悬臂施工
一、悬臂施工特点
1、桥跨间不需打设支架,不影响桥下通航、泄 洪和行车; 2、多孔结构同时施工,施工速度快;
3、施工挂蓝可重复使用,施工费用低;
4、施工受力状态与运营状态接近,便于布筋;
5、预应力连续梁、悬臂梁采用悬臂施工,需进 行体系转换;施工过程中需墩梁临时固结,合拢后 撤消临时固结,转为铰结体系。第四节 悬臂施工法 Nhomakorabea概述
悬臂施工技术又称分段施工法,以桥墩为中心向 两岸对称、逐节悬臂接长的施工方法。 起源:钢桥悬臂拼装
我国1964年在河南应用于T型刚构桥。目前普遍 应用于T型刚构桥、悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚 构、斜拉桥等。其中,1997年虎门大桥主跨270m 采用悬臂施工;斜拉桥施工跨径达800m。
一号块即墩柱两侧的第一块,一般与墩柱上的零号块以 湿接缝相接。一号块是悬臂施工箱梁的基准块件。为防止 悬拼块件发生上翘和下挠,必须采取各种措施确保一号块 定位的准确。定位后的一号块可由吊机悬吊支承,也可在 其下设置临时托架支承。为便于进行接缝处预应力孔道连 接、接头钢筋的焊接及接缝混凝土的浇筑,湿接缝一般宽 0.1~0.2m。 1号块拼装和湿接缝处理的程序如下: (1)块件定位,测量中线及高程; (2)接头钢筋焊接及安放制孔器; (3)安放湿接缝模板; (4)浇筑湿接缝混凝土(用高标号砂浆或小石子混凝 土); (5)湿接缝混凝土养护,拆模; (6)穿一号块预应力筋(束)并进行张拉和锚固。
调整措施:
1、1号块准确定位,预拱度严格控制;
2、其他块件胶接缝的涂层尽量减薄,保证在临时的均 匀压力下固化; 3、悬臂拼装出现挠度过大,可采取以下措施调整: (1)通过多次涂胶将胶缝作成上厚下薄的胶接层,以 调整上翘度;
(2)在接缝上缘的胶层内加垫钢板,增加接缝厚度;
(3)凿打端部,调整尺寸;
(4)增加一个湿接缝,调整误差。
如何解决悬臂拼装施工中的结构上挠
1.一号块定位时按计算的悬臂挠度及需设的预拱度确定 正确的定位位置,并仔细准确地进行定位; 2.其他块件胶接缝的涂层尽量减薄,并使在临时的均匀 压力下固化; 3.悬拼过程中发现实际悬拼挠度过大时,需认真分析原 因,及时采取措施。可采取的措施按上翘程度不同大体上 有:通过多次涂胶将胶接缝做成上厚下薄的胶接层,以调 整上翘度;在接缝上缘的胶层内加垫钢板,增加接缝厚度 ;凿打端面,将块件端面凿去一层混凝土,凿去的厚度沿 截面的上、下方向按需要变化,然后涂胶拼接;增加一个 湿接缝,即改胶接缝(或干接缝)为湿接缝,将块件调整到 要求的位置。
(三)穿束及张拉
(1)对称于箱梁中轴线,钢束两端同时成对张拉; (2)先张拉肋束,后张拉板束; (3)肋束的张拉次序是先张拉边肋,后张拉中肋; (4)同一肋上的钢丝束先张拉下边,后张拉上边; (5)板束的张拉次序是先张拉中部,后张拉边部。
张拉顺序:对称张拉,先肋后板,先边后中,先上后下。
四、悬臂挠度控制
(2)
(4)边跨合拢,C墩放松临时固结 形成单悬臂梁; (5) B、C跨间合拢,形成三孔连 续梁
(3)
(4)
3、T构—双悬臂梁—连续梁施工法 B
(1)
C(1)B墩临时固结,悬臂浇注;
(2) C墩临时固结,悬臂浇注 (3)B、C跨中合拢,形成双悬臂 梁; (4)边跨合拢,形成三孔连续梁
(2)
(3)
(4)
3、两种施工方法比较
(1)施工进度方面
悬臂浇注:5~7天/节段 悬臂拼装: 4~6天/节段
(2)结构整体性
悬臂浇注节段间按施工缝处理,整体性好;悬臂拼装采 用干接头,整体性差。 (3)施工变形控制 悬臂浇注:逐段施工,逐段调整,变形容易控制;悬臂 拼装由于梁段已预制完成,施工变形控制难度大。 (4)施工适应性
一、块件预制
1、长线预制 按桥梁底缘曲线制作固定底座,在底座上安装底模板、 侧模板等浇注梁段。 底座方式:土胎、石料砌筑、打桩支架。 制作顺序:先奇数段,后偶数段,保证结合密贴。
2、短线预制
由可调整外部及内部模板的台车和端模板架完成制作, 第一节浇注完毕,利用端面作为第二节端模板。
3、卧式预制
桁架梁采用卧式预制,需翻身起吊。
八、施工控制
几何线形控制、应力控制
1.将施工中实际结构状态信息如量测的标高,钢束张拉 力,温度变化,截面应力,以及设计参数的实测值,如混 凝土、钢材的容重和弹性模量,构件几何尺寸,施工荷载, 混凝土的徐变系数等输入计算机程序。 2.通过对各种量测信息的综合处理,得到结构的误差。 3.对成果进行判断,决定是否要采取有效措施来纠正已 偏离目标的结构状态。纠正措施主要是采用调整浇筑梁段 的标高。其它如改变预应力束的张拉次序、改变张拉力等 ,在不改变结构承力的条件下也是可考虑的办法。
4、定位器和预留孔道制孔器
定位器:固定位置,承受剪力。称为“剪力块”、“防 滑楔”。
制孔器:位置准确,保证穿束顺利。
二、块件运输
场内运输、块件装船、浮运、吊装。
三、悬臂拼装
(一)悬拼方法
1、悬臂吊机拼装
组成:纵向主桁架、横向起重桁架、锚固装置、平衡重、 起重系、行走系、工作吊蓝等。
移动式吊车悬臂拼装施工 用桁式吊车悬臂拼装施工
悬臂浇注:施工受季节影响大,冬季、雨季施工困难; 悬臂拼装受季节气候影响小,环氧树脂适应温度范围大。
(5)起重能力要求
悬臂浇注:起重能力要求小,一般只进行模板、钢筋、 混凝土和小型构件的吊装;
悬臂拼装:对起重能力要求大。
目前,广泛采用悬臂浇注施工法。
悬臂拼装施工法
悬臂拼装施工包括:梁体预制、运输、拼装、合 拢等工序。
(5)工作平台(6)底模架
(二)挂篮设计 (三)挂篮拼装 挂篮试拼、载重试验;墩顶拼装(对称进行)、设置安全网、
五、悬臂浇注梁段
1.挂篮安装定位,设置抛高值(预拱度),保证施工完成的桥梁 符合设计标高;
2.安装模板位置准确,与前一梁段结合紧密;考虑误差调整; 3.预留孔道位置准确,接头严密,防止漏浆; 4.两段对称平衡浇注;
七、合拢段施工
施工方法:挂篮合拢或吊架合拢
1.合拢段长度的选择:1.5~2.0米;
2.合拢温度选择:低温合拢,保证混凝土早期结硬过程处于升温 膨胀受压状态;
3.混凝土选择:早强,及时张拉预应力筋,防止混凝土开裂;
4.合拢段采取临时锁定措施,减小吊架变形,防止混凝土开裂。
采用劲性骨架作为预留孔道浇入混凝土梁体内; 5.采取临时配重措施,保持受力不变,减小变形。
三、梁墩临时固结措施
对于T型刚构,由于梁墩本身固结(刚性连接),在施工过程中 不存在临时固结问题。
对于连续梁、悬臂梁等铰接体系(支座支承),在悬臂施工过程 中,为保证施工过程中结构的稳定可靠,承受施工过程中的不平衡 力矩,必须采取措施将0号块与桥墩间临时固结或临时支承。 临时固结(支承)措施:
1.通过竖向钢筋或预应力筋临时固结,待解除时切断; 2.在桥墩一侧或两侧加临时支承或支墩; 3.0号块临时支承在扇形或门式托架上; 4.临时固结支承体系(支座)一般采用硫磺砂浆垫块、 砂筒、混凝土块等,便于拆除。
四、施工挂篮
施工挂篮是悬臂浇注施工的主要机具。挂篮是一个能沿着轨道行 走的活动脚手架,锚固在已张拉完成的梁段上,用于下一梁段模板 安装、钢筋帮扎、预留管道安装、混凝土浇注、预应力筋张拉、孔 道压浆等工序。
(一)挂篮型式 1.梁式挂篮 2.斜拉式挂篮 3.组合斜拉式挂篮
梁式挂篮的组成: (1)承重钢桁架(2)悬吊系统(3)锚固系统(4)行走系统
(2)边跨合拢,B墩放松临时固结 形成单悬臂梁; (3)C墩临时固结,悬臂浇注
(2)
(4)B、C跨间合拢,C墩放松临时 固结形成单悬臂梁; (5)循环施工…….
(3)
(4)
2、T构—单悬臂梁—连续梁施工法 B
(1)
C(1)B墩临时固结,悬臂浇注;
(2)边跨合拢,B墩放松临时固结 形成单悬臂梁; (3)C墩临时固结,悬臂浇注
(一)悬臂挠度计算(共轭梁法) 1、恒载、活载及预应力产生的挠度
2、徐变挠度 与施工日期和徐变完成时间有关。加载龄期短,后期徐 变挠度大,加载龄期长,后期徐变挠度小。
3、墩柱弯曲引起的挠度
(二)安装误差的控制与纠正
悬臂拼装阶段,由于受到预应力、自重力产生弹性与非 弹性变形的影响;以及块件拼装的几何尺寸误差,造成施 工过程中实际挠度超过设计值。因此在施工过程应采取措 施进行严格控制和调整。
二、悬臂梁段0号块施工
墩顶0号块梁段采用在托架上立模浇注混凝土,同时设 置临时锚固装置,使0号块梁段与桥墩固结,保证承受两 侧悬臂施工产生的不平衡力矩。
施工托架的形式:扇形、门式等形式,采用万能杆件、 贝雷梁、型钢等构件拼装;或者采用钢筋混凝土构件作临 时支撑。 在托架上浇注0号块混凝土,托架变形对梁体质量影响 较大,在对托架进行设计时,除考虑托架的强度外,还应 考虑托架的刚度和整体性。采用万能杆件、贝雷梁制作托 架时,可采取预压、抛高等措施,减小托架的变形。
2、其他块件(胶接缝)
(1)块件提升、内移就位;
(2)块件移开; (3)穿束; (4)涂胶; (5)块件合拢就位,测量中线及标高; (6)张拉、锚固。
(1)利用悬拼吊机将块件提升、内移就位,进行拭拼; (2)移开块件,与已拼块件保持约0.4m的距离; (3)穿束; (4)涂胶(双面涂胶); (5)块件合拢定位(利用定位器并施加一定压力),测 量中线及标高,检查块件出坑前所作跨缝弹线是否合; (6)张拉预应力筋(束),观察块件是否滑移、锚固。
(1)纵向主桁架:主要承重结构,由贝雷梁、 万能杆件、型钢拼装。
(2)横向起重桁架:支承在纵梁上,起吊梁体。
(3)锚固装置和平衡重:保证施工和前移过程 稳定性。
(4)起重系:起吊构件。 (5)行走系:实现悬拼吊机的前移。
(6)工作吊蓝:完成传束、张拉、压浆等工作。