷載下所需預應力的一部分,這就既節省了施工中的額外耗費,又簡化了工序,使得這類橋型在設計與施工上達到完滿的協調和統一。
用懸臂施工方法來建造懸臂梁橋,要比建造T型鋼架橋復雜得多,因此,在施工中需要采用臨時措施使橋梁與墩柱保持固結,待梁體達到自身穩定狀態時,又要恢復梁體與墩柱的鉸接性能,因此需要調整所施加的預應力以適應這種體系的轉換。
鑒于懸臂施工法不受橋高、河深等條件的影響,目前不僅用于懸臂體系橋梁的施工,而且還廣泛用于大跨徑預應力連續梁橋、混凝土斜拉橋及鋼筋混凝土拱橋的施工中。
主梁懸臂澆注施工時,橋梁屬于高層次內部超靜定結構,施工與設計關聯非常緊密,有互補和互反饋的關系,施工單位要全面了解設計的要求和意圖,吃透設計文件和施工建議、工藝要求和施工程序,在此基礎上結合實際編制單獨可行性的施工組織計劃和質量監控方案,在施工過程中要不斷采集檢測數據,反饋給設計單位,使之及時調整設計參數,修正并完善后續施工方案等措施,循環往復,以達到成橋后線性和內力狀態符合設計要求的最終目的。
主梁懸臂法澆注施工質量監控要點是:基礎及下部工程、主梁懸臂法澆注以及施工監控等方面。
基礎及下部施工的監控要點:基礎的施工工藝與一般橋梁施工工藝基本相同,施工監控要點也相似。
(1)完全不需要設置地面支架,施工不受河流、道路、橋下凈空和地基條件的影響。
(2)機械化程度高、勞動力少、質量好、施工速度快,而且安全可靠。
(3)只有下部結構稍提前施工,之后上下結構可同時平行施工,不但可以縮短工期,而且施工時可以從兩端同時進行施工。模板支架周轉率高,工程規模越大經濟效益越好。
主梁懸臂法澆注施工質量監控要點如下:
(1)橋墩兩旁0號、1號段一般采用在墩旁托架上澆注的方法。在托架上澆注主梁的長度,要滿足后續拼接裝掛籃所必須的安裝場地要求及設計的要求。
(2)掛籃的懸臂梁及掛籃全部受力構件(包括焊縫)制作后均要進行無破損檢驗和試拼裝,掛籃總重應控制在設計要求內,合格后再在現場進行整體組裝檢驗,按設計荷載及技術要求要進行荷載試驗,同時測定懸臂梁和掛籃的彈性撓度、調整高程的性能及其他技術性能。
(3)澆注懸臂混凝土前,要根據掛籃前端的彈性撓度及各階段梁的彈、塑性變形設置預留高度,以確定掛籃底模立模高程,預留值可通過幾次實測調整使之與實際下降值基本一致。
(4)按照設計要求的澆注順序進行主梁混凝土施工。當采用兩次澆注時,各階段施工縫應錯開。
(5)橋墩兩側梁段懸臂施工進行應兌成、平衡,實際不平衡偏差不超過設計規定值。
(6)測定已完成節段端梁高程,定出梁體縱軸線。掛籃桁架尾端安裝平衡壓重,將所有獲得部件盡量移到主桁架后端;然后解除后端錨固,掛籃桁架沿縱軸線對稱向梁端推進。行走的同時要進行同步觀察,防止掛籃轉角、偏位、受扭。
(7)當梁端混凝土達到設計要求強度后,立即進行預應力束的張拉和壓漿。完成主梁預應力束張拉、壓漿后,可進行拉索安裝和張拉。拉索張拉時應對稱同步進行,以減少對塔與梁的位移和內力的影響。
(8)合攏段施工時,為防止日后在接縫處出現裂縫,采取以下方法改善其受力和施工狀況:①嚴格按設計提供的順序進行。②觀測合攏前連日的晝夜溫度變化與梁端合攏高程及合攏口長度變化的關系,按照設計提供的合攏溫度,選擇適當的合攏時間,一般在一天中氣溫最低時進行。③復查、調整兩懸臂端合攏施工荷載,使其對稱相等;如不相等時,應采用壓重調整。④檢查主梁內預應力束張拉、壓漿是否完整。⑤復測調整中跨、邊跨懸臂端的撓度及合攏口兩端高差。⑥使用千斤頂調整合攏段長度,用型鋼頂緊兩懸臂端鎖定長度。合攏段鎖定及鋼筋焊接要在一天中氣溫最低時進行。⑦合攏前應在兩端懸臂預加壓重,并于澆注混凝土過程中逐步搬除,使懸臂梁撓度保持穩定。⑧合攏段混凝土達到設計強度要求后,張拉通過合攏段的縱向預應力鋼束。張拉完畢后,先拆除中跨掛籃和合攏段模板,再拆除邊跨掛籃。⑨合攏段混凝土澆注后至縱向預應力鋼束張拉完成前要禁止施工荷載的超平衡變化。主梁施工前必須事先擬定施工監控方案,在施工過程中進行嚴格的施工監測,對梁體每一施工段的監測結果進行詳細的分析和驗算,以確定下一個施工段掛籃立模高程從而保證梁體線形,周而復始,直到合攏成橋。⑩主梁支座安裝應符合有關規定。盆式橡膠支座位置及四角高程偏差均不得大于2mm,支座上下面的鋼板與支座間要平整密貼,支座四周不得有0.3 mm以上的縫隙?;瑒又ё木勐纫蚁┌搴筒讳P鋼板不得有刮傷、撞傷;氯丁橡膠板密封在鋼盆內,要排除空氣,保持緊密。支座上板中心與下板中心縱向安裝偏移值,應考慮梁體內施加預應力后混凝土的彈性壓縮、收縮、徐變和溫度變化引起的位移量。
施工監控是連續剛構橋施工過程中的一項關鍵工作。其目的是通過施工過程中不斷采集檢測數據,及時反饋,采取相應控制措施,使成橋后的線性和內應力符合設計要求。根據設計要求的不同,施工監控一般以主梁應力、線形控制為主。施工監控的主要檢測項目為主梁施工時掛籃底模立模高程、主梁軸線偏位、梁頂高程及施工階段主要內應力變化情況等。