桥梁悬臂挂篮施工技术

李庆军

(中建路桥集团有限公司,河北石家庄 050000)

某桥梁项目的主桥跨度尺寸为65 m+120 m+65 m 三跨预应力混凝土连续钢构桥梁的形式,主墩下半部分结构采用的是矩形薄壁空心墩形式,上部则是矩形实心墩的形式。结合设计标准要求,除了0 块、合拢段、主墩顶部外,其他各个部分全部采用悬臂挂篮技术进行施工。结合本次桥梁结构性能,考虑到现场的具体情况,确定采用自制三角斜拉式挂篮悬臂浇筑作业方式。

进行悬臂浇筑施工的过程中,最重要的施工环节是悬臂挂篮施工,其具有多种优势,如低成本、易操作、结构不复杂等。不仅能够提高工程的经济效益,还能够有效解决施工中出现的问题[1-2]。在桥梁建筑施工过程中,充分利用悬臂挂篮技术,可提高施工点的精准度及施工的专业性。此外,对工程进行浇筑时,需要有计划和目的,需充分利用工程建筑施工中的有利条件,加快工程作业的进度,在满足相关要求的情况下,简化工程施工步骤。依据悬臂挂篮技术相关特征,对挂篮技术进行设计时,需充分考虑每一项具体工程施工中挂篮质量、施工经验、梁端分段状况及相关要求等[3-4]。对挂篮进行科学合理的设计,不仅要确保设计符合强度、稳定性等要求,同时也需保证锚固的稳固性,把重量限制在规定范围之内,根据实际情况,加强施工安全性,为项目顺利开展奠定坚实基础。

2.1 挂篮方案设计

挂篮的受力结构是底模平台前后下横梁,如果在施工中对于刚度有更高的要求,可根据锚杆的结构形式,将下横梁锚固到混凝土箱梁节段上,此时,因后下横梁的刚度很大,变形相对较小,在施工中可以拉紧锚杆,施加预应力,所以并不需进行测点设计。若纵梁、前下横梁结构部分都为简易梁的形式,在具体的实施环节中,变形问题将非常的严重,为了提高挂篮稳定性,需做好测点设计工作,确保其可以真实体现出结构变形问题。做好数据测量工作,在测点部位上焊接侧杆,杆头直接设置到水箱顶部[5]。此外,模板结构的设计非常重要,保证模板刚度符合技术标准要求,达到设计标准,此时,要综合分析浇筑环节模板可能承受的压力、冲击力等方面的影响。模板结构采取螺栓进行连接。外模板的部分,应用钢板制作,厚度尺寸为6 mm,保证结构刚度合格,可应用双层槽钢布置到模板的背部,提升稳定性与可靠性。内模板选择环节,以大块钢板为最佳,厚度5~6 mm。

2.2 挂篮的制造以及安装

挂篮由很多部分组成,比如主析架、吊杆以及锚固等,因设计图纸需要,应结合施工现场实际情况,对挂篮进行调整[6]。在挂篮制造以及安装的过程中,相关工作人员需严格按照施工流程进行施工操作,考虑图纸设计的各项要求,使挂篮整体安全性以及稳固性得以有效地提升。在安全工作实施开展前,需仔细检查施工现场,重点勘察相关工作人员的技术水平,有效地消除潜在的隐患。根据挂篮吊装的流程,在检测吊装安全性的过程中,应加强吊装防护措施,减少在吊装中出现部件掉落的问题。只有吊装稳定性、安全性得到保障,才可进行后续施工。挂篮的制造及安装,会直接影响后期施工的正常进行,因此需提高悬臂挂篮的水平,不仅要强化挂篮支撑平台,还要具备一定的平面尺寸。在运输挂篮加工件到达施工地点后,根据设计图纸,仔细检查精度、尺寸,及时更换不符合规定要求的构件。挂篮进行拼装时,要始终保持对称性,每个横梁与挂篮主梁连接成为一体后,需对每边的对称点进行观测和测量。在挂篮组装拼接完成之后,对拼装质量进行检查,观察是否符合要求,达到相关要求后,检查挂篮整体的稳定性以及牢固性。

2.3 挂篮前移

挂篮前移步骤:2#块张拉注浆结束→行走前准备工作→底板及外模下降→拆除挂篮后锚→安装前移装置→安装挂篮保险装置→挂篮前移→调整轴线及标高位置→安装挂篮后锚→箱内及翼缘板吊挂系统就位→调整外侧及内模→下一块段施工。

在2#块张拉注浆后,在梁面上需要铺设一条长轨道,并且进行锚固,固定相应的轨道后,涂抹一层黄油,做好行走前的准备工作,接着再进行底板及外模的下降,将固定在梁面上的后下横梁吊杆进行拆除。接着安装挂篮的前移装置,同时安装挂篮保险装置,安装好以后进行挂篮的前移。为了便于挂篮的前移,调整好轴线及标高位置,并安装挂篮后锚,待箱内及翼缘板吊挂系统就位以后,再调整外侧及内侧,从而进行下一块段的施工。

2.4 浇筑混凝土

悬臂挂篮技术在桥梁建筑施工中占有一定地位,然而在这项技术中,混凝土浇筑的流程较为繁琐,混凝土浇筑时,在浇筑质量上,施工人员需严格把控施工质量,严格控制每一个浇筑细节,确保混凝土浇筑的安全及质量[7]。在桥梁施工中,大部分施工都由悬臂挂篮提供支撑力,其移动性以及灵活性很强,因此,浇筑难以避免设备结构问题造成的性影。在浇筑前,要对连接件、钢筋等相关材料进行检查,观察材料是否完整,若发现材料不完整,应立即进行更换。除此之外,浇筑时,要求浇筑人员时刻保持严谨认真的态度。此外,还需施工人员的浇筑水平高。根据实际情况,开展计划性及针对性的浇筑,从而提升混凝土浇筑的稳定性,保障混凝土浇筑的质量,有效开展后续施工作业,提升桥梁结构的整体性能。

2.5 挂篮预压试验

挂篮试拼完成后,需要实施荷载试验。可避免因构件变形而造成的隐患问题,达到荷载试验的相关目的。进行预压实验不仅能有效确保相关工作人员的生命安全,还可保障桥梁施工的安全性及稳定性。在对主析架进行试验、预压时,还需安装挂篮,对荷载承受力进行试验研究。在测量桥梁悬臂挂篮承重力的整个过程中,关键环节就是荷载试验[8]。

为了正确掌握挂篮施工参数,在对主梁施工进行模拟时,分析挂篮在各种情况下的受力指标,消除挂篮非弹性变形,预估施工弹性变形。在安装前支点挂篮后,一般会使用混凝土模拟活载。试验进行时,应编制相应的专项方案。横梁最大受力试验、后锚点反力试验以及中心点最大反力试验等是试验中的关键环节,试验荷载需有效结合主梁设计施工图纸进行考虑,将2 种工作情况进行有机结合,观测试压过程。进行加载时选择3~5 级为好,对工序进行加载,需要达到混凝土浇筑相关标准及要求,保持两端浇筑时间同步。加载完每个级别的荷载后,需对关键部位及变形进行测量,每个焊缝的具体情况都需进行检查,且对每个观测点的具体情况进行统计与分析。横桥向和纵桥向均布置3 个观测点,腹板和底板布设1 个观测点。横向布置测点如图所示。每一级被卸载之后,都需测量挂篮的具体数值,避免出现塔柱偏移问题,对试验结果产生影响,因此,要坚持同步平衡的原则。

在该三跨预应力混凝土连续钢构桥梁挂篮的施工过程中,还需要做好预应力的控制,由于篇幅有限,对部分跨中各施工阶段应力值如表1 所示。

由表1 可知,在挂篮施工的过程中,主梁截面的压应力会随着悬臂段的长度出现增加。实际测得的应力与理论应力的变化规律基本一致。

表1 跨中各施工阶段应力值 MPa

(1)施工前,依据工程的实际情况,具体分析施工状况以及施工环境,探讨施工方案是否具备可行性。除此之外,综合考虑出现在施工方案、施工环境中的问题,及时采取有效解决措施,尽最大可能保障工程质量和安全[9]。

图1 现浇直线段横桥向观测点布设

(2)相关工作人员需严格管控储备情况、施工材料质量,使用高质量材料,可避免出现材料问题,减少出现施工事故的概率,避免影响悬臂挂篮施工的正常运作。

(3)施工技术是整个过程的重要部分,若出现技术问题,相关人员须立即作出反应,并将问题上报,防止问题恶化,为工程带来经济损失。如临时结构(如挂篮、托架等)的设计应具有足够的强度、刚度和稳定性。参与施工人员应遵守高空操作规程,应安装安全设备,如防护栏杆、上下梯、人行道等牵引工作架。张拉作业时,人员应站在千斤顶两侧进行作业。箱梁悬臂施工时,悬臂两端堆放的材料和设备应等重平衡,两侧不平衡重量最大不超过15 t。将挂篮、托架组装好,根据大件和临时设施对支架进行检查并签字,并将托架压重以消除结构的非弹性变形。

在建设桥梁过程中,应用悬臂挂篮具备较高的复杂性,同时也具备一定的安全性及稳定性,为了施工的高效、安全,施工方需重视自身所肩负的施工责任,在施工质量得到保障的基础上,加强对施工过程监督与管理,有效提高桥梁建设质量,发挥悬臂挂篮技术的价值。

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