橫梁預(yù)制拼裝施工技術(shù)分析

劉家豪，許紅勝

長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410000

1 工程概況

峰林特大橋?yàn)橹骺?50m 的懸索橋。橋梁主跨采用550m懸索結(jié)構(gòu)，橋梁主跨采用550m 懸索結(jié)構(gòu)，引橋采用40 米跨徑裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T 梁。峰林特大橋3#、4#主塔皆由兩個(gè)塔柱，三道橫梁構(gòu)成。中橫梁設(shè)計(jì)長(zhǎng)26m、寬6m、高6m且重量達(dá)1470t。

2 總體施工流程及需要解決的主要問(wèn)題

2.1 預(yù)制拼裝中橫梁總體施工流程

預(yù)制拼裝中橫梁總體施工流程見(jiàn)圖1。

2.2 預(yù)制施工中的難點(diǎn)及采取的技術(shù)措施

2.2.1 中橫梁施工平臺(tái)的布置

以前的橋梁采用鋼桁梁結(jié)構(gòu)主要是受制于地形原因，沒(méi)有足夠的場(chǎng)地用于混凝土橋板的預(yù)制，峰林特大橋采取了在鋼桁梁結(jié)構(gòu)上直接鋪設(shè)混凝土預(yù)制板的方式，并通過(guò)橫向延伸兩側(cè)下橫梁來(lái)構(gòu)建中橫梁施工工作平臺(tái)，并在工作平臺(tái)上鋪設(shè)10mm 竹膠板，板下方用三角牛腿支撐。

2.2.2 液壓提升系統(tǒng)

與鋼結(jié)構(gòu)吊裝不同，大型混凝土預(yù)制件的吊裝精度要求非常高，稍有不慎就會(huì)造成混凝土開(kāi)裂，施工風(fēng)險(xiǎn)極高。因此本工程中最大提升單元共有8 臺(tái)液壓提升器。在每臺(tái)液壓提升器處各設(shè)置一套同步傳感器，用以測(cè)量提升過(guò)程中各臺(tái)液壓提升器的提升位移同步性。主控計(jì)算機(jī)根據(jù)這8 個(gè)傳感器的位移檢測(cè)信號(hào)及其差值，構(gòu)成“傳感器-計(jì)算機(jī)-泵源控制閥-提升器控制閥—液壓提升器-中橫梁吊點(diǎn)”的閉環(huán)系統(tǒng)，控制整個(gè)提升過(guò)程的同步性。

圖1 預(yù)制拼裝中橫梁總體施工流程

3 中橫梁預(yù)制提升

3.1 中橫梁預(yù)制

3.1.1 施工操作空間搭建

（1）外伸工作平臺(tái)搭建

圖2 牛腿布置平面圖

圖3 貝雷梁沿橋向間距布置

沿下橫梁橫向兩側(cè)各延伸2m，用于構(gòu)建中橫梁施工工作平臺(tái)。板下方采用三角牛腿支撐，牛腿下部采用焊接方式連接橫梁下橫梁兩側(cè)預(yù)埋件。三角牛腿由兩根I20b 工字鋼組成，兩個(gè)牛腿為一組，組內(nèi)牛腿中心線間距200mm，組與組中心線間距2850mm。牛腿沿下橫梁縱向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置，牛腿上方沿下橫梁橫向放置4 道槽鋼用作分配梁。牛腿布置圖如圖2 所示。

（2）貝雷梁支撐系統(tǒng)

中橫梁提升段采用貝雷片支架的方式進(jìn)行澆筑。貝雷片采用3m 長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)貝雷片，兩個(gè)貝雷片通過(guò)上下加強(qiáng)弦桿組裝貝雷梁。貝雷梁固定在下橫梁上。貝雷梁沿橫橋方向連續(xù)布置兩組；橫橋方向布置15 組，間距為組距順橋方向共15 排；貝雷梁頂沿順橋向方向布設(shè)I20 分配梁，間距75cm；分配梁頂部鋪設(shè)中橫梁底模。貝雷梁布置圖如圖3。

（3）防護(hù)棚

為了施工安全，工作平臺(tái)增設(shè)防護(hù)棚。防護(hù)棚由4 根組合鋼柱支撐。鋼柱高度10m，上部通過(guò)高強(qiáng)螺栓與防護(hù)蓋相連。同側(cè)柱子之間通過(guò)鋼絲防護(hù)網(wǎng)連接，形成維護(hù)結(jié)構(gòu)。下部固定在可以移動(dòng)的滑輪上，滑輪下方鋪設(shè)導(dǎo)軌，使之可以根據(jù)工作需要沿導(dǎo)軌移動(dòng)。

3.1.2 中橫梁預(yù)制段施工

（1）模板安裝

中橫梁預(yù)制平臺(tái)縱橋向采用12cm×12cm 方木作為縱向分配梁，腹板區(qū)方木間距為0.25m，底板區(qū)方木間距為0.33m。中橫梁底膜與側(cè)模均采用30mm 規(guī)格的竹膠板。同時(shí)內(nèi)模與外模采用Φ20 的對(duì)拉螺栓，對(duì)拉螺栓間距300mm，拉桿外套PVC 管，拆模時(shí)抽出對(duì)拉桿。澆筑完第一次混凝土后，搭支架安裝頂板模板。

（2）綁扎橫梁鋼筋

以測(cè)量組放樣標(biāo)示橫梁位置為依據(jù)，進(jìn)行橫梁鋼筋綁扎，并保證四壁保護(hù)層厚度符合要求。分兩次綁扎鋼筋是要避免難以拆除第一次內(nèi)模和無(wú)法安裝第二次內(nèi)模的情況。

（3）安裝預(yù)應(yīng)力管道

第一次綁扎鋼筋同時(shí)安裝預(yù)應(yīng)力管道，以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)確定預(yù)應(yīng)力管道位置，保證預(yù)應(yīng)力管道符合設(shè)計(jì)曲線，然后限位固定預(yù)應(yīng)力管道，避免混凝土澆筑過(guò)程中管道移位和偏位的出現(xiàn)。

（4）預(yù)留吊裝孔洞，預(yù)埋鋼板及螺旋筋

鋼筋綁扎以及模板搭建時(shí)，在下吊點(diǎn)位置預(yù)埋鋼板，螺旋筋及鋼絞線套筒。預(yù)埋鋼板和螺旋筋用來(lái)擴(kuò)散吊點(diǎn)的局部壓應(yīng)力。綁扎時(shí)，要精準(zhǔn)的確定其位置，采用井字型Φ10 鋼筋將鋼板預(yù)埋和螺旋筋固定在鋼筋骨架上，限位鋼筋間距為50cm，需使用長(zhǎng)度大于0.6m 鋼筋進(jìn)行每道的固定。

3.2 中橫梁提升

3.2.1 提升平臺(tái)搭建

當(dāng)塔柱超過(guò)中橫梁頂2 個(gè)節(jié)段后搭設(shè)提升平臺(tái)。平臺(tái)下為牛腿支撐，中間牛腿采用型號(hào)為400mm×500mm×20mm×20mm的箱型界面鋼材，兩邊牛腿采用型號(hào)為300mm×400mm×20mm×20mm 的箱形截面鋼材，牛腿間距2700mm。水平箱鋼之間通過(guò)一道工字鋼連接，牛腿上方放一根提升梁，提升梁上方相應(yīng)孔洞位置布置四臺(tái)液壓千斤頂。

3.2.2 拉壓橫向支撐安裝

在中橫梁提升過(guò)程中，塔柱收到較大的荷載的影響。為保證施工過(guò)程中塔柱的安全性。在提升平臺(tái)上方4m 處設(shè)置一道拉壓橫向支撐，放置于塔柱預(yù)埋牛腿上方。拉壓橫向支撐主要受到壓力作用，其中受壓柱為直徑630mm 的鋼管，壁厚10mm。聯(lián)系桿件為20a 工字鋼。橫向支撐示意圖見(jiàn)圖4。

圖4 拉壓橫向支撐

3.2.3 現(xiàn)澆段施工吊架安裝

當(dāng)中橫梁提升80cm 后，在橫梁提升吊點(diǎn)下方安裝兩根長(zhǎng)8m 的I20b 工字鋼拼成的提升梁，提升梁下方吊掛施工平臺(tái)。提升梁上方放置5 根支撐梁，用于構(gòu)建現(xiàn)澆段搭接平臺(tái)，支撐梁由兩根I30a 工字鋼拼成，長(zhǎng)3.4m。吊掛施工平臺(tái)三維模型見(jiàn)圖5。

圖5 吊掛施工平臺(tái)三維模型

3.3 中橫梁拼接

3.3.1 中橫梁預(yù)制段就位調(diào)整

預(yù)制段中橫梁提升至離設(shè)計(jì)位置300mm 左右開(kāi)始降速。當(dāng)中橫梁到距離設(shè)計(jì)標(biāo)高位置50mm 時(shí)，各吊點(diǎn)微調(diào)使中橫梁各定位點(diǎn)精確提升到達(dá)指定位置，液壓提升系統(tǒng)設(shè)備暫停提升工作。利用塔柱及橫梁上預(yù)埋件對(duì)中橫梁限位，保證中橫梁接縫現(xiàn)澆段施工時(shí)的懸空穩(wěn)定。

3.3.2 現(xiàn)澆段搭接平臺(tái)

中橫梁與索塔的搭接長(zhǎng)度為1.4m，在中橫梁限位后施工人員在吊籃中將提升梁上方支撐梁一端放入預(yù)埋鍵盒中，支撐梁上方沿中橫梁縱向放置4 道10 號(hào)槽鋼，間距400mm，用于搭建現(xiàn)澆段搭接平臺(tái)。

3.3.3 橫梁接縫現(xiàn)澆段施工

中橫梁預(yù)制段提升就位后，進(jìn)行橫梁濕接縫現(xiàn)澆施工。施工流程圖如下

圖6 施工流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

峰林特大橋中橫梁施工采用預(yù)制吊裝的新工藝，通過(guò)搭建外伸工作平臺(tái)和貝雷梁支撐系統(tǒng)來(lái)完成中橫梁的預(yù)制工作，通過(guò)提升平臺(tái)搭建和拉壓橫向支撐安裝來(lái)完成中橫梁的提升。實(shí)踐證明是可行的，當(dāng)主塔高度較大，使得橫梁無(wú)法正常施工，或施工風(fēng)險(xiǎn)較大時(shí)可以采用這種施工方案，其可以縮短施工工期，降低施工成本，對(duì)以后改橋型中的橫梁施工提供了一個(gè)方式方法，為相關(guān)的工程應(yīng)用提供了基礎(chǔ)資料。