輕軌懸臂梁掛籃工程中的綜合施工技術(shù)

1  工程概況

青島藍(lán)色硅谷軌道交通工程跨濱海公路懸臂梁中心里程K67+134.819，跨徑為56.386m+90m+56.386m,處于藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程項(xiàng)目線路鹽田西站~王村新城站區(qū)間，該連續(xù)梁為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，梁體為兩向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，腹板布有ф32mm豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼，頂板、底板和腹板留有縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道。箱梁0號(hào)段長(zhǎng)12m，其中橋墩兩側(cè)各外伸4.4m，每個(gè)“T”構(gòu)沿縱橋方向分為10個(gè)對(duì)稱梁段。箱梁采用變截面單箱單室斷面，懸臂梁施工采用2套菱形掛籃同步施工，靠濱海公路側(cè)確保公路雙向4車道通行，限高4.5m。其施工流程確保了各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量、安全、進(jìn)度和投資控制都取得了預(yù)期效果。因?yàn)槭强绯鞘薪煌ǖ缆肥┕ぷ鳂I(yè)，所以必須采用懸臂法掛籃施工，該掛籃具有自重輕，拼裝簡(jiǎn)單，走行方便，綜合技術(shù)指標(biāo)高的特點(diǎn)。

2  掛籃設(shè)計(jì)

一般說來，主桁架和行走及錨固系統(tǒng)是掛籃兩個(gè)最主要的組成部分。其實(shí)掛籃一共由5個(gè)部分組成，除了主桁架和行走及錨固系統(tǒng)以外，還有吊桿系統(tǒng)、底托系統(tǒng)和模板系統(tǒng)，其式樣和結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 主桁架系統(tǒng)

主桁架是一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的空間桁架，其通常由兩片桁片組成，這兩片桁片是三角形狀。為確保主桁架的穩(wěn)定性以及剛度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，通常在中間設(shè)置一個(gè)中門架。為了施工安全，主桁架的用材比較講究。豎桿旁邊有吊架。吊架多用于底托系統(tǒng)、后托梁和外側(cè)模。

2.1  行走及錨固系統(tǒng)

預(yù)應(yīng)力張拉需要滿足一定的條件，并不是剛澆灌完就可以進(jìn)行。這些條件包括齡期達(dá)到或超過5d，強(qiáng)度和彈性模量均達(dá)到設(shè)計(jì)的100%。張拉操作完成以后，再用倒鏈滑車牽引主桁架向前移動(dòng)，移動(dòng)的速度很慢而且均勻。在這個(gè)過程中，通過前吊帶的牽引，底平臺(tái)和內(nèi)外模也同時(shí)滑動(dòng)。為了減少滑動(dòng)過程中的摩擦力，通常在行走軌道上鋪設(shè)不銹鋼板，但不銹鋼板不宜太厚，一般只有4mm。行走軌道要通過豎向的鋼筋錨固，因此在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到這一點(diǎn)，間隔焊接就是一個(gè)很好的解決辦法。在鋼筋的側(cè)位置都留有空隙，確保掛籃順利通過。

2.2  提吊系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)的主要作用是連接主桁架和底模平臺(tái)。為了確保效果，一般的吊桿都采用螺紋鋼，螺紋鋼的直徑是32mm。底座系統(tǒng)的標(biāo)高依靠千斤頂來調(diào)節(jié)。

2.3  底托系統(tǒng)

底座系統(tǒng)的組成部分比較復(fù)雜，由托梁、縱梁、護(hù)欄等部分組成。底座因涉及到整個(gè)支架的穩(wěn)定性，因此需要螺栓進(jìn)行固定，底縱梁直接連接固定的地方是底盤模板——更確切說是其“橫肋”。后托梁也必須固定于梁體，前托梁必須與前橫梁連接。

2.4  模板系統(tǒng) 

外模模板的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，由一塊6mm厚的鋼板加型鋼帶，以及側(cè)模的桁架鋼組成。內(nèi)膜系統(tǒng)一般由鋼帶拼接焊連而成，是一個(gè)可以調(diào)節(jié)的支撐架。內(nèi)外膜通過對(duì)拉的螺栓進(jìn)行連接，一般都采用內(nèi)滑梁整體移動(dòng)。在施工過程中，如果遇到齒板等障礙物時(shí)，可將內(nèi)膜里面的下角鋼板進(jìn)行拆除，最終完成澆筑任務(wù)。拆除的時(shí)候，可對(duì)錨固端進(jìn)行放松，這樣就可以進(jìn)行下沉和前移等各種操作。

3  掛籃安裝

3.1  掛籃試拼裝

為了確保準(zhǔn)確無誤，一般在廠家進(jìn)行調(diào)試，廠家調(diào)試好了以后再發(fā)貨，節(jié)省客戶的許多時(shí)間。也可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。在現(xiàn)場(chǎng)操作有一大好處，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行安裝調(diào)試，實(shí)現(xiàn)一步到位。

3.2  安裝順序

整個(gè)安裝程序比較復(fù)雜，經(jīng)過許多環(huán)節(jié)，從測(cè)量放線開始，一共有12個(gè)環(huán)節(jié)，順序打亂，這導(dǎo)致無法安裝，一旦返工則浪費(fèi)更多的人力和時(shí)間，情況嚴(yán)重的還會(huì)影響工期。

1）測(cè)量放線  在放線之前必須對(duì)工作面上的雜物進(jìn)行清理，砼面也要鏟平，放出主桁、前后上梁的中線。

2）鋪設(shè)墊梁  墊梁鋪設(shè)在滑移梁的中線上，10:00的位置必須鋪滿，而且做到有1m的間隔。

3）安裝滑移梁、支點(diǎn)、主桁  滑移梁裝在墊梁上，支點(diǎn)、主桁裝在滑移梁上。

4）安裝上橫梁  先把支點(diǎn)主桁和后上橫梁連在一起，然后再把前上橫梁裝上，然后通過焊接的方法把上橫梁和主桁連成一個(gè)整體。

4  掛籃預(yù)壓

1）預(yù)壓的目的主要是檢驗(yàn)安全性，確保掛籃不出問題，消除結(jié)構(gòu)變形。

2）必須在掛籃調(diào)試完成以后才能進(jìn)行。如果不注意這一點(diǎn)，在施工過程中很容易出現(xiàn)返工的情況。

3）常用的方法是砂袋堆載（見圖2）。

圖2 砂袋堆載預(yù)壓

4）通過荷載測(cè)出非彈性變形，繪制出荷載與掛籃在預(yù)壓下的變形曲線。

5）通過設(shè)在懸臂端的3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)出標(biāo)高和回彈值，并得出掛籃的兩個(gè)數(shù)值：彈性變形的數(shù)值和非彈性變形的數(shù)值。

5  掛籃行走

懸臂的澆注過程也比較復(fù)雜，這主要是因?yàn)閽旎@要慢慢分段移動(dòng)。把整個(gè)澆筑工程分成若干梁段，完成這一段以后，掛籃才能移動(dòng)到下一個(gè)梁段，具體的工作步驟是這樣的：

1）張拉、壓漿完畢之后，進(jìn)行脫模。

2）上拔力通過錨固轉(zhuǎn)換的方式轉(zhuǎn)給后錨的小車。

3）拆除后錨桿，錨固外側(cè)的后吊桿，懸掛后托梁。

4）在2＃塊鋪設(shè)軌道，并通過焊接的方法，把這根軌道和原有軌道連成一體。

5）兩側(cè)的耳板焊接在下旋桿上。倒鏈重達(dá)10t，配在下弦桿的兩側(cè)。為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還要安裝橫梁吊點(diǎn)的扣架。掛籃行走時(shí)要十分小心，做到勻速平滑、平移同步行進(jìn)，隨時(shí)掌握掛籃中線是否與箱梁軸線出現(xiàn)偏差，并隨時(shí)糾正偏差。

6）錨固轉(zhuǎn)換。這個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)簡(jiǎn)單。

7）對(duì)底模的后吊桿進(jìn)行安裝。這個(gè)環(huán)節(jié)并不復(fù)雜。

8）對(duì)模板的位置進(jìn)行調(diào)整并比較高。

9）梁段頂板鋼筋的安裝，必須在以下工作完成后才能進(jìn)行：底板和腹板的鋼筋捆扎完成以后，把內(nèi)模到相應(yīng)的位置，然后進(jìn)行標(biāo)高的調(diào)整。

10）澆注混凝土完成以后，張拉操作完成以后，就可以進(jìn)入掛籃移動(dòng)的下一個(gè)循環(huán)了。

11）后錨位置的連接墩預(yù)埋有兩根螺紋鋼筋于兩側(cè)。2#塊澆注完畢，此時(shí)的掛籃拖移至下一個(gè)施工段位。此時(shí)的操作順序如下：錨固掛籃的后部，頂起前支點(diǎn)，對(duì)錨固的軌道鋼筋進(jìn)行拆除——并將其拉到下一個(gè)工作段位進(jìn)行錨固，調(diào)節(jié)千斤頂將移動(dòng)過來的掛籃安置于軌道上，拆除錨固的鋼筋，把掛籃牽引到下一個(gè)澆鑄的段位。牽引是用倒鏈進(jìn)行牽引。

12）因?yàn)槭┕さ男枰?，掛藍(lán)有時(shí)候要進(jìn)行倒退行走的操作。進(jìn)行這樣的操作時(shí)，必須先錨固軌道，然后處理倒鏈。倒鏈的兩端分別連接在弦桿耳板和預(yù)埋的穩(wěn)固的鋼筋上。掛籃倒退行走的速度要緩慢而且均勻、同步。

6  結(jié)語

綜上所述，采用掛籃懸臂進(jìn)行施工，之所以受到眾多的施工單位的歡迎，因?yàn)槠渚哂衅渌┕し椒o法比擬的優(yōu)點(diǎn)。比如，因?yàn)槠渚徛鶆虻匦凶?，使受力十分明確；因?yàn)榭鐧谧陨淼闹亓?，使整體剛度比較大，而且變形??；在施工過程中其容易拼裝、容易操作，質(zhì)量有保障等等。此外，掛籃懸臂施工不用搭建過多的支架，受限制的條件也比較少，從經(jīng)濟(jì)效益的角度來說是比較合算的。

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