试分析桥梁施工中的悬臂挂篮技术论文_彭志奎

(中交一公局第三工程有限公司,北京,101102)

【摘 要】在桥梁工程施工建设过程中,悬臂挂篮技术具有操作便利、施工成本低、施工速度快等优点,可以在各种不同类型的桥梁工程中应用。基于此,本文主要对桥梁施工中悬臂挂篮的施工技术进行了探讨。

【关键词】分析桥梁施工;悬臂挂篮;技术

1 案例介绍

某桥梁工程主桥全长 1050m,整幅桥面总宽为32m;北岸引桥全长480m,桥面全宽为26.5m;南岸引桥左幅全长390m,右幅全长480m,桥面全宽为26.5m。上部构造使用主梁 C50 高性能混凝土,防撞护栏C40 混凝土,下部构造主墩使用C50 混凝土,过渡墩(含垫石)C40 混凝土,承台C35 混凝土,桩基C35 水下混凝土。在南、北引桥使用悬臂挂篮进行施工,箱梁的顶部宽度为16.5m,底部宽度为8.0m,为单箱单室箱梁。

图1 桥梁立面图

2 工程的建设条件

2.1 气象与水文

桥位区属亚热带季风性温湿气候,区多年内年平均气温18.1℃。夏季多大雨、暴雨,多年平均最大日降雨量90mm,最大日降雨量243.30mm。长江为区内地表水系的主干,为过境河,在万州区流程约120km,江面水域最窄180m,最宽750m,河谷岸坡不对称,切割深度300~600m。

桥位区属构造剥蚀河流侵蚀丘陵地貌,长江两岸呈明显的台阶状地形,丘陵斜坡岗地地形起伏较大。根据综合物探项目试验,锚碇区物探横剖面和索塔区物探横剖面的基岩面基本稳定,覆盖层厚度4~12m,未发现断层破碎带。桥址区地层自上而下分别为第四系崩坡积(Q4col+dl)粉质黏土混碎石,残坡积(Q4el+dl)。

3 悬臂挂篮技术工作原理的深入剖析

挂篮是悬臂施工操作的主要配套装备,悬臂挂篮技术是悬臂施工技术的一种实际应用形式。与其他施工技术相比,挂篮具有自重轻,操作、拆装方便等优点,而且不会影响其他施工的开展[1]。挂篮悬臂施工技术在实施作业前应对实际施工作业内容进行了解,并根据实际需要对施工作业进行合理规划。在施工时,应采用分段悬臂作业。即当完成一段施工目标后应该向前移动挂篮,对下一段施工目标进行作业。如此可充分利用挂篮悬臂施工的优越性,提高施工的高效性。当然我们也应该看到悬臂挂篮在扮演一个施工平台的同时也可以客串一下支撑架构的作用,对施工作业段进行一些短时间的支撑与稳固,最大程度对设备进行开发性利用,快速、高质完成施工作业目标。所以,在对悬臂挂篮设计生产时,生产者应多考虑挂篮在现实应用时的需求。即保证挂篮的自重轻,操作方便,稳定性高,如此才可以在工程施工过程中很好地完成工程对设备的需求,高效、安全的完成既定的作业目标。挂篮示意图如图2所示。

图2 挂篮示意图

4 悬臂挂篮施工

4.1 悬臂挂篮的荷载设计

厂商在设计挂篮时,应考虑对悬臂的最大长度,设计合理的容量在悬臂挂篮作业时是高效、安全的。在根据作业面的形状和悬梁的截面布设合理的挂篮横断面。在悬臂挂篮施工时,如果施工段的横截面只具有一个箱位时,就只用一个挂篮作业。如果施工段的横截面包含多个箱位时,也可使用多个挂篮同时作业以此提高施工的进度,但多挂篮时一定要保证悬臂作业的安全性。在进行挂篮荷载设计时,要根据0.8~1.0kPa 的均重计算模板重量,待模板尺寸明确后,在进行一次细致全面的计算,值得注意的是要将模板各部件的重量、千斤顶、油泵以及挂篮自重考虑其中。在进行挂篮底模架设计时,施工人员可选择振动器自重的四倍作为挂篮底模架的振动力,在具体的施工中人工荷载则应以2kPa进行计算。在该桥梁的挂篮设计中主要的受力结构是底模平台前后下横梁,而且要注意前后梁之间的刚度大小。在施工中,锚杆应该固定在已浇筑的混凝土的箱梁节段上,这时只需施加5~10t的预应力即可将锚杆拉紧[2]。因为后下横梁变形现象不明显,所以可不设置测量点。但对于变化较为显著的前下横梁与纵梁处,则应将刚性竖测杆布置在测点处,杆头要适当超出顶面一定的高度,这种测点布置的优点是可以清楚明了的将前横梁和纵梁跨中的变形展现出来。

4.2 挂篮的制作流程与吊装阶段

在进行具体施工中,挂篮的各个制作流程可同时进行实施,其中主承重架和模板在挂篮悬浇施工过程中是最重要的受力结构,因而应引起施工人员的足够重视,在进行具体施工中应严格按照相关操作程序进行合理、有效的开展。为使挂篮工作得以顺利实施,施工人员可对锚固精轧螺纹钢吊杆进行试验。在挂篮安装前,对施工设备进行全面检查确保万无一失,并对施工人员准备工作进行仔细检查,以防出现疏漏[3]。在进行具体安装中,要严格根据相关操作流程进行,确保操作准确性。此外,还要注意施工人员的安全。待挂篮施工结束后进行全面检查也是不容忽视的一项工作,最大限度的提高施工安全性,增强施工质量成效性。

4.3 挂篮的预压试验阶段

如果施工主办方采用新挂篮法对桥梁悬臂进行挂篮施工,则在施工前期应对主桁架等构件进行相应的预压实验,进行该过程的主要作用是防止出现异常的变形现象,避免其对施工人员的人身安全造成威胁。对主桁架等构件进行一定的预压试验后,还需在悬臂挂篮结束后进行全面的荷载试验。进行荷载试验的目的是准确测量出桥梁悬臂挂篮所受到的承载力大小与标准是否相吻合。相关技术人员在进行桥梁悬臂挂篮荷载试验过程中,应该全面、细致的将挂篮的变形等现象进行记录,从而为后续工作的顺利开展奠定基础。

4.4 做好钢筋混凝土浇筑工作

在桥梁施工的众多环节中,悬臂挂篮施工是其中最为关键的一个环节,而在挂篮施工中钢筋混凝土的浇筑工作则是核心。强化混凝土浇筑工作可有效提高混凝土的浇筑质量。在进行混凝土浇筑工作时,施工人员一定要注意首先对浇筑所使用到的所有材料进行全面、系统的检查,待全部合格并放置到位后即可确定浇筑的具体流程。通常情况下,选用泵送施工的方法进行浇筑,但施工场地的温度变化以及浇筑的速率也不容忽视[4]。此外,为避免浇筑时管道上浮现象的发生,施工人员则需注意强化钢筋网的连接。还要控制牵拉力的大小,避免出现漏浆等现象的发生。混凝土浇筑工作一般为6~10d,在这期间,一定要做好混凝土的养护工作。

4.5 悬臂挂篮的内滑梁和外滑梁荷载的计算

在计算内滑梁和外滑梁的荷载时,本文选用最具代表性的8#箱梁为例进行分析、计算:

1)计算内滑梁荷载。内模的荷载和箱梁顶板的荷载是由8#箱梁混凝土和上前横梁通过内滑量来进行承担的,分别使用两根吊杆分别用来进行承担。一根内滑梁可以承受的荷载大小如下:

内模板的荷载:

挂篮应合理设计与制作,充分满足计算荷载的要求。

5 悬臂挂篮施工质量与安全控制措施

在进行桥梁施工中,悬臂挂篮的安全性以及质量的高低一直是施工单位所关注的焦点话题。因此在施工开始初期,施工主办方就要对施工周边的环境进行全面的了解,对设计方案进行综合权衡与比对。管理人员也要重视工程材料的选购以及使用工作,保证所购买的材料符合相关标准,如果遇到质量问题应立即停止使用。待每个标准段桥梁悬臂挂篮施工前和结束后,监理部门应派专业人员对工程进行检查,待检验符合相关要求方可投入使用。

施工过程中严格执行设计要求,1~17号梁段采用挂篮对称悬臂浇筑。挂篮的最大承载能力不得小于2200kN,挂篮自重及全部施工荷载重应控制在1000kN以下。挂篮在0号梁段上安装完毕后进行预压测试,并记录预压时的弹性变形曲线,以尽可能消除非弹性变形和获得标高控制数据。

标准梁段悬浇应满足下列规定:

1)主梁单个梁段重量与理论重量偏差不大于±0.5%;

2)考虑箱梁自重的不均匀性,一侧悬臂自重比另一侧悬臂自重不大于4%;

3)主梁浇筑的不对称重量不大于1/4梁段重;

4)严格控制已浇筑梁端与正在浇筑梁段与正在浇筑梁段的温差,建议温差不大于20︒;

5)桥面临时施工荷载为5kN/m,应在悬臂两侧对称布置,尽量靠近0号梁段堆放;

6)挂篮前移宜同步进行,并需设定止动装置,前移就位后应立即将后锚固点锁定,防止倾覆,挂篮不得在6级以上风下进行前移操作。

7)挂篮卸载后,检查主桁架焊缝和销子,及时对遇到的问题进行处理,保证挂篮施工的可靠性和安全性。

悬臂挂篮施工应进行监控量测,按照工程测量变形的二等水准中的相关要求,观测变形情况,要求变形而来的挠度值在1mm/km级内。根据设计要求,在纵梁处和横梁处布置了监测点,以便可以清楚的监测到纵梁跨和横梁跨的变形情况。为了保证挂篮变形值测量的准确性,避免日照温差的影响,在施工前一天凌晨3:00~上午10:30之间每间隔半个小时观测一次变形情况。监控的主要内容有:主梁挠度、控制断面应力、支墩变位、临时支墩反力、中轴线偏差、裂纹观察等。施工控制阶段分为挂篮前移立模完毕、试压前后、浇注完成和预应力张拉后,均应对各测点进行量测。施工监控流程为:梁体各测点布设→控制阶段量测各测点的标高、墩柱水平位移、应力等观测变量→计算分析→预报下一节段施工参数→确定梁体端面竖向位移、各截面测点应力限制范围→理想的梁体线形、应力变化→施工输出→进入下一节段施工监控。

6 结语

在建造桥梁中选择悬臂挂篮时应重视对悬臂挂篮的具体施工流程以及质量水平进行严格把控,只有将挂篮的安全与质量落实到位,桥梁工程的设计才能更加优质。因此,作为桥梁施工监理单位应不断加强技术人员的专业素养,针对桥梁挂篮施工技术中所存在的问题进行深入分析与探究,不断改革与创新现有施工技术,以使我国的桥梁挂篮施工技术在今后的发展中得到大力的应用与推广,并为相关技术人员的后续研究提供一定的理论依据与技术指导。

参考文献:

[1]宋普河.关于桥梁施工中悬臂挂篮技术的研究[J].四川建材,2013,(04):188-189.

[2]胡会轩.悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用探索[J].中国建筑金属结构,2013, (02):63-64.

[3]陈倩颖.浅谈悬臂挂篮技术在桥梁施工中的应用[J].黑龙江交通科技,2011,(04): 78-79.

[4]雷宏运,陈康见.连续刚构桥挂篮施工常见问题的预防与控制[J].大众科技,2009, (04):127-128.

[5]丁锋.大跨度桥梁悬臂法挂篮施工监测控制[J].施工技术,2008,(12):214-216.

作者简介:

彭志奎(1985-)男,湖北仙桃人,中级工程师,本科,从事工程管理工作。

论文作者:彭志奎

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年10月供稿

论文发表时间:2016/3/8

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

试分析桥梁施工中的悬臂挂篮技术论文_彭志奎
下载Doc文档

猜你喜欢