淺談懸臂施工法

卓春波,馬元春

(1.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司;2.黑龍江省廣通公路工程有限公司)

1 懸臂施工法特點

(1)在跨間不需要搭設(shè)支架。在施工過程中,施工機具和人員的重量全部由墩臺和已建的梁段承受,隨著施工的進展,懸臂逐漸延伸,機具設(shè)備也逐步移置于梁端,始終無需用支架自下對梁作支撐。

(2)能減少施工設(shè)備,簡化施工工序。應(yīng)用懸臂施工法易于做到施工時的受力與橋梁建成后的受力盡量一致。

(3)多孔結(jié)構(gòu)可同時施工,加快施工速度。

(4)懸臂施工法充分利用預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂結(jié)構(gòu)承受負(fù)彎矩能力強的特點,將跨中正彎矩轉(zhuǎn)移為支點負(fù)彎矩,使橋梁的跨越能力提高。

(5)懸臂施工可節(jié)省施工費用,降低工程造價。

2 懸臂拼裝施工

2.1 塊件預(yù)制

(1)預(yù)制方法

箱梁塊件通常采用長線澆筑或短線澆筑的預(yù)制方法。桁架梁段則采用臥式預(yù)制方法。

(2)定位器和孔道形成器

設(shè)置定位器的目的是使預(yù)制梁塊在拼裝時能準(zhǔn)確而迅速地安裝就位。有的定位器不僅能起到固定位置的作用,而且能承受剪力。這種定位裝置稱抗剪楔或防滑楔。

塊件預(yù)制時除注意預(yù)埋定位器裝置外,尚須注意按正確位置預(yù)埋孔道形成器和吊點裝置(吊環(huán)或豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋)等。

2.2 塊件運輸

(1)場內(nèi)運輸

當(dāng)存梁場或預(yù)制臺座布置在岸邊,又有大型懸臂浮吊時,可用它直接從存梁場或預(yù)制臺座將塊件吊放到運梁駁船上浮運。

當(dāng)預(yù)制底座垂直于河岸時,存梁場往往設(shè)于底座軸線的延長線上。此時,塊件的出坑和運輸一般由預(yù)制場上的龍門吊機擔(dān)任,塊件上船也可用預(yù)制場的龍門吊機。

預(yù)制底座平行于河岸時,場內(nèi)運輸應(yīng)另備運梁平車進行。棧橋上也必須另設(shè)起重吊機,供運塊件上船。

塊件的運輸,當(dāng)預(yù)制場與棧橋距離較遠時,應(yīng)首先考慮采用平車運輸。起運前要將塊件安放平穩(wěn)。底面坡度不同的塊件要使用不同厚度的楔形木來調(diào)整。塊件用帶有花籃螺絲的纜索保險。

當(dāng)采用無轉(zhuǎn)向架的運梁平車時,運輸軌道不能設(shè)平曲線,縱坡一般應(yīng)為平坡。當(dāng)?shù)匦螚l件限制時,最大縱坡也不得大于 1%,下坡運行時,平車后部要用綱絲繩牽引保險,不得溜放。

塊件的起吊應(yīng)該配有起重扁擔(dān)。每塊箱梁四個吊點,使用兩個橫扁擔(dān)用兩個吊鉤起吊。如用一個主鉤以人字千斤起吊時,還必須配一根縱向扁擔(dān)以平衡水平分力。

(2)塊件裝船

塊件裝船在專用碼頭上進行。碼頭的主要設(shè)施是施工棧橋和塊件裝船吊機。棧橋的長度應(yīng)保證在最低施工水位時駁船能進港起運。棧橋的高度要考慮在最高施工水位時棧橋主梁不應(yīng)被水淹。棧橋?qū)挾纫紤]到運梁駁船兩側(cè)與棧橋之間需有不少于 0.5m的安全距離。棧橋起重機的起重能力和主要尺寸(凈高和跨度)應(yīng)與預(yù)制場上的相同。

(3)浮運

浮運船只應(yīng)根據(jù)塊件重量和高度來選擇?？刹捎描F駁船、堅固的木躉船、水泥駁船或用浮箱裝配。

為了保證浮運安全,應(yīng)設(shè)法降低浮運重心。開口艙面的船應(yīng)盡量將塊件置于船艙底板。必須置放在甲板面上時,要在艙內(nèi)壓重。

塊件的支墊應(yīng)按底面坡度用碎石子堆成滿鋪支墊或加設(shè)三角形墊木,以保證塊件安放平穩(wěn)。塊件一般較大,還需以纜索將塊件系緊固定。

2.3 懸臂拼裝

(1)懸臂拼裝方法

預(yù)制塊件的懸臂拼裝可根據(jù)現(xiàn)場布置和設(shè)備條件采用不同的方法來實現(xiàn)。當(dāng)靠岸邊的橋跨不高且可在陸地或便橋上施工時,可采用自行式吊車、門式吊車來拼裝。對于河中橋孔,也可采用水上浮吊進行安裝。如果橋墩很高、或水流湍急而不便在陸上、水上施工時,就可利用各種吊機進行高空懸拼施工。

(2)接縫處理及拼裝程序

梁段拼裝過程中的接縫有濕接縫、干接縫和膠接縫等幾種。不同的施工階段和不同的部位,將采用不同的接縫形式。

(3)穿束及張拉

①穿束

T型剛構(gòu)橋縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置有兩個特點:較多集中于頂板部位;鋼束布置對稱于橋墩。因此,拼裝每一對對稱于橋墩塊件用的預(yù)應(yīng)力鋼絲束須按錨固這一對塊件的長度下料。

②張拉

鋼絲束張拉前要首先確定合理的張拉次序,以保證箱梁在張拉過程中每批張拉合力都接近于該斷面鋼絲束總拉力重心處。

2.4 預(yù)應(yīng)力懸臂桁架梁的懸拼

(1)縱向分塊和拼裝方案。

(2)橫向組拼方式

在橋的橫斷面方向上,也有不同的組成方式。有由兩片以上平行的桁架片節(jié)段用橫向聯(lián)結(jié)系聯(lián)成整體后再拼裝的,也有各片節(jié)段挨次平行地拼裝然后用橫向聯(lián)結(jié)系構(gòu)件聯(lián)成整體的,也有在拼裝的過程中將上、下弦分別橫向聯(lián)成整體的板而腹桿采用較細(xì)的構(gòu)件,如澳大利亞的利普橋。

預(yù)應(yīng)力懸臂桁架梁利用布置在上弦構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力筋(束)懸拼。預(yù)應(yīng)力筋(束)一般為明槽筋(束)。構(gòu)件之間的接縫或接頭除根部第一節(jié)間與墩頂間采用濕接縫定位外,其他一般為膠接縫。需調(diào)整懸拼撓度時也可設(shè)濕接縫。調(diào)整撓度處理方法與箱梁T構(gòu)同。

預(yù)應(yīng)力桁架T構(gòu)懸拼用的吊機設(shè)備種類也與預(yù)應(yīng)力箱梁T構(gòu)懸拼時相同。

2.5 合攏段施工

(1)采用平衡重。

(2)采用兩懸臂端部分批交替架梁,以盡量減少墩柱所受的不平衡力矩。

用懸臂施工法建造的連續(xù)剛構(gòu)橋、連續(xù)梁橋和懸臂桁架拱,則需在跨中將懸臂端剛性連接、整體合攏。這時合攏段的施工常采用現(xiàn)澆和拼裝兩種方法。現(xiàn)澆合攏般預(yù)留1.5～2m,在主梁標(biāo)高調(diào)整后,現(xiàn)場澆筑混凝土合攏,再張拉預(yù)應(yīng)力索筋,將梁連成整體。節(jié)段拼裝合攏對預(yù)制和拼裝的精度要求較高,但工序簡單,施工速度快。