挂篮兜底防护技术在桥梁连续梁跨线施工中的应用

发表时间:2020/5/27   来源:《建筑实践》2020年1月第3期   作者:肖永平
[导读] 结合江苏省宁启铁路二期海门河特大桥跨汤正线连续梁兜底防护技
       摘  要  结合江苏省宁启铁路二期海门河特大桥跨汤正线连续梁兜底防护技术施工,阐述了挂篮兜底防护技术,在桥梁连续梁跨线施工中的应用。对类似施工提供参考。
       关键词  跨线 兜底防护  应用技术
1  工程概况及交通情况
        海门河特大桥跨汤正线公路(32+48+32)m连续梁位于江苏省海门市市东丁陆村与汤西村交界处,起讫里程为:DK322+873.400-DK322+986.900,墩号为海门河特大桥161#-164#墩。梁体为单箱室、变高度、变截面结构。箱梁两侧腹板及顶、底板相交处均采用圆弧倒角过渡,一共5个节段,采用菱形挂篮对称浇筑施工。
       汤正线公路为双向四车道,道路宽24m,通往车辆主要为当地的公交车、小型车等。主跨162#和163#横跨汤正线,连续梁中心线与公路中心线斜交,交角约为75°。根据现场测量路面标高为4.6m,根据连续梁底部标推算,公路净空高度为6.5米,满足公路限高4.5m要求。现场跨线情况详见图1。  
        
图1连续梁跨汤正公路情况
2  施工兜底防护方案
2.1 施工防护的选择
       连续梁采用悬臂挂篮分节段施工方法,162#、163#墩两个T构,每个T构5个施工节段。因棚架施工对公路封锁次数多、工期长、施工复杂,较挂篮兜底防护相比风险高,我分部在国内外先进技术、工艺及四新(新技术、新工艺、新材料、新设备)的基础上,融合自己的技术、工艺、管理经验,借鉴郑西线、哈大线、石济线、京石线、京沈线等连续梁施工方案成功案例,改进、创新、优化挂篮施工工艺,经过多次研究跨汤正线公路连续梁挂篮防护,最终设计成与挂篮整体移动的附着式移动兜底防护平台,兜底由下至上分别由: 14槽钢框架、承重竹胶板、防水层、防火层、临边防护全封闭系统组成。(兜底防护如下图所示)
                      
 
2.2  挂篮兜底防护构造
       本防护平台可防坠物、防水(不向下漏水)。防护平台框架采用14槽钢拼装焊接而成,框架横桥向每隔30cm用HRB335ф16钢筋做水平连接。平台横桥向宽11.14 m、顺桥向长7.82m。平台由上至下分别铺设1mm厚铁皮、防水卷材、竹胶板各一层。在平台周边竖向用70mm×70mm×6mm角钢、水平用HRB335ф16钢筋做平台全封闭防护栏杆,栏杆内侧挂孔径5mm钢丝网,外侧挂孔径10mm高强钢丝网进行安全防护,钢丝网用扎丝绑扎牢固,搭接长度≮15cm。
       由于施工突发因素很多,为了保证施工安全,防止施工小型物件自梁面或挂篮高处前端位置掉落,全封闭防护从梁面以上2m处开始进行施工防护。
       两侧施工防护:从梁面以上2m至兜底式防护平台底板范围内,腹板两侧防护栏杆竖向角钢焊接在底板槽钢上,竖向每隔40cm用HRB335ф16钢筋对竖向下垂角钢进行水平连接。
       正面施工防护:从梁面以上2m至防护平台底板范围内,横桥向前侧栏杆竖向角钢焊接在与挂篮前上横梁平行的14槽钢上,竖向每隔40cm用HRB335ф16钢筋对竖向下垂角钢进行水平连接。
       现场栏杆角钢、钢筋焊接时,特别注意电焊电流的调节,防止角钢与钢筋过焊、咬边。横桥向后侧平台防护高度根据现场实际情况确定。防护平台自底板以上0.6m栏杆内侧采用竹胶板(踢脚板)进行全封闭,底板以上0.6m至防护栏杆顶内侧挂孔径5mm钢丝网,外侧挂孔径10mm高强钢丝网进行安全防护,在竹胶板(踢脚板)上打眼用8号镀锌铁丝把竹胶板固定在栏杆内侧。防水卷材四周每侧比踢脚板至少长出0.2m,粘贴在踢脚板外侧,防止平台上积水外流。
       挂篮移动前期,利用防护平台防护构造进行梁面设计永久防护栅栏的预埋和安装工作,因梁面防护栅栏按设计施工完成后只有1.3m高,故采用角钢和双层防坠落阻燃5mm钢丝密目安全网进行加高处理,高度要求2m以上。双层密目铁丝网要绑扎牢固,安全员每天进行检查,如有破损立即更换。
       (1)防水设施
       主要防止雨天积水或养护及施工用水下流形成水线影响公路上车辆通行。将梁体上的预留孔洞暂时封闭,在梁体两侧设置挡水檐,防止雨天积水或桥面养护水下流。主梁侧面及内壁养护采用养护剂或雾状薄膜。在防护平台四周设置导流槽,在防水层最底角设置集水槽和排水导管,采用1.5KW抽水泵将积水沿主梁排出公路外。
       防水层施工之前,仔细检查下层竹胶板的铺设平整度≤±5mm、接缝宽度≤10mm、接缝处铁丝加固牢固、竹胶板表面应清洁度、干燥,检验合格后,方可开始防水施工。防水卷材的基地料应涂刷均匀、厚度不小于1.2mm,防水卷材的纵向搭接≥120mm、横向搭接≥100mm、铺设平整、搭接密室,特别注意平台8根25mm精轧螺纹钢吊带处的防水质量。平台四周内侧踢脚板处防水卷材长度≮80cm,比踢脚板长20cm防水卷材反向粘贴在踢脚板外侧,特别注意踢脚板与底板交接处防水卷材的搭接质量,确保平台不漏水。
       (2)防火设施
       为了防止切割模板或焊接钢筋等施工过程中产生的火花、焊渣烧坏防水层,在防水层上铺设一层1mm厚白铁皮。白铁皮用燕尾丝加固,间距不大于30cm.特别注意铁皮的搭接不少于5cm。
2.3  挂篮悬臂平衡配重
       挂篮T构一端做兜底防护平台,一端不做兜底防护平台,T构两端不平衡配重3t,为了减少不平衡重对连续梁T构的影响,在连续梁T构不做防护平台一侧配置混凝土块,作为配重。混凝土块固定在挂篮纵梁上,保证连续梁T构的平衡、安全、稳定性。
2.4  连续梁的线形控制
       我部邀请同济大学对跨该连续梁的线形进行观测控制。连续梁的线形控制就是在悬臂施工过程中,通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力、变形和温度变化情况,来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据,首先确保结构的安全和稳定,其次通过计算分析,调整确定下一梁段的立模高程,保证结构的受力合理和线型平顺,为大桥安全顺利地建成提供技术保障。
       大跨径梁桥施工过程复杂,影响参数多。如:结构刚度、梁段的重量、施工荷载、混凝土的收缩徐变、温度和预应力等。求解施工控制参数的理论设计值时,都假定这些参数值为理想值。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性,我们在施工过程中对这些参数进行识别和预测。对于重大的设计参数误差,提请设计方进行理论设计值的修改,对于常规的参数误差,通过优化进行调整。
       施工控制主要以控制标高、控制截面内力或应力为主,优化调整也就以这两方面的因素建立控制目标函数(和约束条件)。通过设计参数误差对桥梁变形和内力的影响分析,应用优化方法调整本梁段与未来梁段的预应力以及未来梁段的立模标高,使成桥状态最大限度地接近理想设计成桥状态,并且保证施工过程中受力安全。
2.5  挂篮配重
       单个挂篮兜底重量为3t,配重采用预制配重块,吊在挂篮底前横梁处。在连续梁现浇时预制配重块,混凝土标号与梁体同标号,163墩预制2个,162墩预制2个。
       配重块设计尺寸为1m(长)*1m(宽)*0.6m(高),每个1.5吨,内部底板为Φ8钢筋网片,长度90cm,间距20cm/15cm,共12根,如下图;顶面设置Φ20“几”字型圆钢做为吊筋,吊筋尺寸为10+5+52+17+52+5+10=151cm,距离两侧边缘20cm,外漏10cm,混凝土面以下50cm,勾住底板网片钢筋,位于配重块吊筋加固时可采用铁丝悬吊加固。吊环处预留20cm宽*25cm长*12cm深的凹槽,吊环不能露出混凝土面。

配重预制图
2.6  支架坍塌事故预防和应急措施
       (1)所用支架的材料应详细检查,不得使用腐朽、劈裂、铸蚀、扭曲严重的万能杆件和钢管等。防护支架要按设计要求施工,应有足够的承载能力和稳定性并要与支架桩联结牢固,防止不均匀沉落(降)、失稳和变形。
       (2)现场施工人员(特种工种)必须经过专业培训,持证上岗。在支架搭设过程中,必须有专职安全管理人员进行现场监控,一旦发现问题,必须立即报告。
       (3)坚持24小时值班制,值班人员必须坚守岗位,不得玩忽职守。
       (4)发生施工安全事故后,应立即按照事故应急救援相应程序启动应急预案,并由应急救援领导小组根据事态严重性,组织开展应急救援。
3  小结
       通过对挂篮整体移动的附着式兜底防护平台施工与棚架施工对比,兜底防护施工可防坠物、防水、防火,比传统的在线路上搭设防护棚架工艺有以下几点优点:
       (1)不需要在公路上开挖基础,对公路路基稳定性无影响;
       (2)封锁次数大大减少,对行车影响最小;
       (3)因在线路外安装防护平台,不存在大型机械倾覆至公路上的隐患;
       (4)兜底平台采用6根直径25mmPSB830精轧螺纹钢,分两排与挂篮前、后下横梁用双螺帽连接,与防护棚架相比抵抗风荷载的稳定性更好;
       (5)兜底防护采用四周全封闭钢丝网防护,下部结构设置双层防撞缓冲区,可以有效拦截高空坠物;
       (6)缩短了施工工期,确保后续施工顺利进行。
参考文献:1、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》;
        2、《铁路桥涵工程施工技术指南》。
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