常 勇
(中鐵十八局集團建筑安裝工程有限公司,天津300308)
大量橋梁工程施工建設實例表明,科學合理地應用鋼板-混凝土梁組合橋梁施工安裝技術(shù),既能大幅度提升施工效率,也能有效保證橋梁工程施工質(zhì)量,符合目前我國橋梁工程事業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的要求,值得大范圍推廣應用。
某種高速公路,主線里程為K105+800~K028+900,全長13.1km,共有橋梁16座,其主線橋梁14座,共計5737.4m,匝道橋梁2座,共計282.5m,大橋12座,中型橋梁4座,其中延河大橋采用了鋼板-混凝土組合梁,取得了良好成效,值得其他施工單位大力參考和借鑒。
案例工程鋼筋-混凝土梁采用了工程預制的半成品,在工地組裝焊接成成品,具體施工安裝要點如下:
案例工程橋梁在施工中鋼材主要采用了符合《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》中的相關(guān)規(guī)定,滿足下列技術(shù)指標的具體要求:第一,橋梁工程施工中所用到的鋼板,生產(chǎn)廠家不得隨意更換鋼板的材質(zhì)和規(guī)格,并派遣相關(guān)專業(yè)人員常駐生產(chǎn)企業(yè)進行監(jiān)督檢查,確保每一塊鋼板都符合設計標準;第二,鋼材運到施工現(xiàn)場后,需要對出廠質(zhì)量證明書進行全面檢查,并在監(jiān)理人員的監(jiān)督下進行取樣復檢,確認無誤后才能投入到橋梁施工建設中;第三,在進行鋼板切割時,要優(yōu)先考慮數(shù)控、自動、半自動切割,如果采用火焰切割,則要嚴格控制火焰切割的倒角,倒角的半徑要控制在0.5mm~2.0mm之間;第四,在進行鋼板梁整體組裝過程中,必須在專用的胎架上進行,因此,對胎架的承載力有非常嚴格的要求,避免在組裝過程中因為不均勻沉降,而引起鋼板梁段發(fā)生變形。
在鋼板梁焊接前,要先清除焊接區(qū)域的鐵皮、油污、銹跡等,促使鋼板焊接表面露出金屬面。在具體焊接過程中,母材非焊接部位,不能進行焊接引弧。如果焊縫比較深,則要進行分層多次焊接,并注重連續(xù)施焊和層間溫度的控制,每焊接完一層都要待焊渣和其他缺陷全部都清理完成以后,才能進行下一道焊接。
在具體焊接時,要首選全自動焊接,避免因為人為操作失誤,而影響焊接質(zhì)量。特別是在主梁橫向焊縫時,嚴禁采用人工焊接,焊接完成后還要進行全面質(zhì)量檢測,確保每個細節(jié)的焊接質(zhì)量。
案例工程對鋼板焊接質(zhì)量有非常嚴格的要求,因此,采取一系列科學合理的焊接檢驗方法,才能保證焊接質(zhì)量,提升橋梁工程施工建設的總體質(zhì)量。該橋梁工程對焊接接頭評定標準為:對焊接縫不低于母材標準值的焊接接頭,超強不得大于實際屈服強度的25%;延伸率不能低于焊接母材的標準值;而冷彎則要求180°不裂。
在具體檢驗過程中,可采用射線和超聲波兩種方法來科學合理地檢驗焊縫是否滿足實際要求,國家標準《鋼熔化焊對接接頭照相和質(zhì)量分級》中明確規(guī)定,橋梁工程施工建設中,鋼材和鋼板焊接時,射線照相的質(zhì)量等級不能低于B級,焊縫內(nèi)部質(zhì)量要達到Ⅱ級。
根據(jù)橋梁工程所在的實際位置和具體情況,采用大平板車來運輸鋼板梁,但案例工程施工建設中所采用的鋼板梁具有超長、超寬、質(zhì)量重大的特性,為避免在施工中造成不必要的碰撞損壞,在運輸前要事先和交通管理部門取得溝通聯(lián)系,從根本上確保整個運輸過程的安全性。同時在運輸過程中,還要采用錨釘來固定鋼板梁,并加強對鋼板梁的保護,避免發(fā)生變形和傾覆。
在搭設臨時支架時,充分考慮了鋼板-混凝土梁的實際重量和分段長度以及現(xiàn)場地形,決定采用八三式鐵路輕型軍用橋梁墩來搭設臨時支架,和其他支架相比,八三式鐵路輕型軍用橋梁墩搭設的支架具有以下幾點優(yōu)勢:第一,安裝速度比較快,只要準備工作就緒以后,即可開始安裝,在6~8小時內(nèi),就可以完成10m高的橋墩結(jié)構(gòu)搭設;第二,具有很強的機動性,主要單元是線性桿件,其中最大桿件的重量也只有253kg,可大幅度提升人工裝卸的便捷性和速度;第三,器材相對輕便,結(jié)果簡單。
在鋼板梁吊運時,要先檢查吊具的剛度能否滿足鋼板梁吊裝的實際需求,并均勻分布吊點,避免在吊裝過程中,發(fā)生扭轉(zhuǎn)和側(cè)傾。遵循輕吊輕放的原則,在鋼板梁安裝前,還要對臨時支架、吊機起吊的能力進行全面驗算。同時,還要嚴格控制各個跨梁的長度誤差,確保鋼板梁支持隔板和支持底座對位的準確性,最大限度上提升鋼板梁底座和支座頂面安裝的密貼性,嚴禁存在較大縫隙。
在就案例工程而言,在具體施工建設中,充分考慮了實際情況和現(xiàn)有技術(shù),決定采用架橋機逐孔架設的施工方法。具體施工步驟如下:
第一步,確保基礎(chǔ)、橋墩施工的質(zhì)量,并搭設第一跨臨時支架,進行基礎(chǔ)跨鋼板梁的吊裝和焊接,并進行行車道板預制和鋼板梁節(jié)段的加工。具體情況如圖1所示:
圖1 基礎(chǔ)梁臨時支架
第二步,根據(jù)按照基礎(chǔ)梁臨時支架搭設程序,反向拆除臨時支架,然后安裝第一跨行車道板。具體情況如圖2所示:
圖2 第一跨行車道板安裝
第三步,將架橋機移動到下一孔處,當?shù)谌玟摿旱跹b安裝到設計位置以后,再進行鋼梁焊接。然后安裝第二跨預制行車道板,并進行槽口濕接縫澆筑操作。待上述操作全部完成以后,再進行第二跨縱向鋼筋的焊接操作,具體現(xiàn)場施工圖如圖3所示:
圖3 第二跨鋼板-混凝土組合橋梁施工
第四步,重復第三步的內(nèi)容,逐步完成其他跨的安裝,具體施工示意圖如圖4所示:
圖4 持續(xù)完成其他跨施工
第五步,張拉全聯(lián)未張拉橫向預應力,鋪設二期恒載,完成附屬設施安裝。具體操作圖如圖5所示:
圖5 附屬設施安裝操作示意圖
1.鋼筋加工和安裝
在案例工程預制行車道板橫向施工安裝中,主要采用了全寬預制式的施工方法,在進行橫向預應力張拉施工時,分別進行預制場張拉和橋面張拉。該橋梁行車道板的寬度在12.25m~12.75m之間,承托板的厚度為0.4m,鋼板梁的厚度為0.27m。當橋面板鋼筋鋼板復試合格以后,即可進行加工制作,同時還要做好標識,并分類堆放,避免發(fā)生錯用和混用現(xiàn)象。案例工程對施工質(zhì)量有非常嚴格的要求,因此需要嚴格控制鋼筋安裝的允許偏差。具體如表1所示:
表1 鋼筋安裝允許偏差
2.模板安裝
在案例工程模板安裝中,主要采用了木質(zhì)模板。在應用前,還要及時清除模板表面的各種雜物,而在進行側(cè)模板安裝時,為有效防止模板發(fā)生位移和變形,安裝側(cè)面時可采用加筋板進行固定焊接,并由專業(yè)工程師,對模板施工質(zhì)量進行就檢驗,確認達到設計標準后才能進行下一道工序施工。為保證混凝土行車道板安裝質(zhì)量,模板安裝允許偏差范圍要根據(jù)表2所示的內(nèi)容進行操作。
表2 模板安裝允許偏差
3.混凝土澆筑
本次鋼板-混凝土梁組合橋梁的施工安裝時采用混凝土的標號為C50,坍落度控制在6cm~10cm之內(nèi),可在混凝土拌和站進行集中拌制。但在澆筑時,研究采用泵送式澆筑,坍落度不能超過10cm,要一次性澆筑成型,中間不留施工縫。
4.養(yǎng)護和拆模操作
當混凝土澆筑完成以后,可在頂面進行拉毛處理,等混凝土終凝后,再進行灑水覆蓋養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不能低于15天,養(yǎng)護時灑水量要根據(jù)周圍環(huán)境的深度和溫度進行合理調(diào)控,確?;炷帘砻鏁r刻處于濕潤狀態(tài)。當混凝土強度達到30MPa以上時,方可進行脫模起吊操作,預制板臨時堆放要根據(jù)設計要求,合理設置堆放支撐點,同時堆放的層數(shù)不可超過三層,并在層與層之間墊上枕木,避免發(fā)生相互摩擦和碰撞,影響模板下次使用。
5.張拉操作
混凝土達到設計強度的90%后方可張拉預應力鋼束,張拉控制應力1395Mpa。兩端均采用張拉錨具,施工時一端鎖死,另一端張拉,單端交錯張拉。
6.行車道板的安裝
在進行行車道板和鋼板梁黏結(jié)時,要采用專用膠和涂布型施工方案。主要施工工藝為:界面處理→配置鋼砼黏結(jié)膠→涂抹鋼砼黏結(jié)膠→吊裝安裝預制板→清除多余的黏結(jié)膠→靜置養(yǎng)護。
綜上所述,本文結(jié)合工程實例,深入分析了鋼板-混凝土梁組合橋梁的施工安裝要點,分析結(jié)果表明,鋼板-混凝土組合式橋梁,在施工成本、施工效率、施工質(zhì)量等方面皆有非常明顯的優(yōu)勢,符合目前我國道路橋梁工程持續(xù)穩(wěn)定和相關(guān)規(guī)范及標準的需求,值得大范圍推廣應用。