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近年來,隨著我國經濟的發展,來自人們出行的需求,使得交通壓力直線增長,為緩解此問題,我國各地加緊高速公路的建設。但在道路加緊建設中也因為種種因素,產生了許多問題,對公路造成了損壞,給人們的交通安全埋下了隱患,這一情況推動著公路工程建設施工技術的更新,目前,現澆連續箱梁上跨既有公路的建設越來越普遍,如何保證既有道路的正常通行、安全通行以及工程施工的順利開展,成為目前現澆連續箱梁工程的施工重點所在。
1工程案例
該工程為廣西某高速公路工程,道路車流量逐漸增加,并且道路為雙向八車道,是省內的重點高速公路。該高速公路立交工程跨既有公路,與公路交差跨度是24m,是一般現澆箱梁,高度為1.5m,和既有公路交叉里程為K43+750。
2.1基礎處理
為規避支架變形風險,確保結構的安全與線形,需要在支架施工前做好基礎處理。工程中的普通路段,對地表的植株、沙土等進行清理,并碾壓至地基承載力180kPa以上,在部分能夠影響支架穩定性的地段,比如,淤泥、溝壑、水塘等,需要進行深挖,將所有不符合基礎處理標準的軟性土質全部更換,換填料可選擇隧道出渣,換填方式為分層、碾壓。基礎處理后,在地表澆筑約10cm后的砼,封閉基礎頂的目的,避免雨水、工程用水等影響物質對支架基礎的穩定性產生干擾。支架基礎附近應當挖設排水溝,提前安排好排水事宜。在部分跨越河流的路段,可通過改河、貝雷片等方法,做好基礎處理。為使鋼管柱結構具備較高的安全性,鋼管柱和門洞基礎應當保持距離,避免鋼管柱被道路可能出現的交通事故影響,條形基礎段與首根鋼管柱間距為1m。除此之外,需要在門洞基礎兩側加設一些防撞砂桶,避免受到直接撞擊,確保門洞安全。門洞基礎定位使用坐標定位方法,即在門洞設計后,將門洞位置標準于橋梁平面工程圖上,并查明詳細坐標,通過這種方法可確保門洞基礎位置的正確性。條形基礎模板使用木膠板,豎向背肋為10×10方木,中間相距30cm,橫向背肋為鋼管雙拼,分為上、中、下三道,并設置對拉絲上、中、下三道,中間相距60cm。現澆混凝土開始作業前,要根據設計圖進行鋼筋綁扎作業以及水平固定鋼管柱的預埋鋼板。在混凝土澆筑中,選擇插入振搗方式,提高澆筑質量。
2.2安裝鋼管柱
條形基礎施工結束后,進入鋼管柱安裝工序,使用吊車吊裝鋼管柱,選擇焊接的方式連接預埋鋼板,施工中重點是鋼管柱要始終呈垂直狀態,在安裝過程中必要情況下要利用水平尺輔助控制。為使鋼管柱始終處于穩定狀態,利用10槽鋼焊接進行加固處理。在此工序結束后,可在施工門洞上部砂桶、I40b工字鋼等之間都使用焊接方法固定。
2.3安裝工字鋼
縱向工字鋼使用I50b,工字鋼的放置和條形基礎垂直,考慮到工字鋼與橋梁走向有夾角,所以在工字鋼安裝開始前,要根據計劃中的計劃長度與工字鋼上明確標示,做明顯記號,工字鋼間距在雙拼工字鋼上由橋梁中點向橋梁邊排布,是用印記筆等工具標示間距,使用25T吊車吊裝,在實際安裝中,也要把I50b上的標示和雙拼工字鋼的標示對應,控制工字鋼間距。
2.4支架預壓
作用是為對支架的可靠性、安全性等進行核查,保證能夠順利施工。規避多種干擾因素,比如,地基的非彈性形變現象或者支架的非彈性形變現象等,對橋面線型控制提供幫助。本次施工選擇跨段分段預壓的方法展開預壓,綜合考慮箱梁砼的重量分布,堆放砂袋在已搭建結束的支架上,重量應當比箱梁本身更重,約1.2倍即可。施工開始前,砂石按設計好的重量分包備好,之后利用吊裝就位,根據箱梁結構科學置放適量的砂袋。首先,選擇三級加載方法,前兩次加載是總重量的3/10,第三次加載是4/10。之后預壓觀測,觀測地點設計在每跨的L/2、L/4位置以及墩位,每組中都設置有左中右點位,固定觀測桿于點位,有利于沉降觀測。使用水準儀觀測沉降,布置完成觀測桿后,在加載前測得桿標高。每次加載后,以2h為一個周期展開觀測,當2個周期的觀測數據相差不大于3mm后,又或者是沉降量顯示為0時,便可展開第二次加載,重復這一環節到第三次加載完成,沉降穩定便可進入卸載環節。支架日下沉不可以超過2mm,一般來講,梁跨預壓須3d,在卸壓后,要重復測量各控制點的標高,以得到支架、地基彈性形變量,總沉降量減去彈性形變量為支架和地基的非彈性形變量。在預壓結束后,應當以預壓結果為依據,合理調整支架標高。卸載:人工與機械設備協同作業卸載砂袋,在卸載中也要進行觀測,在卸載后根據觀測數據計算支架與地基出現的綜合形變。并利用觀測數據,計算獲取預壓沉降數據,而后對箱梁底板以及懸臂的預拱高度進行調整。
2.5門洞搭建工藝詳細分析
2.5.1外側門洞搭建
(1)配合交警對施工區域展開交通管制。(2)在交通管制后,在道路右側安排25t吊裝設備,用于立柱等起重環節中。考慮到立柱與立柱基礎都在10位墩柱旁,因此應當在該平臺上安排50t吊車設備,負責立柱以及其他材料的運輸工作。(3)立柱基礎選擇預制為3m一段,基礎預埋螺栓以及立柱都選擇D630鋼管立柱,與相連接。基礎安裝前,首先,需要在路面均勻鋪設油毛氈以及2cm左右的干硬性砼,確保預制基礎和路面的緊密聯系,在立柱安裝中,在立柱底面設置拉繩,對立柱的方向進行及時調整,立柱正確安裝后,便固定螺栓,再次核查立柱是否垂直后固定螺母,為提高安全性,螺栓統一設置兩個螺母,在螺母擰緊、固定后,吊車才可以去除鋼絲繩。(4)在兩個相近的立柱安裝結束后,應當立即對其進行焊接橫向聯系。(5)立柱全部安全結束后,開始安裝工字鋼,它與柱頂鋼板的重合區域選擇滿焊的方式,施工現場中一直配置有4~6臺電焊設備,同時也有與電焊設備數量對應的專業工作人員,焊接速度有保障。考慮到立柱直徑只有63cm,操作空間過于狹窄,在施工作業中通過門式腳手架搭建作業平臺,為電焊工作人員提供安裝保障。(6)工字鋼應設置拉繩,在吊裝過程中,工作人員可以利用拉繩達到控制方向的目的,工字鋼平穩下落,在達到指定位置后,由負責人員進行查看,確認無誤則通過點焊和橫向工字鋼暫時連接,在工字鋼全部就位后,使用φ12鋼筋將工字鋼連接,橫向聯系每相距3m設置一道。(7)鋪設兩層厚木板,厚度約為1.5cm,兩側也須安裝防拋網,避免施工中出現施工垃圾掉落的情況。(8)施工結束后,清理施工現場,將路面恢復至施工前的狀態,經交警核查確認合格后,恢復正常交通。
2.5.2內側門洞搭建
內側門洞搭建內容主要有3個方面:(1)配合交警進行交通管制;(2)工字鋼吊裝等施工與外側門洞施工一致;(3)施工結束后,清理施工現場,將路面恢復至施工前的狀態,經交警核查確認合格后,恢復正常交通。
2.6拆除門洞支架
2.6.1內側門洞拆除
(1)上路施工前準備工作,靠中央分隔帶內側門洞分配梁I16工字鋼拆除結束,外側門洞只留下分配梁工字鋼,10#墩~11#墩相關支架清理結束。(2)與交警配合展開交通管制,占用部分車道作為施工環境,另外車道保持通車,一般情況下,只留一個門洞可正常通行。(3)在交通管制后,公路右側(靠近施工范圍的地方)安排一臺25T吊機設備,負責吊裝工字鋼、立柱等起重工作,把這些材料全部轉移到外側門洞上,并且在10#墩柱平臺上,安排一臺50T吊機設備,把工字鋼、立柱等材料都轉移到10#墩邊坡。(4)在吊裝工字鋼前,要在剛子剛兩端設置拉繩,吊車掛鉤牢固才能夠展開后續的鋼筋切割、橫梁焊接縫等工序,在起吊時利用拉繩調整工字鋼方向,工字鋼投影方位要一直處在支架上方。(5)在立柱開始清除時,與吊機設備吊鉤掛緊,之后以氣割的方式切斷橫向聯系槽鋼,逐個拆除固定螺母,在底端設置拉繩,之后吊機設備起吊,施工人員利用拉繩配合起吊作業。(6)考慮到立柱基礎過重,因此,吊裝內容可分為3個部分,先把立柱基礎置放于立柱軸線上;在外側門洞清理、拆除中再轉移到邊溝;最后坡頂50t吊機設備負責將其運送到坡頂平臺。(7)所有拆除工序結束后,恢復道路的正常通行。
2.6.2外側門洞拆除
外側門拆除內容主要有3個方面:(1)配合交警進行交通管制;(2)工字鋼拆除等施工與內側門洞施工一致;(3)施工結束后,清理施工現場,將路面恢復至施工前的狀態,經交警核查確認合格后,恢復正常交通。
3安全防護措施
3.1公路路面安全防護
(1)應在立柱基礎橫向通車方向制造混凝土安全島,避免出現交通事故時,事故車輛直接撞擊到立柱等關鍵支撐點。安全島的砼材料選擇C30,一段長5m,選擇預制安裝方法,在安裝前需要在安全島面向通行方向的一面涂刷反光材料,部分特殊的路段立柱基礎也可涂刷反光材料,提醒夜間行駛的車輛,要注意安全,避免撞擊到支架。
(2)設置限高架,這是為避免部分車輛在經過門洞時,車頂會碰觸到支架縱梁。限高架設立在安全島前面,制作材料選擇D30無縫鋼管,橫梁上安裝醒目的警示牌,并且限高架整體也需要均勻涂刷反光材料。
(3)在面向車流的門洞安裝疝氣燈,在夜晚疝氣燈可以提供充足的光照,使車輛駕駛人員可以看清門洞、支架。
3.2門洞支架的防護措施
在不影響門洞通行的情況下,使門洞支架上施工不中斷,那么門洞支架應具備有安全防護功能。門洞縱梁結束安裝后,鋪設兩層厚木板,每層為1.5cm厚,并且安裝I16工字鋼材質的橫挑梁,縱向間距保持0.9m,橫挑梁與頂部焊接成為一體,連接鋼筋每3m便安置一條。橫挑梁兩側斜挑焊接φ12鋼筋,使用鋼絲網鋪滿鋼筋,并且使用鐵絲將鋼筋和鐵絲網根據設計進行綁扎。
4結語
綜上所述,現澆連續箱梁上跨既有公路越來越普遍,在不斷的應用中,它也在持續更新。從目前應用現狀來看,還須對工程進行深入探究,客觀分析面臨的困境以及待解決的問題,并落實工程施工安全保障措施,確保工程順利的施工。本文以某工程為例,對各處施工細節進行了探究,該工程從施工效率、質量等角度來講都取得了較為理想的成果,從中獲取了寶貴的經驗,為類似工程提供借鑒。
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作者:余尚賢 單位:中鐵二十三局集團第六工程有限公司