空心板梁吊装施工技术在宝水渠中桥中的运用分析
2022-10-12尹思平
尹思平
(崇仁县智达路桥工程有限公司,江西 抚州 344200)
0 引言
随着装配式构件应用日益广泛,装配式预制预应力空心板梁也普遍运用于桥梁工程中。预制空心板梁吊装是桥梁施工中关键工序之一,吊装质量的好坏直接会影响桥梁正常使用,如出现梁板脱空、偏压等情况,则在长期的车辆荷载下支座会加速损坏,继而影响桥梁的使用,该文以宝水渠中桥为例,重点阐述空心板梁在工程中的具体运用。
1 工程概况
抚州市崇仁县迎宾大道为G236芜汕线崇仁县城穿城段,全长3.2 km,设计道路宽度60 m双向六车道城市主干路,该项目主要包括路基土石方、桥梁、排水、绿化提升、交安设施、照明工程六部分。其中,宝水渠中桥为新建桥梁,桥梁位于直线段上,中心桩号K575+663.5,正交布置。全桥共1联,跨径布置为3*16=48 m,施工方法为先简支后连续。该桥上部结构施工主要分为三个阶段:第一阶段将预制好的空心板梁吊装就位,形成由临时支座支承的简支梁状态;第二阶段为浇筑1#和2#桥墩上的湿接头,待养生期满并达到设计强度后,张拉负弯矩预应力钢束,然后在负弯矩管道内压注水泥浆,形成了1联3跨的连续梁;第三阶段是拆除全桥的临时支座,按设计的顺序完成体系转换,并完成桥面系施工。该文将着重论述第一阶段,即空心板梁吊装技术。
宝水渠中桥上部结构设计为16 m预应力混凝土空心板梁,共计120片梁(其中:边梁24片,中梁96片),桥墩设计为立柱接盖梁形式,立柱高度在3.2~3.4 m之间,桥台采用重力式桥台,基础设计为直径1.2 m钻孔灌注桩。空心板梁提前在预制场施工,待张拉压浆完成并达到设计要求的强度后,由预制梁场起吊至运梁车上,再用运梁车运送至3#桥台→2#墩台的运梁通道上,采用两台35 t汽车吊以双机抬吊安装就位,然后依次吊装完成2#墩台→1#墩台、1#墩台→0#桥台的所有梁片。
2 板梁吊装施工方法
2.1 空心板梁吊装前施工准备
2.1.1 校核墩台帽、盖梁及支座垫石的标高及平面位置
板梁吊装前,必须用仪器校核墩台帽、盖梁及支座垫石的标高及平面位置,墩台帽、盖梁的轴线偏位及顶面高程允许偏差均为±10 mm,支座中心与主梁中线允许偏差为±2 mm,支座高程允许。校核时,在确保墩台帽、盖梁及支座垫石的各项技术指标符合规范要求后,应在墩台帽、盖梁及支座垫石上画出架装轴线与端线,以使桥板准确就位[1]。
2.1.2 运输道路及吊装作业场地、机具准备
(1)运输道路:运梁通道按照道路路基施工要求,回填合格土分层整平、碾压,使其平整度、承载力满足运输车辆运输梁片平稳行走的要求,并清除便道上的一切障碍物以保证运梁通道的畅通。
(2)机具准备:安装架设前,应对使用的35 t汽车吊机、6×61+1钢索、吊扣、千斤顶等进行力学验算。应对使用吊车施行梁体安装的方案进行验算,以保证安装时吊车起重量有足够的安全系数[2]。
2.1.3 橡胶支座安装
(1)墩、台支座垫石养生期满后,支座垫石处清理干净,先用水平尺自检,对于凹凸不平处用干硬性环氧水泥砂浆抹平,高出的部分用砂轮磨平,使支座垫石的顶面高程控制在误差不大于2 mm。
(2)用仪器在盖梁及支座垫石上准确标出支座中心点,后将橡胶支座准确安放在支座垫石中心位置上,要求支座中心线同支承盖梁上中心线相重合。该项目桥梁每榀空心板梁有2个支座支承,0#和3#桥台上采用160个GYZF4φ225 mm×51 mm圆形四氟滑板橡胶支座。1#和2#桥墩采用320个GYZφ225 mm×49 mm圆形普通板式橡胶支座,灌砂式钢桶临时支座320个,调平钢板320块,上述橡胶支座必须按规定的比例抽检合格后方可使用[3]。
2.1.4 空心板梁吊装顺序
根据专业分包合同,宝水渠中桥空心板预制任务由抚州市起点桥梁预制厂实施,该梁场位于抚州市乐安县,3#桥台更靠近乐安的方向,因此确定宝水渠中桥架设顺序:3#桥台→2#墩台、2#墩台→1#墩台、1#墩台→0#桥台。
2.2 空心板梁吊装施工工艺流程
2.2.1 测量放线、橡胶支座安装
支座按设计位置测量放样、安装,支座垫石标高须经反复测量校核,支座中心与主梁中线允许的偏差为±2 mm,确保支座安装准确,安装过程中严格检查支座准确性,如有移位及时吊起梁板重新安装。安装过程中安排专业技术人员跟班,对空心板安装位置、支座支承等情况进行逐片检查,发现不符合要求应及时做出调整。
2.2.2 预制板运抵现场
在该桥梁预制板安装前,根据施工部署在南北两侧修筑了运梁通道,运梁通道的路基填筑严格按照规范进行,选择级配良好的砂砾土分层回填压实,确保压实度不小于94%,并做好双向排水。待预制梁达到设计强度后,由预制场起吊至运梁车上,运输至施工现场。
2.2.3 吊钩与预制板连接、检查连接部位
空心板梁在梁场预制时,在空心板梁侧壁距离端头40 cm位置处预埋Φ32钢筋作为吊装时的吊耳。空心板板梁吊装时采用四点起吊。运梁车到达桥梁的指定位置后,人工在吊耳处穿好钢丝绳并挂在吊车的起吊勾上,缓缓起吊的同时观察四个吊点是否受力均匀[4]。
2.2.4 预制板起吊
预制板起吊前,应先进行试吊并持荷3 min,确保安全的前提下,由两台35 t的汽车吊慢慢吊起混凝土空心板梁,待运梁车离开后,然后将梁板吊至指定位置。
2.2.5 预制板安装就位
按预先设定编号逐一吊装,吊装顺序由中间向两边架设,梁垂直缓慢下放至橡胶支座上。
2.3 空心板梁运输
板梁吊运时混凝土的强度不得低于设计规定的强度,设计未规定时,应不得低于设计强度的80%。且梁板吊装前检查梁板的外观、预埋件的尺寸和位置,允许偏差应符合规范要求。预制场地采用35 t汽车吊起吊板梁装车,运梁车上落梁前,在板梁支点位置用硬质方木或枕木垫牢设置平整,安排2台龙门吊起梁、2辆运梁车运梁。
2.4 板梁吊装
(1)梁板装车:在梁场的存梁区采用2台35 t汽车吊起梁装车。
(2)梁板运输:采用2台运梁车运输梁板。
(3)梁板吊装方案:采用2台35 t,4根6×61+1、Φ47 mm钢丝绳,双机抬吊的方式进行吊装。
2.5 调整支座
梁板安装后,若发现有支座脱空、支座变形、支座偏压等现象,要及时做出调整。调整的措施为:用千斤顶顶起梁板端部,在支座上垫合适厚度的调节钢板。然后再次落梁,使支承每片梁板的四个橡胶支座全部密贴,确保四个橡胶支座受力均匀。
2.6 检查验收
梁板起吊前,由有资质的机构按规范要求的比例做静载试验,出具静载试验合格报告后方可将梁板运送至现场吊装施工。梁板安装前,应检查梁板上的预埋件,如泄水孔、护栏预埋筋、伸缩缝预埋筋等有缺少或不符合要求时,应进行植筋。梁板安装完成后,应用水准仪检查梁顶的标高,相邻梁板顶面高差应不大于8 mm,两跨之间的梁板顶面纵向高差为+8 mm、-5 mm,否则应进行调整。
3 吊装验算
以16 m后张空心板梁边板为验算对象,由设计图纸可知16 m边梁的所用混凝土数量为:C50混凝土11 m3,按混凝土单位重量2.5 t/m3计算,G混凝土=11*2.5=27.5 t;16 m边梁的所用钢筋、钢绞线数量:钢筋:2 348.6 kg,钢绞线:267.2 kg。G钢=2.6 t;G=G混凝土+G钢=27.5 t+2.6 t=30.1 t 该工程16 m空心板梁采用双机抬吊机作业。即(Q主+Q副)K≥Q1+Q2,根据设计图纸计算边梁最重按29.85 t,即Q1=29.85 t,考虑索具重量Q2=1.0 t。即:Q主+Q副≥31.1 t。根据施工现场桥墩高度为3.2~3.4 m,吊车工作半径取5 m,第1台吊车吊臂长度取10.55 m,第1台吊车吊臂长度取16.5 m,参考表可得(Q主+Q副)K≥Q1+Q2,即(21+21)×0.75=31.5>31.1,K为起重机降低系数,取0.75。综合上述及起重机的工作幅度考虑,选用两台35 t汽车吊满足施工要求[5]。
4 吊装质量保证措施及安全保证措施
4.1 板梁吊装质量保证措施
空心板梁的吊装质量好坏直接会影响到桥梁的使用功能和使用寿命,如:当出现橡胶支座偏压、脱空的情况未予以正确处理,在持续的荷载下支座迅速损坏,继而出现梁板下沉、桥面开裂等现象,影响桥梁的使用寿命。因此,在板梁的吊装的过程中,一定要加强各个吊装环节的质量验收,以确保板梁吊装的质量。制定以下质量保证措施:
(1)空心板梁出厂前应做好强度、外观质量、预埋件的验收,对不符合设计及规范的梁板不允许进行吊装作业。
(2)加强吊装现场和预制场的沟通联系,板梁出场时要按吊装顺序依次吊运,对构件进行编号、核对,按吊装现场的需求对号入座。
(3)橡胶支座使用前对其规格和技术性能进行核查,不符合要求的支座严禁使用。
(4)根据设计要求,0#和3#桥台上采用圆形四氟滑板橡胶支座,1#和2#桥墩采用圆形普通板式橡胶支座,应区分出滑板支座和普通支座,四氟滑板橡胶支座安装时应在储油槽涂抹硅脂油,确保梁板在受到荷载后的滑动质量。
(5)梁板安装前,应反复核查支座垫石的平面位置和顶面高程,并在支座垫石上用墨斗弹出中心十字线,弹出支座的中心位置。
(6)板梁架设前,应检查梁底钢板位置,对于钢板位置的浮浆及异物,应人工凿除清理,确保梁底钢板与橡胶支座贴合紧密。
(7)板梁就位后检查支座与梁板底部钢板接触面是否贴合紧密,如出现个别支座脱空的情况,应用千斤顶将梁端顶起,用调平薄钢板调平,保证梁板和支座的结合质量。
表1 35 t汽车吊主要性能与参数
4.2 梁板安装过程中安全保证措施
空心板梁吊装作业是典型的高空作业,并且施工中需要用到大型起重设备,属于危险性较大工程,施工人员需在桥墩上进行支座安装、落梁、调整支座等一系列工序,为保证施工人员的安全,制定以下措施:
(1)对参与该项目吊装作业的施工人员购买意外险、第三者责任险,并与施工队伍签订安全责任书,吊车操作员应具备特种作业操作证书。
(2)吊装前应对吊装的工人进行三级技术交底,向施工人员指出该项目吊装作业的重点及难点,向施工作业人员讲述吊装操作规程。
(3)施工现场设置专职安全员,设立好安全标志,施工人员佩戴安全帽和安全带,吊装施工时,安全员全程旁站,当出现违反吊装操作规程的情况时,应立即制止施工,待整改合格后方可进行施工。
(4)注意起吊钢丝绳及吊环不能超出负荷,吊装作业前,应先进行试吊,试吊满足相关技术要求后,方可进行正式吊装作业,严禁倾斜吊卸构件。
(5)在吊装过程中不要急剧改变升降运行速度,以免产生巨大荷载,致使钢丝绳破断或吊车倾覆等意外发生。
(6)吊装施工前,应检查吊车钢丝绳的破损程度,每一节距内折断的钢丝不得超过5%、钢丝绳内部有明显腐蚀、钢丝绳发生扭结和死弯等严重变形时,应更换钢丝绳。
(7)梁板起吊至支座垫石上方20~30 cm时,不可立即就位,应等指挥员确认梁板支座垫石处此时安全方可对线就位。
5 结束语
在公路桥梁施工中,空心板梁吊装技术已经非常成熟。该文通过对实际案例的分析,对预制板梁吊装施工工艺及质量安全控制要点的阐述和分析,旨在推广普及这一项施工技术,提高空心板梁吊装的施工质量,保障施工过程的安全,使这一项技术在工程建设领域中发挥更大的作用,并提升施工企业的经济效益。