高春鵬
( 中鐵三局五公司,廣西 南寧 523000)
橋梁工程頂推施工單點(diǎn)頂推施工的理論基礎(chǔ)為:
在上述公式中:H 為千斤頂集中頂拉力時(shí),Rj、fj、αj分別為第j 橋墩滑道瞬時(shí)的垂直支反力、支點(diǎn)相應(yīng)的靜摩擦系數(shù)以及橋梁縱坡坡率,其中的“+”、“-”分別對(duì)應(yīng)上坡頂推和下坡頂推。
單點(diǎn)頂推施工項(xiàng)目中,在橋梁的橋臺(tái)或者在橋墩上安裝了頂推動(dòng)力系統(tǒng),然后分別讓豎直方向上的千斤頂(在縱向滑道)和水平方向上的千斤頂(背墻為支承點(diǎn))聯(lián)合啟動(dòng),讓梁體在頂推作用下的以向前移動(dòng)目的。如圖1 所示,為單點(diǎn)頂推施工示意圖。
圖1 單點(diǎn)頂推施工示意圖
在上述公式中:Fj、Nj、fj、αj分別為第j 橋墩或橋臺(tái)千斤頂?shù)淖饔昧?、支點(diǎn)瞬時(shí)支反力、支點(diǎn)相應(yīng)摩擦系數(shù)以及橋梁縱坡坡率,其中的“+”、“-”分別對(duì)應(yīng)上坡頂推和下坡頂推。
采用多點(diǎn)頂推法的可以為頂推全過(guò)程提供必須的頂推動(dòng)力,而且在頂推時(shí)水平推力與墩臺(tái)之間的摩擦力與水平千斤頂對(duì)墩臺(tái)水平作用力相平衡,保證柔性高墩的安全。當(dāng)前多點(diǎn)頂推施工動(dòng)力體系都使用穿心千斤頂、鋼絞線束、自動(dòng)工具錨配套裝置。
預(yù)制場(chǎng)的定義是在頂推施工中包含的兩個(gè)因素①預(yù)制箱梁②頂推過(guò)渡的場(chǎng)地,普遍是安排的位置是橋臺(tái)后,用來(lái)進(jìn)行模板制作及鋼索加工、攪拌混凝土、水泥堆放等作業(yè)。預(yù)制場(chǎng)的長(zhǎng)度應(yīng)大于預(yù)制節(jié)段長(zhǎng)的三倍左右。完成主梁節(jié)段預(yù)制的過(guò)程后采用動(dòng)力裝置將節(jié)段向前頂推,進(jìn)行下一節(jié)段的澆筑施工。設(shè)置過(guò)渡孔可以有效避免梁段在到達(dá)主跨前出現(xiàn)高程變化,或者梁尾出現(xiàn)轉(zhuǎn)角的現(xiàn)象發(fā)生。
節(jié)段預(yù)制是一個(gè)周期性生產(chǎn)的過(guò)程,一般在一個(gè)位置上完成,是頂推施工中對(duì)施工質(zhì)量和工期起決定作用的環(huán)節(jié)。節(jié)段預(yù)制的模板宜使用鋼模板,以作重復(fù)使用。模板的構(gòu)造與施工方法有關(guān),施工方法主要有兩種:(1)節(jié)段在預(yù)制場(chǎng)澆筑完成后,張拉預(yù)應(yīng)力筋并頂推出預(yù)制場(chǎng);(2)預(yù)制場(chǎng)先完成底板澆筑,張拉部分預(yù)應(yīng)力筋后即頂推出預(yù)制場(chǎng)。模板的外模必須采用大塊整體的形式,而其內(nèi)模則可采用整體拖出并整體推進(jìn)的形式[1]。
整體滑道是頂推施工中的重要部分,它由五個(gè)部分組成,分別是活動(dòng)底模板、滑塊、滑道板、滑道梁、重軌支座等?;缐|塊主要是用來(lái)替代支座的塊狀物,最好是固定在支座墊石上,且要安裝穩(wěn)妥。滑道板的主體鋼板厚度應(yīng)大于40 毫米,橫向?qū)挾葢?yīng)大于滑塊寬度的1.1 倍左右,設(shè)計(jì)縱向長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)考慮滑道反力所需滑板數(shù)量?;瑝K的構(gòu)造為板式橡膠支座和一層聚四氟乙烯板?;蹇筛鶕?jù)工程實(shí)際情況向廠家預(yù)定,厚度應(yīng)在24 毫米左右適宜。
頂推施工中的橫向?qū)蚴潜WC頂推正確就位的重要環(huán)節(jié)。為了保證頂推正確就位,需要在主梁兩側(cè)布置橫向的水平千斤頂裝置,一般只控制“梁段剛離開(kāi)預(yù)制場(chǎng)的部位”以及“最前端的橋墩”這兩個(gè)位置,因此導(dǎo)向裝置將隨施工進(jìn)度而變換位置。為了控制梁尾端橫向位置,需要在預(yù)制臺(tái)座前臨時(shí)墩的兩側(cè)分別按安裝糾偏器,保證梁尾與預(yù)制模板正位接頭。
在橋梁工程頂推施工中出現(xiàn)的開(kāi)裂問(wèn)題大多出現(xiàn)在“箱梁底板與腹板連接的滑動(dòng)承托部位”、“箱內(nèi)腹板與底板的轉(zhuǎn)角位置”等,主要表現(xiàn)為縱向裂縫。根據(jù)施工實(shí)踐,采取如下措施可有效避免防開(kāi)裂問(wèn)題:加強(qiáng)導(dǎo)梁與梁體之間的聯(lián)結(jié)處理,嚴(yán)格控制梁底的平整度;嚴(yán)格控制好各滑道高程誤差大小、滑板尺寸;設(shè)置體外明筋臨時(shí)束;然后看當(dāng)時(shí)的施工狀況適當(dāng)增加箱梁的構(gòu)造鋼筋等。
梁體“爬行”問(wèn)題主要表現(xiàn)為梁體在頂推作用下每前進(jìn)5-10 毫米的距離即停頓0.5-1 秒,千斤頂油壓產(chǎn)生1-2MPa的擺動(dòng),使得橋梁橋墩出現(xiàn)明顯的擺動(dòng)。導(dǎo)致梁體“爬行”問(wèn)題產(chǎn)生的因素有梁體與滑道間摩擦系數(shù)、橋梁橋墩剛度和拉桿的彈性模量等。采用自動(dòng)頂推錨具以及連續(xù)頂推新工藝應(yīng)用于頂推施工技術(shù)可在一定程度上減少這種不安全現(xiàn)象。
在頂推施工中,由于梁底板的預(yù)制誤差、雜質(zhì)侵蝕滑道板表面、滑塊在頂推過(guò)程中對(duì)滑板的磨損等因素,在加上滑板使用周轉(zhuǎn)次數(shù)多,容易造成滑板損壞的現(xiàn)象。根據(jù)相關(guān)施工實(shí)踐,采取了如下措施可以有效減少滑板損壞現(xiàn)象:控制滑板安裝誤差和表面光潔度;滑道板進(jìn)口設(shè)計(jì)成圓弧坡度;控制底模剛度和箱梁底板平整度;合理控制頂推速度;采取滑板的潤(rùn)滑措施等。
總之,頂推施工技術(shù)是橋梁工程項(xiàng)目中常見(jiàn)的一種施工技術(shù),由于施工所需空間小、操作安全性高等優(yōu)勢(shì)而廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)項(xiàng)目,極大的促進(jìn)了我國(guó)橋梁事業(yè)發(fā)展。從頂推施工技術(shù)的施工原理、施工方法、頂推關(guān)鍵技術(shù)以及施工中應(yīng)注意的問(wèn)題等對(duì)頂推施工技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究,有助于我們更好的將頂推施工技術(shù)應(yīng)用于橋梁建設(shè)事業(yè),具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[1]鄭建新、姜紅濤福元路湘江大橋梁拱組合橋頂推施工及受力研究[J].中國(guó)港灣建設(shè),2009,(15) :128-136.