图8 钢梁节段吊装全过程
该悬臂桥机在实施期间发现,桥面板边板由于超出桥机宽度且为异型板重心不居中,边板安装较为困难,工作效率严重受限。在桥面配置1台50 t吊车完成桥面板安装工作,施工成本将急剧增加。针对桥面板安装的“缺陷”,提出2个方案:方案1,设计“扁担”吊具,一次性同步吊装2块桥面板;方案2,加装电动葫芦逐块安装。
方案1,在不改装或增加设备的前提下,提升工效,似乎最理想。项目在前期桥下对设备进行荷载试验的同时实施了桥面板“扁担”平衡吊装试验。试验发现,桥面板中板和边板在设计尺寸、形状、重量上存在较大区别,导致 “扁担”平衡困难。为保证“扁担”平衡所耗费的时间较长、劳动强度较大。桥面板就位安装时,由于钢梁顶部剪力钉与桥面钢筋交叉密集,就位精度难以控制。同时,需要同时吊装2块桥面板,必须在吊装之前保证2块桥面板按照设计相对位置展开待吊装,这个过程对桥面板运输、桥机使用效率造成了很大的影响,见图9。
图9 钢梁双板平衡吊装试验
方案2,项目采取在天车卷扬机两侧加装2台电动葫芦。电动葫芦为加装悬挑结构,不仅解决了桥面板安装问题,且加大了桥机工作覆盖面,为悬挑桥面外侧的混凝土检修道施工和拉索安装提供了便利,见图10。
图10 天车加装电动葫芦
2.6节段整体提升施工技术0号段施工完成后,桥面暂时无法形成拼装场,故1、2号梁段实施节段整体提升,桥机配合连续提升千斤顶完成节段整体提升。整体提升系统主要结构为连续提升千斤顶、钢绞线。梁段重量约160 t,提升至桥面高度约180 m。由于主塔后部为开挖边坡,桥下场地制约,钢梁提升一定高度后才能避开障碍达到竖直状态。靠近主塔根部拼装钢梁,导致钢绞线与理论重力线产生夹角,必须实施斜向提升,提升施工过程风险陡增。
整个提升过程钢梁力学平衡状态见式(1)和式(2):
FZ=G Psinθ (1)
FX= Pcosθ (2)
式中:G为钢梁自重;P为尾梢牵引力;θ为尾梢牵引夹角。
随着钢梁提升的高度增大,尾梢产生的分力是一个线型变量。整个过程的安全需要验证提升千斤顶的水平分力为平衡FZ、 FX对桥机结构的影响。
为保证斜提过程安全,项目采取了一系列措施:
(1)千斤顶底座设置铰座,以保证千斤顶与钢绞线始终保持同一轴线,见图11(a);
(2)单束多根钢绞线采用正、反旋钢绞线,克服钢绞线内力;
(3)钢梁增加尾梢,平衡钢绞线水平拉力;
(4)因尾梢采用安装在地面的卷扬机,与提升千斤顶不能保证同步。故减少单次提升行程,保证尾梢牵引对桥机冲击,见图11(b)。
图11 铰座和钢梁提升示意
2.7湿接缝两段一浇工艺钢混组合梁一般施工步骤总体为:钢梁安装→斜拉索第一次张拉→桥面板安装→斜拉索第二次张拉→湿接缝浇筑→斜拉索第三次张拉→桥机前移就位→下一节段。
由于湿接缝浇筑需要等待混凝土养生达到强度,横向预应力张拉后,才能进入下一道工序。因此,在保证施工质量和结构安全前提下加快施工进度是项目需要深入探索的问题。若将2个节段湿接缝同时一起浇筑施工,原来一个节段等待7 d混凝土强度的时间,缩短为2个节段等待7 d, 显然是一个节约工期的有利途径,全桥上构施工可以节约1个月工期。
施工工艺优化为2个节段湿接缝同时一起浇筑施工,则钢混组合梁施工步骤变为:钢梁安装→斜拉索第一次张拉→桥面板安装→斜拉索第二次张拉→桥机前移→钢梁安装→斜拉索第一次张拉→桥面板安装→斜拉索第二次张拉→2个节段湿接缝浇筑→斜拉索第三次张拉→桥机前移就位→下一节段。
施工工艺优化必定需要理论的验证,建立模型验算,见图12。