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变截面连续箱梁悬臂浇筑施工工法

变截面连续箱梁悬臂浇筑施工工法一、前言预应力混凝土变截面连续梁桥开始于1950年,距今已过60余年,目前世界最大跨径达330m,跨越性能力和经济比突出,适合各种跨既有公路和铁路、峡谷、河流。

施工无需搭设支架、不中断既有线交通、依靠挂篮的移动逐段悬浇完成桥梁的施工方法具有广泛的适用性。

福银高速九江长江公路大桥七里湖特大桥主跨为55+90+90+55m变截面现浇连续梁,主跨上跨南昌至九江城际高速铁路和南浔货运铁路,斜交角仅为22°,左右幅覆盖铁路长度达100m。

中铁大桥局集团公司采用了三角斜拉式挂篮悬臂浇筑法施工,成功解决了此项工程的难题,并形成了成熟工法,对类似工程起到指导借鉴作用。

二、工法特点2.1 梁体采用挂篮施工,无需搭设支架,既不影响桥下既有线交通,又可同步进行桥梁施工。

2.2三角斜拉式挂篮结构轻便,易于在梁面行走,刚度大,变形小,底模调整方便,能使用不同梁高。

2.3施工场地相对集中,管理方便,对周边环境影响较小。

2.4梁体逐节段施工,作业程序相对固定,工人容易上手,有利于施工质量的控制,特别是对桥梁标高及线型的控制。

三、适用范围适用于公路、铁路预应力混凝土变截面连续梁桥、连续刚构桥、T型刚构桥悬臂浇筑施工,尤其是对跨越江河、既有线的桥梁,更体现本工法的优越性。

四、工艺原理4.1墩身施工完成后,墩顶施作临时支座和临时锚固,支架或托架施工0#块,挂篮对称逐节段悬浇施工其它号块,直至合龙,进行体系转换,拆除临时支座和锚固成桥。

4.2 0#块一般采用搭设墩旁支架或托架现浇完成,浇筑临时支座、安装永久支座、安装墩梁临时锚固,以抵抗施工过程中两悬臂端的不平衡弯矩。

图 4.2 0#块支架示意图4.3完成0#块的张拉压浆工作之后,拼装挂篮,从1#块开始沿桥跨方向对称向两头施工直至合龙段前一个号块,施工合龙段前一号块的同时,支架现浇完成边跨直线段,然后先边跨后中跨合拢。

图 4.3 挂篮施工示意图五、施工工艺流程及操作要点5.1总体施工方法连续箱梁的0、1#块及边跨直线段均采用落地式支架施工(0#块长度偏小为满足挂蓝施工的长度要求,1#块也要在支架上完成施工),桥墩施工完成后,拼装墩旁支架施工0、1#块,0、1#块施工完成后,拼装挂篮,对称施工2#块及后续节段施工。

在施工完成11#块之前完成边跨直线段,先合拢边跨合拢段,然后进行中跨合拢段施工。

5.2 工艺流程(如图5.2)图 5.2工艺流程图5.3 操作要点5.3.1 0#块施工本连续梁0#块长9.6米,1#块长3米,根据挂蓝的实际长度与0#块的长度不相适应,因此0、1#块采用墩旁支架施工,分节段浇筑成型,其中0#块的施工流程为:支架拼装(浇注临时支座)→安装支座→安装底模→安装外模及腹底板端模→安装底、腹板钢筋及预应力管道、竖向精轧螺纹钢→安装隔墙钢筋、隔墙精轧螺纹→安装腹板剩余钢筋→安装横隔墙侧模及人洞模板→拼装内模托架→上内侧模及顶板模板、端模→绑扎顶板钢筋→顶板预应力管道及预埋件→检查签证→浇筑砼→养护→张拉、压浆。

1、 0#块支架拼装0#块支架采用在墩旁承台上设置钢管桩立柱,钢管桩上安装型钢平台的结构体系。

桥墩顺桥向两侧各设置2排Φ600×8mm钢管桩,每排3根,受承台尺寸限制,内侧一排垂直布置,外侧一排为斜撑形式,底端分别与承台连接、顶端与底模平台分配梁连接,钢管桩之间设置Φ273×6mm钢管联结系,内侧钢管桩与墩身上利用拉杆孔设置的抱箍连接。

(见上图4.2)钢管桩支架的高度较高,横向及纵向尺寸均较大,为运输、捣用方便,将支架立柱及连接系均设计成法兰连接的形式。

2、荷载试验采用相当于0#块梁重及施工荷载总重1.2倍的重量对支架进行预压,选用灌水砂袋作为压重荷载。

预压前计算出不同单位横断面上荷载分布情况,砂袋堆放时按照单位横断面荷载分布情况进行堆放。

(见图5.3.1-1和图5.3.1-2)图 5.3.1-1荷载试验示意图图 5.3.1-2荷载试验示意图施加荷载前在支架底设沉降观测点,测量标高。

预压按0-30%-50%-100%-120%四级分级加载。

满载(100%)后,仔细检查支架各个受力部位,并静置24小时,观测各点标高,累计变形值不大于2mm,即可认为稳定,此时再加载至120%,静置1小时后,就可以卸载。

在堆载过程中和卸载后跟踪测量,并随时观察支架、底平台各部位有无异常变形。

最后分析计算数据,根据计算结果,对底模标高进行调整,使预留拱度值更加准确,同时也是对支架强度、刚度及稳定性的检验。

3、支座安装1)固定支座安装前再次核对支座型号及支座在各桥墩的布置,确保各固定支座、活动支座的位置和方向符合设计要求。

安装时保证支座上、下座板与梁底及支承垫石之间、支座各层部件之间密贴无缝隙;所有支座受力均匀,无“三条腿”现象;支座配件齐全无损伤,螺栓螺母拧紧无松动;支座锚栓的规格、质量、埋置深度和外露长度,均符合设计要求和相关标准;在支座及锚栓位置调整准确后及时进行锚栓固结;墩台锚栓孔填料种类及质量均符合设计要求,做到锚栓孔口平整,无裂缝及积水。

支座安装允许偏差及检验方法见表5.3.1-1:2)临时支座为平衡连续梁在节段悬臂浇筑过程中的不平衡力矩,在各连续梁主墩设置临时支座(见图5.2.3.2-1)。

临时支座采用C55混凝土浇筑,与永久支座同高,在临时支座中央设置两层5cm厚55号硫磺砼,硫磺砼层中夹电阻丝,便于临时支座的拆除。

按设计要求,临时锚固采用HRB335φ32螺纹钢筋(施工墩身顶帽时注意钢筋预埋),施工0#块时,预埋钢筋伸入梁体与主墩临时固结。

图5.3.1-3主跨临时锚固构造平面图4、模板工程0#块外侧模直接采用挂篮悬浇用钢模板体系,安装前除锈、涂刷模板漆。

内模采用钢木组合模板,面板采用竹胶模板,背面采用方木加紧,方木下设置型钢背带。

内侧模原则上以拉为主、以撑为辅,撑杆可用断面为5×5cm、长度为内外模间垂直距离的C55砼杆,杆内预埋1Φ12钢筋以防振断,梅花型布置,间距约为80cm,位置要尽量置于外模加劲和内模横带处,内侧模板与外侧模板开洞穿PVC管,设Ф20钢筋拉杆,内侧模底部采用C55砼杆进行承托。

内侧模在支座钢筋网片处距底板砼顶面1m 处开洞,以便振捣。

端模:端模用自行加工的木模板,与内外模及其骨架连接牢固。

5、钢筋加工、绑扎及预应力管道安装1)普通钢筋安装每批到达工地的钢材,均向监理工程师提供试验报告和出厂质量证明书,并按不同钢种、等级、牌号及生产厂家,分类堆放,挂牌以识别。

钢筋在使用前,进行调直和除锈,保证钢筋表面洁净、平直,无局部弯折;钢筋的加工制作在加工车间严格按设计图进行,成品编号堆码,以便使用。

将加工好的钢筋运至模板内,按设计图放样绑扎,在交叉点处用扎丝绑牢,必要时采取点焊,以确保钢筋骨架的刚度和稳定性。

钢筋绑扎按设计及施工规范要求进行,先绑扎底板钢筋,再绑扎横隔板和腹板钢筋,同时安装定位网及预应力波纹管道,波纹管接头缠绕严密以防漏浆,再安装内模,最后绑扎顶板钢筋。

钢筋绑扎时注意各种预埋件的安装。

2)预应力管道安装钢束管道位置用定位钢筋固定,直线段定位网钢筋间距为100cm,曲线段按50cm布置,在管道转折控制点处定位钢筋应加密,定位钢筋与梁体主筋牢固焊接,确保预应力钢束定位准确,同时,应采取措施防止灌注混凝土时波纹管上浮。

如管道位置与骨架钢筋发生冲突,应保证端到位置不变,将钢筋适当移动。

波纹管成孔质量是保证预应力质量的重要基础,如果发生堵塞而进行处理,将直接影响施工进度和桥梁寿命。

因此,必须严格施工控制,保证灌注混凝土后波纹管不漏、不堵、不偏、不变形。

3)预埋件安装钢筋安装过程中,注意不得遗漏梁体预埋件及预留孔洞,包括泄水孔、通风孔、翼缘板下方滴水槽、防撞墙预埋钢筋,施工过程中,必须采取措施确保预埋件位置准确。

6、混凝土施工所有悬灌梁段均一次灌注成型,为确保梁体质量,需注意如下事项:①混凝土灌注顺序为:底板→腹板→顶板。

灌注时同一挂篮的两边基本对称。

混凝土由挂篮前端向后端浇注,顶板混凝土从两侧向中央推进,以防发生裂纹。

同一T构两侧的混凝土灌注量之差不超过设计规定值,T 构两侧重量偏差不超过10t。

②腹板混凝土振捣,当梁段高度大于4m时,在腹板内侧预留窗口,以便插入振捣器振捣混凝土。

当梁段高度小于4m时,不预留天窗,直接将振动棒放入腹板内振捣。

③振捣时插入点均匀,并保证波纹管和压浆管不受损伤,对角隅和锯齿板等钢筋密集处用小直径振动棒加强振捣,并加强振捣效果检查。

④灌注混凝土前,仔细检查模板的尺寸和牢固程度;灌注过程中设专人看护和加固模板,以防漏浆和跑模。

⑤在顶板混凝土浇筑完成后,用插入式振捣器对顶腹板和新旧梁段接缝处进行充分的二次振捣,确保连接处密实、可靠。

⑥混凝土灌注结束后,加强养护。

悬灌段施工在夏秋季时采取覆盖麻袋或海绵后撒水的养护方法。

⑦底板混凝土在初凝前抹平,顶板混凝土在初凝前拉毛。

7、预应力施工梁体按三向预应力设计,纵向、横向、竖向均设预应力。

纵向:梁体纵向腹板束采用15.2-24高强度低松弛钢绞线,纵向顶板束采用15.2-15高强度低松弛钢绞线(其中t0、t1为15.2-24),纵向底板束边跨采用15.2-12高强度低松弛钢绞线,纵向底板束中跨采用15.2-15高强度低松弛钢绞线。

横向:梁体顶板横向预应力筋采用15.2-3高强度低松弛钢绞线,BM15-3及BM15P-3扁形锚具锚固。

竖向:梁体腹板竖向预应力采用公称直径25mm的PSB930预应力混凝土用螺纹钢筋,在腹板内双排布置,YGM-25型锚具锚固。

各梁段钢束张拉须在该梁段混凝土达到设计强度的90%、并达到相应的弹性模量,且龄期不小于7天后进行。

纵向预应力张拉时,先张拉腹板束后张拉顶板束,再张拉横向预应力钢束,最后张拉竖向预应力螺纹钢,三向预应力张拉过程中,均应两侧对称进行。

采用张拉应力与伸长量双控措施,以保证达到设计要求的钢束应力。

张拉施工注意事项:①千斤顶加载和卸载时做到平稳、均匀、缓慢、无冲击。

②张拉时混凝土强度和龄期达到设计图纸要求。

③张拉顺序按设计图纸要求进行。

④张拉作业中,对钢绞线束的两端同步施加预应力,保证两端张拉伸长量基本相等。

若两端伸长量相差较大时,查找原因,进行纠正。

⑤当气温下降到5℃以下时,停止张拉作业,以免钢绞线发生脆断。

⑥张拉过程中不敲击和碰撞张拉设备和油管。

⑦张拉完毕后,未压浆或压浆后水泥浆未凝固时,不敲击锚具和剧烈震动梁体。

多余的钢绞线用切割机切割,切割后留下的长度不少于3cm。

⑧在高压油管的接头加防护套,以防喷油伤人。

⑨在测量伸长量时,停止开动油泵。

⑩转移油泵时将油压表拆卸下来另行携带转送,在有压情况下不拧动油泵或千斤顶的接头。

8、预应力管道压浆预应力束张拉完毕后,应及时对孔道进行压浆,孔道压浆是确保预应力工程质量和箱梁质量的一个重要因素。

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