三角门式反力架法贝雷梁整体拆除工法

2021-09-13 01:37王礼武钱栋栋
天津建设科技 2021年4期
关键词:贝雷梁工法工字钢

王礼武,钱栋栋,国 辉

(1.中车建设工程有限公司,北京 100078;2.中铁一局集团第二工程有限公司,唐山 063004)

随着国内外大跨度桥梁的大量出现,钢管贝雷梁支架在桥梁施工中作为临时支架被越来越广泛的采用[1],传统工艺普遍采用由上到下的贝雷梁支架拆除方法。由于贝雷梁上方受已成型梁体限制,下方受钢管工字钢支撑架限制,吊车可操作空间狭小,必须将贝雷梁架体拆解逐片平移出简支梁梁底,再逐片吊至地面,拆除作业困难、效率低,吊装作业量大、安全风险高,架体周转周期长,对工期影响大。

国内各铁路及市政桥梁项目开始逐渐采用逆作法整体拆除;但由于各项目工程特点、地形地貌千差万别,目前逆作法整体拆除尚无统一工法指导。因此有必要研究开发一种贝雷梁架体整体落地拆除工法,克服传统贝雷梁支架拆除工艺存在缺点,提升作业效率,节约工期及成本,降低施工安全风险[2~3]。

本文系统分析了台州市域铁路S1线一期工程马庄特大桥简支梁施工特点,设计了三角门式反力架整体落架系统并通过实践总结出了新型桥梁双层贝雷梁整体落地拆除工法。

1 工程概况

台州市域铁路S1线一期工程马庄特大桥长1.567 km,现浇简支箱梁共计31跨,30 m-10跨、34 m-1跨、35 m-19跨、40 m-1跨。标准跨为35 m,施工采用钢管立柱双层贝雷梁支架现浇工艺。贝雷梁为双层321型,桁架横向宽度9.9 m,边支墩由4根ϕ630 mm×8 mm的钢管立柱支撑于承台顶面,钢管立柱之间设置平联。主梁之上的二次分配梁最大截面处采用25排双层普通型贝雷片,双层贝雷梁简支跨度为29.82 m,顺桥向布置,墩帽外侧6片贝雷梁按全桥通长布置。见图1。

图1 35 m简支梁支架系统立面

2 反力架系统

2.1 工法原理

制作四套置于简支梁翼缘板顶面的门式三角反力架配合四台普通油压穿心千斤顶,通过四组八根精轧螺纹钢上下穿过简支梁翼缘板上的预留孔,下锚在贝雷梁下的双拼工字钢下底面,拆除钢管柱,双拼工字钢横梁受力方式由下部钢管支承力转换为向上的精轧螺纹钢吊杆提升力,完成第一次受力转换;四套反力架配合四套千斤顶同步操作,当贝雷梁体系荷载完全由反力架承担时,同组千斤顶处于自由状态,将千斤顶顶升至合适高度并将双螺母拧至密贴千斤顶顶面,松开反力架顶面双螺母,此时贝雷梁体系荷载完全由千斤顶承担,完成第二次受力转换。

统一指挥操作工人将四台千斤顶同步缓慢向下收顶,贝雷梁体系下降一定高度,重复转换千斤顶与反力架受力及收顶动作,直至贝雷梁体系下落至地面。周转倒运时同间距布置贝雷片,2~4片一组,起吊装车倒运至下一孔简支梁作业场地使用。

2.2 系统设计

2.2.1 总体布置

纵桥向设置2排反力架,由梁缝中线向跨中5.45 m处设置;横桥向由2组反力架组成,中心间距6.525 m,距离梁体中轴线3.263 m。见图2。

图2 反力架系统布置

2.2.2 反力架结构

采用[16槽钢、I22a/25a工字钢、ϕ32 mm精轧螺纹钢以及100 t普通千斤顶焊接成三角门式反力架系统[4~5]。为确保系统受力过程稳定,采用两榀三角形单元平行焊接成门式支架。见图3。

图3 反力架结构

底梁由I36a双拼工字钢组成,底梁吊点处由钢垫板、双螺母以及ϕ32 mm精轧螺纹钢共同提供受力点。受力点处工字钢增加加劲肋,提升局部受力能力。

3 落架拆除工艺

3.1 工艺流程

以35 m跨为例,拆除前先将墩柱两侧接长梁及通长贝雷梁解体拆除,将贝雷梁单元划分为简支型,单跨拆除。

从混凝土梁底开始从上到下,需拆除的支架体系各组成部位依次为:

1)简支箱梁侧模、底模+方木;

2)横向布置I16分配梁;

3)双层贝雷梁;

4)2I25a型钢横梁;

5)砂筒落架装置;

6)钢管立柱支架、立柱间平联及墩身附着。

3.2 施工步骤

3.2.1 拆除内模及侧模

梁体混凝土达到设计强度的75%后开始内模、翼缘板模板拆除,梁体混凝土芯部与表面、箱内与箱外、表层与环境温度差均不宜>15℃,大风或气温急剧变化时不应拆模。

3.2.2 卸落砂筒

梁体终张拉、压浆完成后,方可卸落砂箱。同时打开同一孔(跨)同一排上(即横桥向同一主横梁下的)每一个砂箱卸漏后(必要时采用弯钩钢筋掏砂),使底大横梁支架系统与贝雷梁脱离,留有足够的拆除空间。

3.2.3 拆除2I25工字钢主横梁

解除主横梁与砂筒之间的限位连接,利用汽车吊直接吊离主横梁,缓慢下放,两端采用揽风绳牵引控制方向。

3.2.4 拆除钢管立柱

解除砂筒与钢管桩之间的连接,利用汽车吊吊离砂筒。应分水平桁以上部位及以下部位两部分进行拆除。

先解除平联以上位置钢管支墩间的横向连接及其与墩身之间的连接(如顶楔、撑架等);分节松开法兰盘连接螺栓,分节吊离钢管,再拆除钢管支墩横向的剪刀撑、水平桁连接杆件;最后用吊机吊装钢管支墩,遵循“解除一根,吊走一根”的原则。

3.2.5 拆除双层贝雷梁及底模

支架施工均采用双层贝雷梁,贝雷支架体系反向落梁:

1)预应力筋张拉、压浆施工完成并拆除侧模体系;

2)反吊梁及精轧螺纹钢锚固体系完成且受力后,拆除钢管立柱柱顶大横梁及钢管立柱;

3)落架时4个吊点应同步下落,设置专人指挥;

4)每次下放180~200 mm,每次下放时间控制在15 min;

5)待梁体强度达到设计值的100%并终张拉和压浆完成且孔道内浆体终凝后,卸落砂筒拆除底模,拉至翼缘板位置用吊车将模板装车运走,拆除过程中注意保护避免高空坠物。

4 结语

本文提出了置于梁面的一组四套门式三角反力架装置,配合四组普通油压千斤顶同步作业,通过反复受力转换实现支架法现浇简支梁双层贝雷梁体系整体落地拆除的施工工法,同步开发一套与之匹配的施工操作方法,替代由上而下逐片逐层吊装拆除的传统工艺,确保了桥下道路的通行,加快了施工进度,确保了施工安全,在地形复杂、高墩柱等施工环境中具有突出的应用优势,能够有效保障施工安全、减小施工人员投入及施工机具的使用,为今后类似现浇箱梁贝雷梁支架整体快速拆除提供了一定的实践经验和参考价值。

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