王清陽 朱斌典
(中交二航局第四工程有限公司,安徽 蕪湖 241000)
五峰山長江特大橋是世界首座超千米級公鐵兩用、跨徑布置為 (84+84+1092+84+84) m的雙塔連續(xù)鋼桁梁懸索橋。北錨碇錨塊按上下結構分為錨塊二和錨塊一,錨固系統(tǒng)主體結構位于錨塊一中。錨塊總高度為54.1 m,橫橋向長度為70.2 m,順橋向長度為56.41 m,共分為18層施工 (1~17層每層高度為3 m,第18層高度為3.1 m),鋼筋用量約2 140 t,混凝土理論方量為135 347 m3;錨固系統(tǒng)主要包括22根后錨梁和384根錨桿,總重量約7 000 t,其中后錨梁安裝完成后,錨桿分為4批次進行安裝。
方案1:錨塊與錨固系統(tǒng)安裝常用施工方案。先進行錨固系統(tǒng)支架搭設,然后安裝錨固系統(tǒng)并進行調整、最后進行錨塊的分層施工。
方案2:錨塊與錨固系統(tǒng)安裝交叉施工方案。先進行“臺階型”錨塊基座及后錨梁支架施工,接著后錨梁安裝、調整與錨桿支架搭設同步進行,然后分批次錨桿安裝、調整與對應層位錨塊施工交叉進行,最后施工剩余錨塊。
方案1的缺陷主要有:①錨固系統(tǒng)噸位大,部分支架結構受力不均勻,易產生形變,存在安全隱患,風險大;②錨塊集中施工時,易對支架及調整后的錨固系統(tǒng)桿產生碰撞或者擠壓造成變形,影響桿件的安裝精度,質量差;③錨固系統(tǒng)支架強度及穩(wěn)定性要求高,故支架消耗原材料量大,且無法再利用,不經濟;④錨塊集中施工時,易導致混凝土原材料供不應求,進而形成窩工,造成工期延長。
方案2的優(yōu)點主要包括:①針對后錨梁噸位大、尺寸長的特點,采用“臺階型”錨塊基座與型鋼支架組成的后錨梁支撐體系,降低了后錨梁支架重心,同時也提高了支架剛度及穩(wěn)定性,確保后錨梁的安裝精度;②采用交叉施工的方法,既可以利用混凝土對錨桿形成固定端約束,減少自由端支架受力,又可以在確保安全、質量的前提下,對錨桿支架進行優(yōu)化,減少鋼材投入,降低施工成本;③交叉施工時,錨固系統(tǒng)桿件及支架的自由端數量隨著錨塊層位的增加而減少,整體剛度及穩(wěn)定性增加,降低施工風險;④交叉施工可提高工序間的銜接效率,方法合理,工期可控。
綜上所述,本案采用錨塊與錨固系統(tǒng)安裝交叉施工的方法,符合實際情況,并取得良好的效果。
錨塊與錨固系統(tǒng)安裝交叉施工的總體工藝流程如下:錨固系統(tǒng)支架預埋件安裝→“臺階型”錨塊基座施工→后錨梁支架及錨桿支架搭設→后錨梁安裝、調整→錨桿分批次安裝、調整 (對應層位的錨塊施工) →錨桿支架接高→剩余層位的錨塊施工。
表1 錨桿安裝批次對應錨塊分層澆筑的層位
(1) 錨固系統(tǒng)支架預埋件安裝。按照設計圖紙要求進行預埋件加工、安裝與定位。為確保后續(xù)錨固系統(tǒng)支架安裝精度和焊接質量,埋件形心偏位不>5 mm。
(2) “臺階型”錨塊基座施工。在后錨梁對應的投影區(qū)域進行“臺階型”錨塊基座先行施工。基座作為錨塊的一部分,進行提前施工,既減少了交叉施工時的工序轉換時間,又可以提高后錨梁支架體系的整體剛度。
(3) 后錨梁支架及錨桿支架搭設。后錨梁支架在“臺階型”錨塊基座施工完成后進行,搭設時需嚴格控制支架結構的焊縫質量,確保滿足設計及規(guī)范的要求。錨桿支架采用分節(jié)段安裝的方法,隨錨塊層位增加及錨桿安裝進度要求進行接高。錨桿支架在空間上存在一定的傾斜角度,安裝時需進行嚴格控制,防止與后續(xù)錨桿安裝存在干涉現象。單片支架定位后,應盡快將各單片支架用聯系撐聯結形成整體進而增加穩(wěn)定性,且需控制各部位的焊縫質量。
(4) 后錨梁安裝、調整。采用350 t履帶吊進行后錨梁吊裝和大范圍的調節(jié),利用千斤頂進行小區(qū)域、小接觸面的調整。調整到位后對錨梁進行限位。
(5) 錨桿分批次安裝、調整( 對應層位的錨塊交叉施工)。錨桿從下往上按批次進行安裝,安裝一個批次的錨桿并進行調整,然后施工對應該批次的錨塊,依次循環(huán)直至最后一批錨桿安裝、調整完成,在此交叉施工過程中,錨固系統(tǒng)桿件逐漸被混凝土包裹形成固定端,對支架的作用力越來越小,整體剛度及穩(wěn)定性大幅增加,降低安全風險,減少支架用材,也提高了錨固系統(tǒng)的安裝精度。
(6) 錨桿支架接高。由于單片錨桿支架尺寸長、噸位大,起重吊裝難以進行,故在制作時將單片支架進行節(jié)段分割,各節(jié)段隨著錨固系統(tǒng)安裝進度進行提前搭設、焊接、加固。
(7) 剩余層位的錨塊施工。錨固系統(tǒng)安裝完成后,對剩余錨塊依次進行施工。
(1) 嚴格控制支架焊縫質量。錨固系統(tǒng)總重約7 000 t,支架整體自重約600 t。作為直接受力對象,支架在加工、搭設安裝及接高時需嚴格把控焊縫質量,對焊縫進行排查,不滿足設計及規(guī)范要求的焊縫必須加焊或者采取其他加固措施。
(2) 注重吊裝安全。本案中的單件Mh2后錨梁噸位最大,為42.4 t。錨固系統(tǒng)安裝前對各種桿件進行吊裝模擬,同時,計算分析各類工況下所采用的吊具規(guī)格,吊裝時嚴格使用所選規(guī)格的吊具進行安裝。
(3) 工序轉換是本案的難點。交叉施工時,不可避免地存在工序轉換。項目管理人員應加強施工現場管理,規(guī)范施工,對存在沖突的工作面積極協(xié)調處理,確保工序轉換能夠順利進行。
工序轉換時,下道工序應對上道工序的成果進行保護,避免因操作失誤造成返工,延誤工期。例如:錨塊施工時,應避免振搗器或者吊裝物件碰觸錨固系統(tǒng)桿件造成偏差;錨固系統(tǒng)安裝時,應將與桿件干涉的鋼筋進行掰彎處理,嚴禁直接切割造成后續(xù)鋼筋接長時焊接長度不滿足規(guī)范要求。
大型吊裝作業(yè)時,應有專人進行指揮且信號明確無歧義,極端天氣如高溫、大風、大雨、大霧、嚴寒等情況下嚴禁進行起重吊裝作業(yè)。
加強現場安全教育和管理。桿件表面涂裝的密封膠為易燃物,焊接、氣割等作業(yè)時應對密封膠進行重點保護,防止引發(fā)火災。
本案中錨塊與錨固系統(tǒng)安裝交叉施工是北錨碇施工過程中控制的重點和難點,技術要求高。這就要求施工管理者及時掌握各工序的動態(tài),并進行分析協(xié)調,做到工序轉換的可控性和流暢性。本案中的交叉施工工藝,可為類似的錨碇施工提供借鑒。