王禮武,錢棟棟,國(guó) 輝
(1.中車建設(shè)工程有限公司,北京 100078;2.中鐵一局集團(tuán)第二工程有限公司,唐山 063004)
隨著國(guó)內(nèi)外大跨度橋梁的大量出現(xiàn),鋼管貝雷梁支架在橋梁施工中作為臨時(shí)支架被越來越廣泛的采用[1],傳統(tǒng)工藝普遍采用由上到下的貝雷梁支架拆除方法。由于貝雷梁上方受已成型梁體限制,下方受鋼管工字鋼支撐架限制,吊車可操作空間狹小,必須將貝雷梁架體拆解逐片平移出簡(jiǎn)支梁梁底,再逐片吊至地面,拆除作業(yè)困難、效率低,吊裝作業(yè)量大、安全風(fēng)險(xiǎn)高,架體周轉(zhuǎn)周期長(zhǎng),對(duì)工期影響大。
國(guó)內(nèi)各鐵路及市政橋梁項(xiàng)目開始逐漸采用逆作法整體拆除;但由于各項(xiàng)目工程特點(diǎn)、地形地貌千差萬別,目前逆作法整體拆除尚無統(tǒng)一工法指導(dǎo)。因此有必要研究開發(fā)一種貝雷梁架體整體落地拆除工法,克服傳統(tǒng)貝雷梁支架拆除工藝存在缺點(diǎn),提升作業(yè)效率,節(jié)約工期及成本,降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)[2~3]。
本文系統(tǒng)分析了臺(tái)州市域鐵路S1線一期工程馬莊特大橋簡(jiǎn)支梁施工特點(diǎn),設(shè)計(jì)了三角門式反力架整體落架系統(tǒng)并通過實(shí)踐總結(jié)出了新型橋梁雙層貝雷梁整體落地拆除工法。
臺(tái)州市域鐵路S1線一期工程馬莊特大橋長(zhǎng)1.567 km,現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁共計(jì)31跨,30 m-10跨、34 m-1跨、35 m-19跨、40 m-1跨。標(biāo)準(zhǔn)跨為35 m,施工采用鋼管立柱雙層貝雷梁支架現(xiàn)澆工藝。貝雷梁為雙層321型,桁架橫向?qū)挾?.9 m,邊支墩由4根?630 mm×8 mm的鋼管立柱支撐于承臺(tái)頂面,鋼管立柱之間設(shè)置平聯(lián)。主梁之上的二次分配梁最大截面處采用25排雙層普通型貝雷片,雙層貝雷梁簡(jiǎn)支跨度為29.82 m,順橋向布置,墩帽外側(cè)6片貝雷梁按全橋通長(zhǎng)布置。見圖1。
圖1 35 m簡(jiǎn)支梁支架系統(tǒng)立面
制作四套置于簡(jiǎn)支梁翼緣板頂面的門式三角反力架配合四臺(tái)普通油壓穿心千斤頂,通過四組八根精軋螺紋鋼上下穿過簡(jiǎn)支梁翼緣板上的預(yù)留孔,下錨在貝雷梁下的雙拼工字鋼下底面,拆除鋼管柱,雙拼工字鋼橫梁受力方式由下部鋼管支承力轉(zhuǎn)換為向上的精軋螺紋鋼吊桿提升力,完成第一次受力轉(zhuǎn)換;四套反力架配合四套千斤頂同步操作,當(dāng)貝雷梁體系荷載完全由反力架承擔(dān)時(shí),同組千斤頂處于自由狀態(tài),將千斤頂頂升至合適高度并將雙螺母擰至密貼千斤頂頂面,松開反力架頂面雙螺母,此時(shí)貝雷梁體系荷載完全由千斤頂承擔(dān),完成第二次受力轉(zhuǎn)換。
統(tǒng)一指揮操作工人將四臺(tái)千斤頂同步緩慢向下收頂,貝雷梁體系下降一定高度,重復(fù)轉(zhuǎn)換千斤頂與反力架受力及收頂動(dòng)作,直至貝雷梁體系下落至地面。周轉(zhuǎn)倒運(yùn)時(shí)同間距布置貝雷片,2~4片一組,起吊裝車倒運(yùn)至下一孔簡(jiǎn)支梁作業(yè)場(chǎng)地使用。
2.2.1 總體布置
縱橋向設(shè)置2排反力架,由梁縫中線向跨中5.45 m處設(shè)置;橫橋向由2組反力架組成,中心間距6.525 m,距離梁體中軸線3.263 m。見圖2。
圖2 反力架系統(tǒng)布置
2.2.2 反力架結(jié)構(gòu)
采用[16槽鋼、I22a/25a工字鋼、?32 mm精軋螺紋鋼以及100 t普通千斤頂焊接成三角門式反力架系統(tǒng)[4~5]。為確保系統(tǒng)受力過程穩(wěn)定,采用兩榀三角形單元平行焊接成門式支架。見圖3。
圖3 反力架結(jié)構(gòu)
底梁由I36a雙拼工字鋼組成,底梁吊點(diǎn)處由鋼墊板、雙螺母以及?32 mm精軋螺紋鋼共同提供受力點(diǎn)。受力點(diǎn)處工字鋼增加加勁肋,提升局部受力能力。
以35 m跨為例,拆除前先將墩柱兩側(cè)接長(zhǎng)梁及通長(zhǎng)貝雷梁解體拆除,將貝雷梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)澐譃楹?jiǎn)支型,單跨拆除。
從混凝土梁底開始從上到下,需拆除的支架體系各組成部位依次為:
1)簡(jiǎn)支箱梁側(cè)模、底模+方木;
2)橫向布置I16分配梁;
3)雙層貝雷梁;
4)2I25a型鋼橫梁;
5)砂筒落架裝置;
6)鋼管立柱支架、立柱間平聯(lián)及墩身附著。
3.2.1 拆除內(nèi)模及側(cè)模
梁體混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后開始內(nèi)模、翼緣板模板拆除,梁體混凝土芯部與表面、箱內(nèi)與箱外、表層與環(huán)境溫度差均不宜>15℃,大風(fēng)或氣溫急劇變化時(shí)不應(yīng)拆模。
3.2.2 卸落砂筒
梁體終張拉、壓漿完成后,方可卸落砂箱。同時(shí)打開同一孔(跨)同一排上(即橫橋向同一主橫梁下的)每一個(gè)砂箱卸漏后(必要時(shí)采用彎鉤鋼筋掏砂),使底大橫梁支架系統(tǒng)與貝雷梁脫離,留有足夠的拆除空間。
3.2.3 拆除2I25工字鋼主橫梁
解除主橫梁與砂筒之間的限位連接,利用汽車吊直接吊離主橫梁,緩慢下放,兩端采用攬風(fēng)繩牽引控制方向。
3.2.4 拆除鋼管立柱
解除砂筒與鋼管樁之間的連接,利用汽車吊吊離砂筒。應(yīng)分水平桁以上部位及以下部位兩部分進(jìn)行拆除。
先解除平聯(lián)以上位置鋼管支墩間的橫向連接及其與墩身之間的連接(如頂楔、撐架等);分節(jié)松開法蘭盤連接螺栓,分節(jié)吊離鋼管,再拆除鋼管支墩橫向的剪刀撐、水平桁連接桿件;最后用吊機(jī)吊裝鋼管支墩,遵循“解除一根,吊走一根”的原則。
3.2.5 拆除雙層貝雷梁及底模
支架施工均采用雙層貝雷梁,貝雷支架體系反向落梁:
1)預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿施工完成并拆除側(cè)模體系;
2)反吊梁及精軋螺紋鋼錨固體系完成且受力后,拆除鋼管立柱柱頂大橫梁及鋼管立柱;
3)落架時(shí)4個(gè)吊點(diǎn)應(yīng)同步下落,設(shè)置專人指揮;
4)每次下放180~200 mm,每次下放時(shí)間控制在15 min;
5)待梁體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%并終張拉和壓漿完成且孔道內(nèi)漿體終凝后,卸落砂筒拆除底模,拉至翼緣板位置用吊車將模板裝車運(yùn)走,拆除過程中注意保護(hù)避免高空墜物。
本文提出了置于梁面的一組四套門式三角反力架裝置,配合四組普通油壓千斤頂同步作業(yè),通過反復(fù)受力轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)支架法現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁雙層貝雷梁體系整體落地拆除的施工工法,同步開發(fā)一套與之匹配的施工操作方法,替代由上而下逐片逐層吊裝拆除的傳統(tǒng)工藝,確保了橋下道路的通行,加快了施工進(jìn)度,確保了施工安全,在地形復(fù)雜、高墩柱等施工環(huán)境中具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),能夠有效保障施工安全、減小施工人員投入及施工機(jī)具的使用,為今后類似現(xiàn)澆箱梁貝雷梁支架整體快速拆除提供了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參考價(jià)值。