挂篮悬浇和现浇连续梁施工工艺比选

挂篮悬浇和现浇连续梁施工工艺比选

摘要:文中以连徐铁路站前Ⅲ标为例,对挂篮悬浇法与支架现浇法施工连续梁进行了全面对比分析。结果表明:挂篮悬浇不受地形、地质、墩高等场地条件影响,适用范围广,支架现浇安全风险小、施工进度快、施工成本低,在具备支架现浇法施工条件时,建议采用支架现浇施工。

关键词:高速铁路;连续梁;挂篮悬浇;支架现浇

1工程概况

连徐铁路站前Ⅲ标项目三分部起讫里程为DK120+307.94~DK135+210.45,长度14.902km,分部范围连续梁包括:1联(36+48+36)m、2联(40+56+40)m、3联(40+64+40)m、2联(56+80+56)m。原设计均采用挂篮悬浇法施工,综合考虑现场条件、进度、成本等因素,其中跨建设路(56+80+56)m和跨瑞兴路(56+80+56)m连续梁变更为支架现浇施工。

2工艺简介

2.1挂篮悬浇法

2.1.1工艺流程

挂篮悬浇工艺流程:0号块托架安装→0号块钢筋模板安装→0号块混凝土浇筑→挂篮及1号块模板安装→1号块钢筋混凝土施工→1号块张拉压浆→挂篮前移、后续块段施工→边跨合拢段施工→中跨合拢段施工(边跨现浇段在边跨合拢前完成)。(1)0号块施工采用悬浇法施工时,墩顶0号块梁段采用在托架上立模现浇,并在施工过程中设置临时梁墩锚固,使0号梁段能承受两侧悬臂施工时产生的不平衡力矩。(2)挂篮及模块板安装挂篮结构构件运达施工现场后,利用起重设备吊至已浇梁段顶面,在已浇好的0号梁段顶面拼装。挂篮使用前,应全面检查制作及安装质量,进行性能试验并按设计要求进行静载试验。(3)梁段钢筋及预应力安装钢筋在安装过程中,必须保证钢筋位置和混凝土保护层厚度符合设计要求,并保证在混凝土灌注过程中不致变形或错位。挂篮悬浇梁段的预应力施工为后张法,故需在梁体混凝土浇筑前进行预应力管道的定位及安装。(4)混凝土浇筑各梁段混凝土应保证对称、平衡、一次性浇筑。(5)预应力施工、压浆混凝土养护期及强度达到设计要求后进行预应力张拉,张拉时应两端同步张拉,并左右对称进行。(6)挂篮的移动在每一梁段混凝土浇筑及预应力张拉完毕后,将挂篮移至下一梁段位置进行施工,直到悬浇梁段施工完毕。(7)合拢段施工在多跨连续梁合拢段施工顺序为先各边跨,再次边跨,最后为中跨。(8)体系转换为保证施工阶段的稳定,一般边跨先合拢,解除梁墩锚固,结构由双臂状态变成单悬臂状态,最后跨中合拢,成连续受力状态[1-2]。

2.1.2适用条件

挂篮悬浇法特别适用于高墩、大跨径桥梁,跨河、跨交通要道等对通航、通车有要求的桥梁,适用于:(1)深而宽的河流和山谷。(2)施工工期内易发洪水的区域。(3)水流急不宜水上作业的河流。(4)河床地质不良,不宜架设支架的河流。(5)含有极高桥墩的大桥。(6)桥下交通繁忙或有建筑物时。

2.1.3施工控制要点及主要优缺点

挂篮悬浇施工系利用悬吊式的活动挂篮在墩柱两侧对称平衡地浇筑各梁段混凝土,每浇筑完一段梁段,待达到规定强度后进行预应力张拉并锚固,然后向前移动挂篮,进行下一梁段的施工,直到悬臂端为止。挂篮悬浇不需要占据很大的施工场地;逐段浇筑,易于调整和控制梁段的位置,且整体性好;气候条件对施工影响较小;各段施工属连续的重复作业,需要施工人员少,技术易掌握,工作效率高等。但挂篮悬浇梁体部分不能与墩柱平行施工,施工周期较长,而且挂篮悬浇的混凝土龄期较短,混凝土收缩和徐变影响较大[3-5]。

2.2支架现浇法

2.2.1工艺流程

支架现浇工艺流程:地基处理→支架基础施工→支架搭设及预压→钢筋及模板安装→混凝土浇筑与养护→预应力张拉压浆→支架拆除。(1)地基处理要确保其平整且满足承载力要求。(2)支架搭设应满保证横平竖直且步距满足设计要求。(3)模板安装应保证模板表面光滑平整且保证拼缝质量。(4)支架预压预压重量分三次逐级加压,每日测量,通过计算确定预拱度。(5)钢筋、波纹管制作安装应满足设计图纸要求,波纹管安装应按照图纸设至定位筋。(6)内模安装内模应采用钢膜,安装前应进行试拼。(7)混凝土浇筑混凝土应连续不间断浇筑,浇筑完成后及时养护。(8)预应力张拉、封锚、压浆张拉采用双控,张拉完成后应在48h内完成压浆[6]。

2.2.2适用条件及施工要点

支架现浇法施工适用于无通航和通行要求的桥跨,墩高一般在24m以内,地基条件较好的地区施工。支架现浇法首先要对支架的材质进行严格控制,使其符合国家以及行业标准,地基应保证平整、坚实且不能积水,支架搭设时,立杆横杆应保证横平竖直且步距满足设计及规范要求,支架拆除应遵循自上而下的原则且必须确保未拆部分的稳定。支架现浇法受力面积大且受力均匀,不需要大型吊装起重设备。梁体部分可以与墩柱平行施工,可有效地缩短工期。但支架现浇对地基的要求较高,受墩柱高度影响局限性较大[7]。

3效果对比

3.1安全质量对比

挂篮悬浇法主要安全风险包括:挂篮设备材料及制作加工满足现场施工要求、挂篮及模板安装时起重吊装的安全控制、挂篮移动时防倾覆安全控制。支架现浇法安全控制点:地基处理后平整度及承载力安全控制、支架材料及承载力安全控制。挂篮悬浇法施工各梁段混凝土龄期较短,混凝土收缩和徐变影响较大[8-9]。支架现浇法施工为大体积混凝土浇筑,受温度、混凝土运输效率及浇筑效率影响较大,易产生漏振捣、冷缝,由温差引起的混凝土收缩裂缝及养护不到位而引起的质量问题。

3.2进度对比

悬浇施工时,跨度越大,工期越长,支架现浇进度与跨度关系不大,总体工期一般在两个月以内[10-12]。支架现浇与悬浇相比工期优势明显(见图1)。瑞兴路与建设路位于架梁通道,挂篮悬浇施工会影响架梁工期。改为支架现浇后,建设路连续梁总工期仅50d,瑞兴路工期仅60d。

3.3成本对比

不考虑支架现浇支架基础地基处理成本和门洞成本时,支架现浇成本比悬浇成本少150~300元/m3,支架现浇成本优势明显。但是支架基础下地基需要处理时,需综合考虑地基处理成本。瑞兴路现浇连续梁墩身高度为5m,设15m跨门洞两个,地基处理采用换填1m厚AB填料+20cm混凝土,地基承载力不小于160kPa,成本对比如下。建设路现浇连续梁墩身高度为5m,设15m跨门洞两个,地基处理采用换填0.5m厚AB填料+20cm混凝土,地基承载力不小于160kPa,成本对比见表1。注:瑞兴路设置2个10m门洞,地基处理仅碾压平整和部分地段;建设路设置2个10m门洞,地基处理仅碾压平整和部分地段;施工成本包括基础及以上所有劳务机械及周转材料成本。瑞兴路与建设路挂篮悬浇改为支架现浇后,建设路连续梁成本节约152.36万元,瑞兴路成本节约167.93万元。

4结语

支架现浇对地基要求高,仅适用于墩柱高度不大且具备支架搭设条件的场地。挂篮悬浇不受地形、地质、墩高等场地条件影响,适用范围较广。支架现浇相较于挂篮悬浇安全风险小,悬浇施工随着跨度的增大,悬浇阶段增多,工期越来越长。支架现浇法工期不受跨度影响,总工期较挂篮悬臂施工较短。悬浇施工成本与地形、地质等场地条件关系不大,成本组成固定。支架现浇成本受地形、地质、墩高等场地条件影响,当场地简单且不需要设置大跨度门洞时,成本明显低于挂篮悬浇施工。场地条件满足支架现浇法施工要求时,支架现浇法在安全质量、进度及成本等方面均优于挂篮悬浇施工。

作者:朱磊 单位:中铁二十四局集团安徽工程有限公司