大桥工程挂篮施工技术是怎样的?要怎么进行质量控制?请看鲁班乐标整理的文章。
一、工程概况
某大桥工程,主桥为3跨预应力混凝土连续刚构桥,跨径组合为:
65m+100m+65m,对称布置分离式上、下行两座桥,采用后张法施工。
二、悬浇箱梁施工方法、悬臂施工工艺流程
大桥立面图(见图1)
1、悬浇箱梁施工方法
悬浇箱梁采用挂篮悬臂对称施工,挂篮悬臂施工是在墩顶段的0 号块、1号块采用墩旁托架施工,然后在1号块两侧拼装移动式挂篮,并固定好,接着在挂篮悬吊着的模板上布置普通钢筋与预应力管道,浇注混凝土,当混凝土强度达到设计规定的强度后布置预应力钢筋并施加预应力,预应力达到设计值时方可进行预应力管道压浆,再将挂篮移至下一节段,这样不断重复同一作业,直至合龙。
2、悬浇箱梁施工工艺流程
悬浇为一次浇筑,先浇底板、后浇腹板和顶板,其施工工艺流程见图2所示。
图2:悬浇箱梁施工工艺流程
三、挂篮设计、制作及安装
本工程采用无压重式挂篮。挂篮后部分与桥体锚固,解决倾覆问题。本挂篮由主桁系、底模系、外模内模系、前吊系、底锚系、走行系和施工平台组成。
1、主桁系
主桁系位于桥面竖向预应力筋位置,是挂篮主要受力构件,在悬浇施工中主要承受底模系传来的竖向拉力。主桁系由5个杆件铰接构成,外形呈菱形或三角形。各杆件由型钢和钢板焊成,通过销子铰接在各节点块上。两片主桁通过前横梁和主桁横连构成整体。主桁片通过活动滑座坐在滑轨上,后端通过反扣装置扣在滑轨后端,灌注时用竖向预应力筋和锚板把主平杆锚固在桥面上,以平衡前部底模的竖向拉力。
2、底模系
底模系位于悬浇箱梁底部,是挂篮主要受力构件,承受箱梁悬浇施工荷载。底模系由前后托梁及各纵梁、工作梁组成。底模系前吊带悬挂在前横梁上,后托梁由两个底锚锚固在已成梁段上。后托梁两端由两根吊杆悬挂在已成梁段翼板上,另有两根吊杆吊在外滑梁上,再有两根吊杆吊在主桁悬出的平杆上承吊底模,以便走行。
3、外模系
外模系主要承受腹板混凝土产生的侧压力及翼板混凝土荷载。外侧模由翼模板和方模板用螺栓相连接,可随梁高变化适时拆除多余部分。外模系主要靠滑梁承吊。侧模开有对拉筋孔,以连接两片侧模和内模,可抵抗腹板混凝土的侧压力,又保证侧模与已成梁段的密合。
内模系主要承受顶板混凝土荷载,通过两根内滑梁悬吊在前横梁和已成梁段上。内模分两块,可随腹板厚度变化进行调节。
4、前吊系
前吊系为16Mn钢制板带,承受底模前部拉力。吊带分单吊带和双吊带,用销子连接。上部承吊在前横梁上,下部铰接在前托梁上,随梁高变化用千斤顶提升底模,变换孔距,以调整底模高度。高距调整主要靠吊带上的销孔,微调可用千斤顶调节。
5、底锚系
底锚系位于底模后托梁和已成梁段底板上,主要承受底模系后部拉力。底锚杆通过预留孔把后托梁锚固在已成梁段上。中锚采用¢32精轧螺纹钢锚固,其主要作用是保险和密封底模和已成梁段。
6、走行系
走行系桥面部分主要由滑轨、活动滑座、反扣装置、悬吊平斜杆和千斤顶顶座构成。走行时活动滑座坐在滑轨上,后部由反扣轮挂在滑轨上。在滑轨上固定千斤顶顶座,通过千斤顶顶推活动滑座使整个挂篮顺滑轨前行。
走行系桥面以下部分为4根滑梁和滑梁后吊轮。后吊轮悬挂在已成梁段和滑梁上。挂篮走行时内模、外模、底模和主桁同步前行,滑梁通过后吊轮向前滑动。
7、施工平台
施工平台分前施工平台、底施工平台和侧模工作平台。前施工平台主要方便施工人员张拉、调整底模高度用。底施工平台主要用于底锚的拆装及箱梁底面的混凝土表面处理。侧模工作平台主要用于处理侧面混凝土和滑梁吊轮的拆卸。
四、节段浇筑
本大桥连续梁浇筑全采用挂篮对称浇筑,施工流程为:搭设支架浇筑0号块、1号块→加工并安装挂篮→悬臂浇筑2号~13号块→搭设支架浇筑边跨现浇块(15号块)→浇筑边跨合龙段(14号块)→拆除锁定装置进行体系转换→浇筑中跨合龙段(14号块)。
1、0号、1号块施工
根据经验,悬臂施工的重心是平衡灌注,但由于施工的复杂性导致实际施工往往会超出理论的重力,以致两悬臂产生不平衡重力,为了防止T构倾覆,大桥主墩采用顺桥向布置双柱固结减少不平衡重力,副墩采用在墩顶顺桥向两侧布置临时固结支座减少不平衡重力。
在上部结构悬臂施工当中,副墩支座是承受部分荷载的,为了保证在全桥合龙前支座不受偏心荷载,在主墩顶部设置临时支座固结,并将永久支座锁定,这样能保证支座平衡均匀受力,且不平衡重力由临时固结支座承受。次中跨合龙后,再解除永久支座的锁定,完成体系转换。
由于以后的悬臂梁采用挂篮施工,因此,0号、1号块施工时应注意挂篮的后锚方式,注意预留孔洞、预埋件等的施工。
2、连续梁悬臂浇筑(2号块至13号块)
挂篮在拼装好后先进行预压,并选择所有节段中最重的节段(即4号块)作为预压荷载,其质量为112.5t,测得其弹性变形和非弹性变形数值。以后每浇注一个节段,不再进行预压,就以此数据为依据,结合设计单位提供的数据进行模板标高的微量调整。
3、合龙段浇筑
本大桥共有6个合龙块,4个边跨合龙块、2个中跨合龙块。
(1)、合龙锁定
合龙前将悬臂端与边跨现浇段临时连接,尽可能保持相对固定,以防止合龙段混凝土在浇注及早期硬化过程中发生明显的体积改变。合龙前除T构悬臂端按平衡要求设置平衡重外,如施工控制有要求时,还将对合龙段处采取调整措施。锁定时间按合龙段锁定设计执行。 临时“锁定”是合龙的关键,合龙“锁定”遵循“又拉又撑”的原则,即“锁定”包括焊接劲性骨架和张拉部分预应力束。支撑劲性钢骨架采用“预埋锚固杆+钢接杆+预埋锚固杆”3段式结构,其断面面积及位置按设计图确定。合龙时,在预埋锚固杆之间设置钢连杆,并由连接钢板将连接杆与预埋接杆焊接成整体,同时注意焊缝应设在不同截面处。
(2)、浇注合龙段混凝土
合龙段混凝土选择在一天中气温较低时进行浇注,可保证合龙段新浇的混凝土处于气温上升的环境中,在受压的状态下达到终凝,以防混凝土开裂。混凝土浇注时的其他事项与箱梁悬臂浇注梁段施工相同。
(3)、预应力施工
合龙段永久钢束张拉前,采取覆盖箱梁悬臂并洒水降温的方法,以减小箱梁悬臂的日照温差。底板预应力束管道安装时要采取措施保证管道畅通,待合龙段混凝土达到设计规定强度和相应龄期后,底板预应力束按照设计要求的张拉吨位及顺序,对称张拉。竖向及顶板纵向预应力施工同箱梁悬臂浇注梁段施工。
(4)、预应力张拉
对于用挂篮施工的节段箱梁,预应力施工的质量对工程结构的安全性和可靠性显得尤为重要。本工程主体结构预应力连续箱梁采用三向预应力体系。由于横向预应力筋仅布置于0号块,0号块施工完毕就张拉横向预应力筋,纵、竖向预应力钢束的张拉顺序为张拉n节段纵向预应力钢束→张拉(n-1)节段竖向预应力钢束。
1)、纵向预应力张拉作业
按照两端同时对称张拉并锚固的方法进行,以“左右对称、两端同时”为原则。钢绞线束张拉采用张拉力与伸长值双控法。
2)、竖向预应力张拉
竖向预应力采用二次张拉工艺,第一次张拉后,间隔3d进行第二次张拉,第二次张拉为检查张拉,张拉吨位与第一次相同。两侧张拉分不同的班组分别进行,并对张拉后的精轧螺纹钢筋用不同颜色的油漆作标记。
3)、横向预应力张拉
预应力钢筋张拉采用张拉力与伸长值双控法,以控制张拉力为主,控制伸长值为辅。
五、挂篮施工质量控制措施
挂篮的稳定性对于连续梁浇筑施工十分重要。本工程抓住了以下施工关键技术,确保了工程质量。
1、检查挂篮上千斤顶等设备的状况,如完好无损时,放松吊带,先松后吊带,再松前吊带。前后吊带放松时注意均衡同步。
2、挂篮后锚固解除时,两根主桁架后锚注意同步均衡进行。
3、挂篮移动时,注意同步前进,每前进50cm作一次观测,防止挂篮有转角,引起误差,同时也防止挂篮受扭变形。
4、挂篮移动就位后收紧吊带,吊带收紧时,先观察横梁上4根吊带是否均衡同步收紧。挂篮前横梁吊带的收紧工作和测量工作同步进行。
5、混凝土浇筑前,复测标高。混凝土浇筑后,作标高观测,每浇筑一次箱梁块件,应作4次标高观测。注意混凝土应从悬端向根端进行浇筑,以避免箱梁根部新老混凝土之间产生裂缝。箱梁混凝土强度达到设计强度的90%后,进行预应力的张拉工作。
六、施工体会
现在大桥主桥已修完,工程实践表明,挂蓝设计合理,满足工程的要求,以下为本人的几点工程经验体会:
1、挂篮行走要慢行同步,防止发生挂篮扭转。
2、要严格控制挂篮变形的观测,大桥悬浇段挂篮弹性变形量均控制在设计范围。线形顺直、混凝土外美内实,无错台、麻面现象。很好的保证了工程质量。
3、挂篮的底篮要有足够的刚度。防止发生大的变形而影响质量。
4、挂篮定位要反复调整吊带,确保定位准确,防止发生扭转。
5、混凝土初凝时间控制在8h以上,以防混凝土浇注过程中开裂。模板与老混凝土的接缝处应用拉杆拉紧,以防新老混凝土产生错台。
6、预留孔应做到不漏埋,不歪不斜。吊点受力均匀。
7、加强安全教育及管理,注意施工安全。
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