城市立交匝道過渡段采用掛籃懸灌施工方法的探索
發布時間:2020-07-27 14:19
來源: 《建設機械技術與管理》雜志
作者: 李安慧
摘要:本文針對城市立交橋匝道過渡段采用掛籃懸灌施工過程中的幾個主要問題進行了研究與探討,提出了主要問題的解決思路,可供類似項目參考借鑒。
關鍵詞:城市立交;懸灌施工;匝道過渡段;寬度漸變
0. 引言
城市立交橋通常設置有連接主橋的匝道,匝道與主橋連接段為寬度漸變的過渡段,過渡段一般情況下劃分為主橋的一部分。當主橋采用掛籃懸灌施工時,由于主橋直線段與匝道過渡段懸灌節段寬度不一致,導致掛籃在逐段向前懸灌施工過程中需實時調整掛籃結構寬度以適應主橋節段寬度的變化。
1. 主橋匝道過渡段構造特點
通常情況下,主橋梁體截面外形及寬度尺寸保持恒定不變,采用掛籃分節段懸灌施工此類主橋梁體時,掛籃只需保持初始結構及尺寸逐段向前推進施工即可。對于城市立交橋,匝道與主橋連接位置的橋面需沿道路前進方向逐漸變寬,導致主橋梁體腹板及翼緣板位置均需跟隨橋面寬度變化作相應調整。而且城市立交橋匝道通常設置有曲線半徑,因此主橋梁體在匝道過渡段位置的寬度及結構變化也是非線性的。主橋匝道過渡段梁體構造及變化規律如圖1所示。
圖1 橋匝道過渡段梁體構造及變化規律
2. 采用掛籃懸灌施工面臨的主要問題
1) 主桁架是采用掛籃懸灌施工時的主要承載構件,主桁架上承擔的荷載通過主桁架支撐點傳遞至已澆筑的梁體上,為保證梁體混凝土具有足夠承載強度,掛籃主桁架支撐點通常設置于梁體腹板上方位置。當掛籃施工到后續節段梁體腹板位置發生偏移時,若掛籃主桁架支撐點不跟隨梁體腹板位置的變化進行調整,則主桁架支撐點將位于混凝土結構強度相對薄弱的梁體頂板或翼緣板上,極端情況下可能造成梁體頂板或翼緣板混凝土壓潰。
2) 橋面變寬時,梁體腹板向外側移動,同時梁體翼緣板也跟隨梁體腹板向外側移動,此時掛籃側模同樣需調整位置及角度以適應梁體翼緣板外形的變化。
3. 主要問題解決方案的比選
針對梁體腹板位置逐漸向外側移動變化時如何設置掛籃主桁架支撐點的問題,在掛籃設計時可考慮以下思路:
1) 掛籃整體結構隨梁體結構變化而變化:掛籃主桁架及主桁架行走軌道按照梁體腹板走向進行布置,在掛籃前移過程中,梁體變寬側的主桁架沿著梁體腹板走向向前移動,此時可以保證主桁架支撐點始終位于梁體腹板上方位置,但由于主桁架是沿斜向行走,因此主桁架向前移動的同時需實時調整各主桁架間的橫向平聯寬度。
2) 掛籃始終保持初始狀態時的整體結構不變:掛籃主桁架按標準節段的腹板位置沿直線平行布置,掛籃向前移動時,梁體變寬側的主桁架仍按直線方向向前移動,但掛籃移動后主桁架支撐點將與梁體腹板位置發生偏離而位于結構強度相對薄弱的梁體頂板或翼緣板上,此時需根據梁體腹板位置的變化對主桁架支撐點位置進行實時調整或對主桁架支撐點位置的梁體頂板或翼緣板混凝土結構進行加強。
掛籃為承重結構,結構整體性及安全性要求較高,掛籃在移動行走過程中同樣需保證具有足夠的結構穩定性,因此在掛籃移動過程中對掛籃結構進行實時調整的方式存在一定的安全風險。
若在主桁架支撐點下方的梁體內腔中或翼緣板下方增加混凝土肋板對梁體頂板及翼緣板進行加強,則無需在匝道過渡段施工時對掛籃整體結構及施工方式做調整。但此種方案需先由橋梁設計院對變更后的梁體結構進行復核確認,同時鋼筋混凝土用量也會有所增加。
匝道過渡段橋面變寬時,梁體腹板及翼緣板位置均是沿曲線變化,因此掛籃側模需適應梁體翼緣板的曲線變化規律。但掛籃側模通常采用鋼結構模板,模板自身具有一定的剛度,很難在每個梁體節段施工時實時調整側模線型來貼合梁體的曲線外形。借鑒常規連續梁橋采用掛籃懸灌施工時梁體底模板的設計思路,可采用以直代曲的方式設計掛籃側模,掛籃側模依舊按常規結構設計成平面模板,當梁體翼緣板向外側加寬且梁體腹板位置和角度發生變化時,可在每個梁體節段施工時實時調整掛籃側模前、后端吊點的橫向位置,使側模角度與梁體腹板及翼緣板角度方向一致。
4. 掛籃設計思路
圖1橋型為國內某城市立交橋實際施工例,為了便于操作和確保施工安全,設計時考慮掛籃在施工過程中保持整體結構不變,通過改變主桁架支撐點位置的方式來適應梁體腹板位置的變化。分別設置左、中、右三榀主桁架,左腹板和中腹板位置掛籃主桁架支撐點可始終位于梁體腹板正上方。在前期幾個梁體節段施工時右腹板位置掛籃主桁架支撐點可基本保持位于梁體腹板上方位置,掛籃施工至后續節段時,由于梁體腹板向右側移動,主桁架支撐點將逐漸偏離梁體腹板,此時需將主桁架支撐點向右側調整,以避免主桁架支撐點直接作用于梁體頂板上。
掛籃設計時將三榀主桁架的支撐點位置通過一根通長的橫梁聯結成整體,使主桁架位于橫梁上方而主桁架支撐點設置于橫梁下方,支撐點與橫梁間采用滑塊導軌結構的可移動式連接。在支撐點與橫梁間設置一個液壓油缸,當梁體腹板位置發生變化時,通過液壓油缸頂推調整支撐點相對于橫梁的位置,使主桁架傳遞的施工荷載先作用于橫梁上再由橫梁傳遞給支撐點,為確保荷載的順利傳遞,橫梁具有足夠的剛度和強度。主桁架及支撐點結構布置如圖2所示。
圖2 主桁架及支撐點結構布置
同樣的方式,為滿足掛籃側模可實時調節吊點位置并改變側模角度的需求,同樣在掛籃前上橫梁上的側模吊點位置設置橫向調節油缸,梁體翼緣板和腹板的位置、角度發生偏移時,通過調節油缸頂推移動掛籃側模前吊點,使掛籃側模以后吊點為中心轉動至相應傾斜角度。
5. 實際運用中反饋的問題
文中所述的掛籃設計方案已運用于國內某城市立交橋施工中,但也反饋了一部分問題。比如掛籃側模在匝道過渡段施工時采用以直代曲的方式成型出的梁體線型不夠順暢,梁體表面存在較明顯的轉折線。采用手動控制液壓油缸調節掛籃側模吊點位置時,側模偏擺后的角度無法實時測算,側模調整過程耗時較長。當梁體腹板橫向偏移距離較大時,油缸需設置較大行程,同時主桁架支撐點上方的橫梁需具有足夠大的剛度。實際施工例中,在梁體腹板位置橫向偏移較大時,掛籃主桁架支撐點沒有完全移動調整到梁體腹板正上方,而是位于梁體腹板側邊的梁體頂板區域,但施工時在主桁架支撐點下方的梁體內腔中增加了混凝土肋板對梁體頂板區域進行加強。
6. 結語
在城市橋梁工程中,常規的等截面寬度橋梁采用掛籃懸灌施工已經是很成熟的一種工法,但是梁面寬度漸變特別是梁體腹板跟隨橋面寬度一起漸變的橋梁采用掛籃懸灌施工還有很多需要探索和亟待解決的問題。本文對城市立交匝道過渡段采用掛籃懸灌施工中存在的幾個主要問題進行了探討,提出了一些解決思路,其中圖1所示的橋型采用文中所述的掛籃設計方案已在國內某城市立交橋中得到了較成功的運用,但實際施工中也反饋出了一些有待改善的問題,可為后續類似橋梁的施工提供借鑒。
參考文獻:
[1] 胡永.寬幅箱梁懸臂掛籃設計與施工技術[J].公路交通技術,2007,02
[2] 劉華.變寬曲線連續箱梁懸灌施工[J].鐵道標準設計,2006,01
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