1、轻型挂篮
根据连续梁的结构特点,由连续梁支墩开始施工,以墩身为平衡中心,利用挂篮对称悬浇梁段。因此以挂篮工作面计,全桥共20个挂篮工作面。施工用挂篮型式采用我公司自行研制的轻型鹰式挂篮型式。该型式挂篮已成功运用于多座桥梁的上部构造施工,施工中取得不少成功经验。下图就是我公司自行设计、性能优良的鹰式挂篮,并获得省科技进步一等奖。
2、0#块施工
连续支墩零号块施工借助平衡钢护筒。在其上搭设贝雷片、铺设横向I56a分布梁,外模板采用特制钢模板,以[10槽钢作为纵肋。外模板与分布横梁之间设置木楔,以便拆卸。内模采用组合钢模,水管加劲。
本段箱梁长8m,砼约170.4m3,重约447.3t。混凝土一次性浇注完成。 本段施工完毕后为挂篮提供安装平面。
注意其施工注意事项如下:
(1) 零号块一次浇注完成,要求施工支架刚度必须满足一次浇注的要求。 (2) 进行混凝土配合比试验。在满足设计标号的前提下尽量养活水灰比,降低水泥用量,采用骨料粒径和级配符合规范要求。必须时可掺入减少收缩量的填加剂,混凝土的初凝时间必须大于浇注时间。
(3) 零号块属于大体积混凝土,在施工过程中采用冷却管解决混凝土水化热问题。在养生期间,保持表面长期处于湿润状态。
3、悬臂施工
本桥连续箱梁共有20个工作面,共有220块箱梁要悬臂浇筑。箱梁段长度从3.0~4.0 m不等,最大块重107.6t,梁段混凝土数量逐步减少,自重也逐步减轻。梁段数量多,工期长,施工有一定难度。
悬臂施工阶段:根据设计要求悬臂浇注梁段全部一次浇注完成,87#~91#墩1#~11#块采用独体挂篮一次浇筑;见箱梁施工各节段施工图。
1)浇筑1#~11#块
按施工规范严格控制箱梁各部尺寸,特别是顶、底板严格控制钢筋保护层厚度满足设计要求。
箱梁采用悬臂浇注方法,在悬臂浇注施工过程中,挂篮是最重要的施工机具,它的刚度、强度和可靠度对悬臂施工的安全和施工质量关系重大。
我公司自行设计的轻型鹰式挂篮,在满足本桥施工用挂篮的刚度、强度和可靠度条件下,挂篮重50吨,承重120吨。挂篮前吊带具备调整竖向挠度的功能,便于调整立模标高。
连续梁按照设计分段,混凝土浇注全部一次浇注完成。 其施工注意事项如下:
(1)挂篮移机。移篮采用4个10t手动葫芦放置于下弦杆的船形支座两侧,固定好后同时工作,使挂篮缓慢前进。挂篮的前进轨道须按照测量放样精确定位,前移过程中也要控制好前进路线,使挂篮中线与桥轴线重合。这样不仅有利于挂篮在浇筑混凝土过程中的受力,也有利于调整挂篮工作,缩短工期。移动过程中须设后
拉防护手动葫芦,防止意外情况发生。
(2)张拉后锚。为了减少挂篮自身的挠度及后锚点挠度,在调篮之前先对后锚点进行张拉,工具可选用专用张拉机械,吨位大约为200KN,这样不仅减少了挂篮挠度,有利于混凝土的浇筑,而且从另一方面上检验了挂篮后锚是否牢固,安全施工。
(3)调整挂篮。挂篮固定完毕后,由测量人员对挂篮的中线(底板和面板)及各部分标高进行精准的测量。对标高的控制最好是每一断面中,取一定数量的倒角点作为标高控制点,更好地控制好高程。中线控制偏差为±5mm,标高为±10mm。
(4)扎底、腹板钢筋。钢筋在制作场地加工好后,再运到施工地点进行绑扎。底板钢筋偏差为±10mm,腹板为±5mm,端头模板必须预先留好槽位,以便于钢筋的安装。
(5)装竖向预应力筋和纵向波纹管。为了方便竖向预应力筋的安装定位和压浆管等的安装,在安装腹板钢筋的过程中可同时进行竖向钢筋的安装。压浆管安装完毕后还须用铁丝固定好,保证浇筑混凝土时不会因为进浆而造成压浆管的堵塞。竖向预应力筋的锚板也要采取漏浆措施,保证张拉管道的顺畅。
(6)移、装内模。在内模外设有滚动轴承,滚动轴承带动内模沿滑道滑出。在安装内模时,腹板厚度视实际情况稍微缩小一点,浇筑混凝土时由于重力作用可扩至设计尺寸。由于腹板较高,模板对拉螺丝要锁紧、锁好,防止浇筑过程中爆模或构件变形。另外,在底板面与腹板接头的倒角底部,可外加一块压浆板,防止腹板混凝土反浆。测量人员检验内模中线、高程。
(7)浇筑混凝土。a、混凝土浇注顺序:从前端向接缝方向浇注。b、由于是泵送混凝土,坍落度控制16cm左右。c、由于高度大,必须用导向装置让混凝土缓慢流入,而不能直接从高处落下,防止离析。用插入式振捣器进行振捣,插入拔出速度要慢,插入深度为0.5~1.0m,保证混凝土均匀、密实。d、混凝土的浇筑顺序为先端部后根部,必要时在根部接头处于混凝土初凝时前再进行一次复振,以保证接头处混凝土结合密实。e、混凝土分层浇筑,每层厚度不超过30cm,而且上下水两边腹板高差不超过1.0m。f、在预应力管道前附近振捣时,要注意既要保持混凝土的密实性,又不能影响管道的平面位置,更不能影响它的外形尺寸甚至令其漏浆,要尽
量其避免与振捣棒相接触。同时浇筑完混凝土后要及时进行养护,并对腹板中的混凝土面进行凿毛。
(8)施工过程中,充分考虑挂篮施工的后支点预埋件的安装。
(9)装端头模、侧模。端头模采用定型模板,预留好外伸钢筋的槽位及纵向波纹管的孔位;面板侧模上预留横向钢绞线的孔位。由于面板水泥较厚,侧压力大,故端头模要用钢筋伸入面板钢筋的主筋处,并与其焊接稳固。
(10)装纵向波纹管、横向张拉钢绞线。所有的纵向预应力管道设置塑料内衬管,内衬管的外径比波纹管小3~4mm,内衬管插过梁段接缝。在混凝土初凝之前拔出。内衬管具有足够的强度,保证拔出时,不会断裂。预应力管线的安装详见后面“预应力施工工艺”一节。
(11)底板、面板、腹板钢筋都用2~3cm的水泥垫块支垫平稳,以免浇筑后造成露筋。此外,底板、面板钢筋面层与底层间要用短钢筋支垫好,焊接牢固,以免在人群荷载等的影响下造成变形,有利于保持钢筋间距。竖向钢筋上锚板的下面焊接接一节5cm左右的水管,反扣在竖向波纹管里,可避免漏浆进波纹管中。上锚板安装时要尽量保持水平,并与钢筋连接固定好。安放好竖向筋的预留槽后先向用螺母扣紧,锚板与预留槽间不能留有间隙,预留槽中再以水泥纸填满,待浇筑水泥凝固后再分别拆除。
(12)浇筑完混凝土后,及时进行养生。可采用养护剂或喷水等方法进行。如果用水,则养护天数不得少于7天。当混凝土强度达到2.5MPa时,可以拆掉端头模、侧模,以及放松内外模。端头模拆掉后开始进行凿毛,同时进行穿引纵向钢绞线的工作,测量人员此时可放样块件的平面控制点,即块件中点。
(13)混凝土达到设计强度达80%以上或龄期达7天后,张拉纵向预应力钢绞线、压浆。在此之前,块件平面中点放样完毕后,可立即铺设挂篮前移用的滑道。滑道下面先铺设一层硬木。由于桥面有横坡,所以上、下水边的滑道应根据实际尺寸,用不同厚度硬木调整为同一水平面,两条滑道高差保持在2cm以内。硬木上再铺设钢轨,定位好钢轨后,用枕木螺栓连结好。达到强度后,立即进行纵向预应力钢绞线张拉,并由技术人员专人记录。浇筑混凝土前、张拉前都必须先报监理,由监理检查无误后才允许施工。张拉完毕后可马上进行移篮工作,同时进行压浆,进
入下一节段施工。
悬臂施工流程图如下:
移挂篮 张拉挂篮后锚 调整挂篮 扎底板、腹板钢筋 装竖向预应力筋(纵向波纹管) 移、装内模 装面板底层钢筋 装侧模、端模 装纵向波纹管、横向张拉束 装面板面层钢筋 浇筑混凝土 穿束、放样 养护至80%强度 铺设滑道 张拉纵向预应力、压浆 至2.5MPa,拆端头 模、凿毛 移篮、进入下节梁段施工
4、预应力施工
纵向预应力管道在混凝土浇筑前按设计图埋设好波纹管,管道设定位筋,接口处用棉纱堵住,防止走位及漏浆。钢束安装是依靠人工穿过一根钢绞线,在其尾部与其他钢绞线前端焊接,然后用卷扬机拉其前端,直至将钢绞线束带过去,最后把焊影响区的钢绞线头用砂轮机切断。横向预应力束及竖向预应力筋均是在各块箱梁混凝土浇筑前与波纹管一起埋设。
预应力张拉工艺 1)张拉力
0 → 初应力(10%σk)→ 100%σk→ 持荷5min → σk(锚固) 2)张拉顺序
a、各梁段三向预应力张拉顺序为:先纵向、后横向,最后竖向。 b、横向预应力张拉,两单桥分别由靠近墩的一端依次张拉。
c、纵向预应力张拉,一个腹板只有一个钢束时,依次张拉,一个腹板有2个或2个以上钢束,则考虑单桥截面对称张拉。顶板,底板都有预应力张拉束时,张拉顺序是先顶板后底板,先长束后短束。
d、竖向预应力张拉。
①认真对待张拉过程对中问题。 ②采用两次张拉的方式。
③张拉后,采用竖向套筒配合水平扳手施工,确保锚固应力。 ④每根预应筋张拉完,都作好标记。
⑤张拉延伸量的量测应量测张拉前后钢筋头距垫板上某固定点的竖向距离。 ⑥张拉时应横向保持对称。 3)张拉步骤
a、横向和竖向预应力的张拉初应力为设计的10%,以此作为伸长量的起算点。 b、纵向预应力张拉:
b1、混凝土强度达到设计强度的80%后,方可进行张拉。 b2、初应力取控制应力的10%作为伸长量的起算点。
b3、根据设计要求,钢束长度<25m时单向张拉,超过25m时双向张拉。 c、预应力钢筋,钢绞线张拉,一律采用张拉吨位与延伸量双控,以张拉力为主,延伸量允许误±6%,每束钢绞线断丝,滑丝应少于1根,同一断面的断丝不大于1%,且不允许整根钢绞线拉断。
应注意以下几点:(1)每批预应力材料,到货时应由实验人员进行批量抽检。(2)张拉千斤顶应事先进行校验,并按施工规范要求定期校验。(3)张拉时滑丝断丝数不得超过总根数的1%,同一束中不得有整根断丝现象。(4)张拉时进行张拉力及引伸量双控,对照两者读数如有偏差较大者应及时找出原因。(5)张拉时箱梁应切实支撑稳固。(6)张拉时千斤顶后方不得站人。(7)在有压力情况下不得拧旋张拉工具的螺丝或油管接头。
4)预应力的压浆
张拉完封好锚后,就进入孔道压浆工作。压浆前应对排气孔、灌浆孔、进行检查,并对压浆设备进行安装检查并试水。为使孔道压浆顺畅并使浆液与孔壁结合良好,压浆前应用压力水冲洗孔道。压浆时水泥浆应用净浆,水灰比不得大于0.4,水泥浆中掺入减水剂和铝粉,前者为提高流动度用,后者可作膨胀剂用,后者掺量一般为0.008%~0.02%水泥品种宜采用硅酸盐水泥或普通水泥。
压浆时拌制的水泥浆必须通过2.5×2.5mm的细筛,剔除杂物及大颗粒后存放入压浆桶内,低速搅拌,以防沉淀。压浆应由孔道最低点压入水泥浆,并由最高点的排气孔排除空气及溢出水泥浆,当溢出浓浆后塞住排气孔并保持压力2min,关闭连接管开关并进入下一孔道压浆。
5、合拢段施工
本桥连续箱梁共有14个合拢段,施工时,按照设计先中跨合拢,后边跨合拢。 1)中跨合拢段施工
根据施工条件,同时考虑温度对连续箱梁长悬臂挠度的影响。利用挂篮完成中跨合拢施工,根据计算结果在另一端加压水箱,再中跨端前移挂篮与现浇段对接成合拢吊架,在凌晨2时到7时,日温度变化较稳定的时候完成。
进行合拢段劲性骨架施工和混凝土浇筑施工,当混凝土达到设计强度90%时,
张拉底板预应力束,完成合拢段施工。
2)边跨拢段施工
安装边跨落地支架施工边跨现浇段。当中跨合拢段施工完成后,即进行边跨合拢段施工,首先安装边跨合拢吊架,利用水箱配重控制合拢标高,安装合拢段劲性骨架、张拉合拢束,进行立模、绑扎钢筋和预应力管道。在凌晨2时到7时,日温度变化较稳定的时候完成全桥合拢施工。
合拢段施工注意事项:
(1)中跨合拢段合拢时与劲性支架锚固在一起之前要在悬臂两端各设一个压重水箱,锚固后根据荷载变化相应地进行调整,使得两边受力均衡,浇筑合拢段混凝土过程中,另一悬臂端头也要相应地加水,保持平衡。
(2)合拢精度控制在平面1.0cm,高程2.0cm以内。
(3)合拢前预应力管道必需逐根通检,并清除干净箱体内非设计荷载。 (4)合拢段劲性骨架及混凝土施工必须在每天温度较为稳定的凌晨2时到7时完成。
(5)由于合拢段混凝土数量少,浇筑速度快,为防止反浆,在底板部分 应作压板。
(6)当混凝土强度达到90%设计强度时,应尽快进行预应力施工,施工时应注意张拉程序。
合拢工艺流程框图
施工完成中跨合拢 主墩中跨安装水箱 养生 浇筑混凝土 安装钢筋、模板 劲性骨架施工 安装吊杆、锚固挂篮 中跨合拢端移挂篮 预留吊杆孔 主墩中跨对称端加压水箱 长悬臂施工完成
边跨挂篮前移
安装吊杆、锚固挂篮 劲性骨架施工
浇筑混凝土 安装钢筋、模板 养 生 拆除边跨挂篮
张拉预应力
完成边合拢段施工
全桥合拢 6、施工控制
江口特大桥主桥为50m+90×5m+50m连续梁桥,悬臂施工节段多、时间长,按照设计要求,箱梁合拢时,两端梁轴线偏差不大于30mm,合拢高差不大于30mm。在施工过程中,需对整个悬臂施工进行系统的施工监测,及时分析数据,提供调整措施,以保证合拢精度,使箱梁实际标高接近设计标高。
1)箱梁悬臂施工高程控制措施 箱梁在悬臂施工过程中,受各种荷载的影响,在各梁段产生一定的挠度,主要为箱梁块件自重,张拉预应力及挂篮自重产生的挠度。箱梁的施工标高,应预留上述挠度,才能得到符合设计的标高。
箱梁梁段施工时,还应考虑挂篮主桁架及挂篮吊杆弹性变形产生的下挠。此项挠度由施工测量放样组在施工中予以调整。设计提供的各荷载阶段的挠度,仅是理论值,由于受各方面因素的影响,实际挠度与计算挠度会有一定的偏差。由于混凝土是非理想弹性材料,其弹性模量的计算值会有一定偏差;在施工阶段,箱梁块件自重偏差,箱梁断面尺寸的偏差以及张拉预应力的实际效果,都会对箱梁挠度产生影响。施工中日温度变化及季节温度变化对悬臂施工挠度的影响,由于悬浇施工工期较长,施工过程中混凝土收缩、徐变等因素影响抗压,大跨径桥梁施工中,箱梁实际挠度与计算挠度的偏差较低为明显。需采取有效的措施来控制和调整施工标高,以达到设计要求。
根据我公司在曾经建成的大跨度连续梁桥长悬臂施工控制的成功经验,结合江口特大桥的具体实际情况拟定该桥在长悬臂浇筑施工标高控制的措施,在项目部内成立施工控制技术攻关题目组,负责制定施工控制各项实施方案,协调设计、监理以及施工关系,成立应力、挠度、观测以及计算小组,各小组的职责分工为:
(1)挠度观测及施工测量小组,制定切实可行的挠度观测及施工测量方案,将每一梁段施工过程中各种工况产生的实际挠度汇总整理后提交计算小组分析计算,并根据项目组的挠度调整结论对每一梁段标高实施测量。
(2)应力控制小组:制定应力观测方案并负责实施,对箱梁每一梁段施工时各种工况下产生应力进行观测,以检验应力计算结果及预测其发展趋势,整理后提交计算小组。
(3)温度观测小组,制定温度观测方案并负责实施,对大气日温度变化季节温度变化,箱梁体内外温度变化以及不同日照下温度变化进行观测,整理汇总的提交计算小组。
(4)计算小组:根据挠度、应力、温度观测结果,对箱梁施工各阶段下各种工况计算,并提出调整方案提交题目组决策。
在施工控制实施中,根据我公司经验应以标高控制为主的前提下进行挠度及应力控制。
2)施工监控的方法与精度
(1)观测方法
悬臂箱梁的挠度观测,以精密水准仪和因瓦水准尺,采用水准测量的方法,周期性地对预埋在悬臂每一块箱梁上的监测点进行监测,在不同施工状态下,同一监测点标高的变化就代表了该块箱梁在这一施工过程中的挠度变形。挠度观测的相对基准,分别布设在4#、5#和6#墩的0#块上,绝对基准设在岸上,由于各墩所承受的悬臂荷载的不断增大,各墩在沉降变形,同时由于墩柱存在收缩徐变,所以0#块上的水准点是不稳定的,为真实地反映箱梁的挠度变形,应以岸上水准点为基准,定期对0#块上的水准点进行稳定性监测,并在挠度观测处理中加以考虑,予以修正。江口特大桥12#、13#墩承台的沉降观测,可采用二等跨河水准测量的方法施测,墩柱的压缩徐变,可采用悬吊鉴定钢尺精密水准测量的方法施测。
(2)挠度观测点的埋设 为监测悬臂中每块箱梁在施工过程中的挠度变形情况并指导施工,应在每一块箱梁腹板顶面分上、下游方向埋设直径2cm、长度约为20cm—25cm的合金铜棒或钢棒,合金铜棒或钢棒要预先加工,顶部磨圆,在浇筑混凝土时埋好,端头处露出混凝土面约5mm,作为挠度监测的观测点。按设计要求并考虑所采用的挂篮的结构特点,观测点应埋在腹板顶部,以保证观测点本身的稳定性和极大限度地反映挠度变形,同时也不妨碍挂篮的前移,同一块箱梁上下游方向(即横桥向方向)相隔8m,各埋设一个观测点,有两个方面的作用,其一是通过两个点的挠度比较,可观察该块箱梁有无出现横向扭转,其二是同一块箱梁上有两个观测点,其监测结果可进行比较,相互验证,以确保各块箱梁挠度观测结果的正确无误,从而真实地反映变形。观测点埋好之后应注意保护,布置施工场地时应注意避开。挠度观测点布置如下图:
3.5m 8m 3.5m D1 D3 D2
(3)挠度观测时间
挠度观测,比较关键的是固定观测时间,以减少日照温差对观测结果的影响和施工时对观测工作的干扰,挠度观测宜严格安排在清晨6:00—8:00时间段内,同时记录空气温度和箱内温度。
(4)挠度观测周期
江口特大桥悬臂施工每一箱梁段的施工观测,可分为三个阶段:a、挂篮前移阶段;b、浇筑混凝土阶段;c、张拉预应力阶段。以三个阶段作为挠度观测的周期,即每施工一个梁段,应在挂篮前移后,浇筑混凝土后和张拉预应力后,对已施工监测点各观测一次,其标高的变化,就代表了该点所在的箱梁在不同施工阶段的挠度变形过程。
(5)观测的水准路线形式
为了容易检测误差,提高外业观测数据的自检能力,拟定观测水准点路线形式的各自0#块上的水准点为终点,采用闭合水准路线的形式进行水准测量。
水准路线图如下图所示:
n号块 1号块 0号块 1号块
n块
(6)观测精度分析
号为了能监测箱梁较小的挠度变形,并使外业观测的工作量适中,易于达到设计的观测精度,拟在挠度变形观测中采用国家二等水准测量或工程测量变形三等水准测量的精度等级要求和观测方法施测。能测量到变形量±1mm的挠度值。
3)箱梁施工标高调整
箱梁施工标高控制组根据箱梁施工挠度观测的实测数据与设计计算挠度进行分析比较,根据我们多座大桥的数据比较,一般实测挠度均较计算值小,控制组经分析对比,用数理统计方法预测后续梁段的挠度值,对施工标高进行修正,提供测量放样。
4)注意事项
在整个挠度变形观测过程中,应注意如下问题:
(1)成立箱梁施工挠度观测组和施工标高控制组,系统地收集和整理挠度观测数据,研究规律,经统计分析确定挠度调整数据后,及时调整梁段施工标高,从而得到合乎设计要求的箱梁标高,提高箱梁的合拢精度。
(2)据以往的经验,大跨度预应力连续梁桥悬臂箱梁施工中,挠度变形有一定的规律性,应以施工阶段作为观测周期,对其进行不间断的周期观测,并应认真分析各阶段挠度变形的规律及其与设计值的差异情况,并据此进行施工标高的调整,只有这样才能保证成桥的线型。
(3)在各阶段观测的箱梁挠度中,注意温度对挠度影响较小的时间进行观测。 (4)在箱梁节段时的过程中,应考虑日照温差对箱梁线型的影响。江口特大桥主桥墩高,跨度大,在日照温差影响下,箱梁轴线和高程会产生较大的变化。而箱梁块件施工放样时,不可能在稳定的温差状态下进行。为此,在箱梁悬臂施工阶段,应据不同季节对箱梁轴线和标高进行昼夜24小时监测,建立箱梁在日照温差影响下的标高数据,以便对箱梁施工标高进行温度影响修正。
(5)另外,由于本桥跨径大,为了更好地了解施工结构应力状况,该应力观测断面可与成桥后荷载试验方案一起考虑,建议业主及设计单位对主墩连续箱梁主要断面进行应力观测。
7、悬臂施工阶段的抑振措施
桥梁振动控制主要采取气动措施和机械措施。
气动措施是通过附加外部装置或者较少修改主梁、桥塔、吊杆和拉索的外形来改变其周围的气流流态,从而提高抗风能力,气动措施主要用于提高桥梁的气动稳定性(颤振、驰振)和降低涡激振动。
机械措施是指通过增加结构的刚度、阻尼或者适当附加一下质量重物来降低风振响应。阻尼措施包括被动控制、主动控制及混合控制三种方式,被动控制不用提供外部能源,主动控制需要提供外部能源,混合控制方式还有待研究。
根据江口特大桥悬臂施工阶段风致响应分析,准备采用在长悬臂施工时增加若干对临时拉索,上下平行箱梁连接和TMD等制振措施。
1)增加临时拉索(Tie down风缆)
在江口特大桥长悬臂施工阶段在条件允许前提下增加若干对临时拉索,对悬臂施工阶段抗风稳定性有较大好处。
2)长悬臂施工时上下平行桥相连
江口特大桥长悬臂施工阶段将上水、下水平行相连,理论与风洞实验结果表明,这样做有助于减少风致响应,特别是对水平向振动有较好的抑制作用,水平向振动的减少保证了施工机具的安全,大大改善了施工工作人员的工作条件,大大提高了工作效益,保证了施工质量和施工安全。
3)TMD抑振措施
根据现代国内外大跨桥梁抑振研究的最新成果,结合江口特大桥的实际情况,在长悬臂施工阶段准备采用TMD抑振方法。
4)悬臂施工中各工序时间安排如下:
移挂篮(0.5d)→张拉后锚、调挂篮(0.5d)→扎底板钢筋、装竖向预应力筋(0.5d)→装内模 (1d)→装面板底层钢筋(0.5d)→装侧模、波纹管(0.5d) →装面板面层钢筋(0.5d)→ 浇筑第二次混凝土(0.5d)→拆模、穿束(3d)→养护至强度、张拉(1.0d)
可以算出每一循环的施工时间为10天。
8、主要机械:
名 称 塔 吊 人行电梯 混凝土输送泵 轻型鹰式挂篮 卷扬机 液压千斤顶 活塞式压浆机 单位 台 台 台 套 台 台 台 型号 QY150 HBT60 8t 500t 数量 5 4 4 16 16 16 4
10、边跨现浇段箱梁施工
边跨现浇段箱梁块长3.8m,重129.6t。箱梁外模采用特制钢模板,内模采用组合钢模板。模板下方与支架接触部位设置三角木制楔块,便于今后拆模。
根据桥位实际情况,决定在承台上预埋钢板,焊接钢护筒,顶部纵向敷设贝雷桁架,作为浇筑箱梁承重结构。
1)承台钢护筒支架方案
在边墩江心侧,按设计位置架立钢护筒。根据箱梁底板标高,换算出支架钢护筒长度。护筒顶垫一块δ=10mm厚钢板,并排用两条I56a工字钢焊接连接。连续贝雷桁架中间2处放置于护筒顶I56a工字钢上,墩顶一端销接于墩顶贝雷预埋件上。贝雷梁顶部横向满铺I36a分布横梁,通过木楔块支撑于模板底面。见图。
2)模板及钢筋安装
混凝土箱梁底模采用δ=4mm厚钢制模板。板外每隔30cm布置一道L63×63×6mm角钢加劲肋。模板下用木三角尖放在I36a分配横梁上。箱梁内用组合钢模,利用水管加劲。
底模安装好以后,进行箱梁钢筋安装。先安装底板钢筋,其次安装箱内模,然后安装两侧内模,再安装边腹板钢筋,最后安装顶板钢筋。同时注意预埋件的安装,如支座钢板、通气孔等。
3)支架预压
为保证支架具有足够的强度和刚度,在现浇之前须队支架进行荷载预压处理,
以消除非弹性变形和确定弹性变形之预拱度。现浇段箱梁设计荷载约129.6t(未计防撞栏、桥面铺装层),即均布荷载q=34t/m。考虑利用钢筋、水箱等作为加载配重。
11、平衡施工的保证措施
1)连续梁支墩处的平衡施工
连续梁支墩通过盆式支座支撑箱梁,梁和墩为不固结形式。虽然箱梁结构关于支墩是对称的。但在对称悬臂浇筑过程中,必须对箱梁设置临时支撑,一方面保证箱梁可承受不平衡施工弯矩,另一方面确保箱梁与墩身相对位置确定。
考虑最大不平衡弯矩发生在施工合拢段之前,挂篮重量以50t计,不平衡弯矩为M=50t×44m=2200t-m。
设置钢护筒每墩共计4条,为纵桥向关于支座对称布置,纵向间距6m,横向间距5m。钢护筒上端支承在箱梁腹板周围,下端支承在承台桩头上部。当出现不平衡弯矩时,偏载力内侧钢护筒受压,外侧钢护筒受拉。因此每条钢护筒与箱梁之间埋入4条I56a工字钢,以承受拉压力。为提高钢护筒之刚度,在其内部填入散沙,顶部1.6m高度内灌注砼。每条钢护筒为Φ1.8m×δ16mm,设计承载力约1500t。安全系数1.3。见图。
2)水箱平衡
对于平衡施工的箱梁,当出现以外情况时,如一方因砼泵塞管停浇等,可在箱梁偏载对称点设置水箱,通过加注水的方法达到平衡。
第八章 引桥上部构造施工方案
1、预制场布置
考虑到江口特大桥施工场地紧缺,T梁场地吊装施工的需要,预制场可选择放在桥跨底无水区处,因此在上部构造施工前必须先平整好足够的场地。此场地必须满足架桥机的拼装。东引桥设置6套30m活动T梁预制底座。随着架桥机吊梁一孔完毕向前推进后再加设箱梁底座。由于预制场地基条件比较差,在设置T梁底座时,必须先进行地基处理,在场地压实后放样出T梁底座的具体位置,特别是两个梁端支座,因为T梁张拉以后起拱与底板脱离,只有两个梁端支点受力,为免梁端支座沉降,必须按地基承载力情况对地基作必须的加固处理,再浇筑支座砼。
预制场地平整完后,各设置一台龙门吊,用于模板、钢筋的安装作业。 另外预制场布设时要注意养生及排水设施的设置。
2、T梁预制
1)T梁模板
预制场T梁模板采用大块装配式钢模板,其大致分为三部分:底板、侧模及支架部分。T梁模板按照箱梁外形尺寸作专门设计,底板采用整块订作钢底板,其加劲肋可用10#槽钢,平置于支座墩上,其宽与梁底同宽,侧模按一定长度整体制作,采用6mm厚钢板,角钢作加劲肋,支架使用圆钢管焊接成形,与模板间用钩头螺栓连接,为加强整体性可部分采用焊接,使模板具有较大的刚度。模板共加工六套。
为保证T梁的外表美观,制作时要注意严格控制其质量标准,外形尺寸要严格符合要求,构件的连接要严密,以防漏浆,相邻模板间的高差及模板边的直线度要符合要求。
2)T梁预制施工流程
T梁预制施工流程
预制钢筋节段
底板清理刷脱模剂 吊装预制钢筋节段 安装并固定预应力管道 拼装T梁模板 监理检查、验收 浇筑T梁砼 拆模并养生 够强度后张拉T梁 压 浆 T梁移出吊装
预制下一片T梁
3)预制场T梁砼的浇筑
在T梁钢筋,预应力管道安装完成后,检查其是否符合技术标准,可则进行模板安装。模板安装之前应将模板表面清理干净,并涂上脱模剂,以便砼浇筑后不出现麻面、脱皮等现象,T梁模板安装完毕后,检查其各部分尺寸及其稳固情况,同时进行砼浇筑的准备工作。
T梁砼浇筑采用泵送砼,输送管道较长,因此要切实作好有关各项准备工作,确保T梁砼连接浇筑。
4)张拉及压浆
T梁预应力施工是T梁预制的关键性工序之一,施加预应力工艺的一般技术要求可按照《公路桥涵施工技术规范》第十一章预应力混凝土有关规定办理。
待钢筋骨架安装完后,进行预应力构件的安装。预应力管道采用φ8的钢波纹管成型,每节长6m,接头用大一号波纹管做套管,两端沿波纹管螺纹各拧进100~150mm,并用胶带包裹。两端锚固板内喇叭口与波纹管套接,并注意检查喇叭口平面与波纹管轴线垂直及喇叭口平面位置处于梁头的中心部位,并且不得偏转。波纹管安装时必须严格按坐标定位,并保持管道的顺畅。管道必须圆顺,预应力管道定位钢筋在曲线内间隔为50cm,直线段间隔为100cm设置一组。
砼浇筑时注意用水冲洗波纹管道,待砼达到一定的强度后即进行穿束工作。穿束时先把钢绞线按梯级焊成一束,注意焊接长度不得超过15cm。然后人工穿入一条钢绞线把卷扬机钢丝绳从波纹管中带过另一端,用一小钢环穿过钢丝绳与钢绞线焊接一起,接着用卷扬机牵引钢绞线前进,完成穿束作业。
穿束后即可进行张拉准备工作,张拉千斤顶采用YCW250型千斤顶,采用两端双控张拉。待箱梁强度达到90%以上时即进行张拉。张拉顺序如下:
0初应力→测伸长值初读数105%σαK(锚固)
K
( 持压5分钟 ) → 测伸长量读数 →
张拉到规定吨位后(由千斤顶的油压表读数计算),实际伸长量与理论计算的延伸量不应超过±6%,如超出容许值,应进行分析,找出原因,予以处理,纠正后再进行张拉。张拉完后应对锚头进行封锚,封锚时采用水泥砂浆进行封锚,只有等砂浆抗压强度达到10MPa时,才可对预应力孔道进行压浆。
张拉完封好锚后,就进入孔道压浆工作。压浆前应对排气孔、灌浆孔、进行检查,并对压浆设备进行安装检查并试水。为使孔道压浆顺畅并使浆液与孔壁结合良好,压浆前应用压力水冲洗孔道。压浆时水泥浆应用净浆,水灰比不宜大于0.4~0.45,水泥浆中不得掺入各种氯盐,但可掺入减水剂和铝粉,前者为提高流动度用,后者可作膨胀剂用,后者掺量一般为0.008%~0.02%水泥品种宜采用硅酸盐水泥或普通水泥。
压浆时拌制的水泥浆必须通过2.5×2.5mm的细筛,剔除杂物及大颗粒后存放入压浆桶内,低速搅拌,以防沉淀。压浆应由孔道最低点压入水泥浆,并由最高点的排气孔排除空气及溢出水泥浆,当溢出浓浆后塞住排气孔并保持压力2min,关闭连接管开关并进入下一孔道压浆。
4、架桥机
1)架桥机工作性能
T梁的安装采用我公司自行设计的CH-150型大型架桥机,它采用三角空间桁架结构,横向刚度大,采用了全液压系统,具有安全可靠、操作灵活、作业迅速、工人劳动强度小等优点,吊装箱梁长度可在30~50m范围内变化。
CH—150型架桥机已完成多座大桥箱梁安装,它具有如下特点: (1)结构紧凑、重量轻、拆装方便、安全。 (2)整体液压行走,无需在桥面铺设轨道。
(3)具有整体负荷横移和小车横移双重功能,落梁就位准确。 (4)占据空间小,不受桥面宽度限制。
(5)能一次将边梁吊装到位,省去墩顶横移,大大减轻了工人劳动强度,大大加快了吊装速度,通过我公司在以往所建的大桥T梁吊装,充分的验证了CH-150型架桥机的安全快速的优良性能。
CH-150型架桥机的主要性能指标如下:
项目 性能 项目 性能 项目 性能 项目 作业适应横坡 性能 3% 500 5 最小转弯半径(m) 构件单件重量(t) 整机自重 (t) 250 整机外型尺寸 截面形式 长×宽×高(m) 120×9×10 空间三角桁架 纵坡 ≤6% 作业适用 最大起重量 最大架设跨度 (t) 180 安装速度 (片/小时) 1 (m) 50 小车横移速度 (m/min) <1 吊梁小车起升速度 吊梁天车行走速度 (m/min) 1 整机横移速度 (m/min) 1 (m/min) 9 整机纵移速度 (m/min) 1
5、T梁架设
1)移梁
在预制场规划时即须布置横移轨道的位置,在底座支座制作出来后即按设定位置铺设横移钢轨。
当T梁张拉压浆后,用龙门把横移平车吊入相应位置,安装好顶梁马鞍和千斤项,顶梁马鞍必须根据梁底宽度专门制作,顶梁千斤顶使用100t螺旋千斤顶,顶梁
时采用单头起顶法,先顶高2cm停住检查一下千斤顶的工作状况,然后再在统一指挥下同步顶高。注意两边千斤顶要尽量同步,起顶时T梁倾斜不得超过0.5%,起顶足够高后即把横移跑车推入,垫好胶皮,再统一指挥两边同时落梁,让梁平移落在横移跑车上。撑稳后即可用卷扬机牵引横移跑车运梁至架桥机起吊位置。
2)箱梁吊装
待T梁运至吊装位置后即开始T梁吊装作业。先放下1#天车的前吊带,对好T梁的预留孔位置下放,下放到吊带底部栓孔露出梁底即可停住,由工作人员端起底兜对住吊带栓孔,穿入插销。然后缓慢提起吊带,并去掉运梁时固定T梁的各种约束,待T梁离开运梁平车时停住,检查T梁是否垂直,如可以则在统一指挥下提升、前移。待T梁后端进入架桥机2#天车下方时即停住,下放2#天车吊带,按以前程序吊起,检查其垂直度,如可则继续提升,待一定高度后两天车同步前移至1#、2#立柱间。然后收起前后支腿放松固定立柱的缆风绳,准备整体横移。
架桥机横移采用20T连续千斤顶,待横移到位后拉好立柱缆风绳,支撑起前支腿,然后天车前移,到落梁位置后定住,开始落梁,落梁时可利用天车上的横移螺杆调整梁体位置,使其正对支座上方。梁安放到支座上后检查其垂直度,如可以则支撑固定好,拆除吊带,准备下一片梁的吊装。
3)架桥机作业程序
CH—150架桥机作业程序如下图。
序号作业工序6架桥机1组装5作业工序图4213作业工序说明1-0号柱2-主桁3-1号柱4-1号天车5-2号柱6-2号小车7-3号柱72号天车牵引架桥机纵移准备1号立柱移到0号立柱旁并顶升2架桥机3纵移准备1号天车牵引2号立柱移到1号立柱旁并顶升1号.2号架桥机4纵移准备天车移到1号2号柱之间0号柱.3号柱收起
序号作业工序作业工序图作业工序说明主桁纵移5主桁纵移1号.2号天车置于1号.2号立柱之间架桥机纵移到位0号.3号柱顶升1号.2号天车6移到最尾端运梁至架桥机底运梁至架桥机底7吊梁1号天车单点起吊1号天车吊梁前移并提升,后平车8吊梁完全进入架桥机
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