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摘要:悬臂浇筑法是连续梁桥施工中常用的一种施工方法,在施工中使用挂篮作为移动模架,混凝土的灌注、钢筋的绑扎、预应力筋的张拉等工作全部在挂篮内实施。文章对挂篮施工理论进行了分析,并结合实例对挂篮在桥梁工程中的应用进行了研究。
关键词:桥梁工程;挂篮;悬臂浇筑法;施工技术
中图分类号: TU997 文献标识码: A
前言
挂篮悬臂浇筑可以避免大量支架,因为施工过程中没有跨度限制,可以广泛应用于流量大的河道、跨越深谷以及交通量大的立交桥。整个施工过程中只需要使用少量的施工机械设备,鉴于其经济效益,所以,挂篮悬浇施工也常应用于大跨度连续梁桥的施工。
工程案例
某大桥主桥采用110m的连续梁体系,跨径组合为68+2×110+75+55m连续梁(里程桩号为K21+787~K22+580);下部采用单薄壁空心墩;基础采用钻孔灌注桩基础。
1、主桥上部构造
主桥跨径组合为68+2×110+75+55m(418m)预应力混凝土连续梁体系。箱梁梁高和底板厚度均按1.8次抛物线设计。采用单箱单室预应力混凝土结构,110m跨梁高从跨中(边跨端部)3.0m变化至根部的6.5m,75m跨梁高从跨中(边跨端部)2.5m变化至主墩根部4.5m。箱梁两侧悬臂为2×3.625m,悬臂板根部厚度为80cm,底板宽9.0m,顶板宽16.25m;110m跨箱梁底板厚度从28cm变化至根部90cm;75m跨箱梁底板厚度从28cm变化至90cm;腹板厚度采用55cm、65cm、80cm三种厚度;110跨箱梁0#块横梁厚度为300cm;75m跨箱梁0#块厚度为200cm。
2、上部结构施工方法
箱梁采用悬臂浇筑法施工,施工顺序应严格按施工顺序图进行施工。为保证箱梁合拢时为刚性连接,合拢时箱外设置劲性骨架;合拢段混凝土采用UEA混凝土。
(1)主桥箱梁挂篮悬浇。一端在5#墩与引桥相连,另一端在0#台与桥台相连。梁体位于凸曲线上,顶板按双向1.5%横坡设置,桥面全宽33.5米,垂直腹板式变截面单室单箱。连续梁体设有三向预应力。
(2)除现浇段在支架上施工外,0号节段、1节段在墩旁托架上现浇施工,正常节段用挂篮悬注施工。合拢段用吊架施工,整个箱梁施工顺序,按设计要求从1#、2#、3#墩起,逐步向两侧推进。整个工程的单幅连续梁分单“T”挂篮悬臂对称浇筑进行施工。1#、2#、3#墩为主墩,箱梁悬浇施工做到均衡、对称。T构施工可分为3个步骤:第一步是在桥墩建成后,在墩两侧安装墩旁托架;第二步是在托架顶安裝底模及平台及临时支座,进行墩顶0~1号节段的施工;第三步是在2号块上对称安装悬注挂篮及模板等,逐段浇筑箱梁。
主桥桥型布置图
(3)施工步骤:首先,对梁体进行划分,一般以2~5m 作为一个节段,挂篮自桥墩起对称伸臂逐渐浇筑混凝土。当中,挂篮可以支承梁段模板,能变化有效的位置。还能吊运材料,进行混凝土的浇筑施工,并张拉预应力筋。在项目施工过程中,挂蓝上可以完成很多操作,比如浇筑混凝土、架设模板、钢筋安装等等,这些都是常规施工过程当中所遇到的问题。在施工完一个节段后,可以借助行走系统向前移动,在移动过程中须结合导链牵引。行走系统主要由向前牵引装置和尾索保护装置组成。其中牵引的路线有两种:
a竖直吊装或利用混凝土泵将物料泵送到挂篮上;
b在物料运输过程中,当悬臂施工路线受阻时,可以将预制加工场置于桥头,在利用简易支架或吊装设备达到运输目的。
主桥挂篮悬浇施工图
通常,悬臂浇筑每节段施工的工期按照结构复杂程度而定,一般在6~10天左右。为了提高桥梁施工的质量水平,减短施工周期,还须把握好施工过程中混凝土生产质量。
3、安装挂篮
(1)轨道安装
首先,安装挂篮行走的轨道轴线,轨道垫梁、行走轨道,并操平垫实。轨道间的中心距要与图纸保持一致。安装轨道要注意顺直,顶面保持水平状态。用箱梁竖向精轧螺纹钢压紧轨道。使用连接器将竖向精轧钢筋接长至轨道的长度,用长尺核轨距,轨道锚点每两米不少于两个。
(2)安装挂篮底篮
在箱梁下面的地面上,底篮上的纵梁临时点焊在前后下横梁上,形成一个平面整体。将挂篮底篮拼装完成后,用卷扬机提升挂篮底篮。待底篮提升到位后穿好底篮的前后吊杆,底篮吊到位后安装吊杆,展设底模板形成底篮,调整好高度。底篮整体吊装要考虑起吊重量,起吊能力不足时要分件吊装:先吊装后下横梁,用钢绳、葫芦固定,穿进吊杆把后下横梁固定在箱梁上,吊起前上横梁安装到位、穿进吊杆固定在前上横梁上,吊起前下横梁,用葫芦临时固定,吊杆下端与前下横梁吊具连接。逐根安装纵梁,安装底模板。
(3)挂篮节段施工
为优化挂篮设计,在施工过程中, 应将施工的荷载控制在70吨,在工程混凝土强度达到设定强度后, 在梁顶安装挂篮,同时张拉横向和竖向预应力。设计中, 用2个盆式橡胶支座固定连续梁每个中墩, 在用钢板围檩主墩支座的外侧,并以干砂封填,在以5cm 厚细石混凝土固封,用以作为临时支座, 临时支座要高出正式支座约5mm,使的正式支座承重小,而临时支座能承受大部分重力。
(4)挂篮试压。在上桥前,挂篮需要在加工厂试拼,此举是为了消除挂篮的塑性变形,采用等代浇筑重量进行主桁架对称试压,分级加载最大重量不超过施工梁重的1.3倍;然后分级, 在加载的过程当中,使用测量仪器来观测竖向变形, 从而可以推算出各梁段挂篮的竖向变形,为施工预拱度的设定和挂篮调整提供数字依据。
(5)在挂篮控制过程中要紧固挂篮,在浇筑砼前, 要核检螺栓是否松动,必须及时扭紧有松动的地方,从而保证节点之间都是牢固、紧密的连接、继而进行下一步浇筑。
(6)为保证挂篮稳定向前移动,应当利用槽钢将纵梁和挂篮支腿连在一起,使其形成一个整体,再用槽钢做成横梁在纵梁后锚点位置处压在两纵梁的上面,将两纵梁形成一个整体,一方面增加挂篮的整体性,另一方面也增加了挂篮在往前移动过程中的抗倾覆能力。
(7)应当选择在气温稳定且较低的时段来进行浇筑混凝土。在浇筑过程中首先应注意从前端开始均匀向后浇筑,浇筑段与浇筑段之间要接合,两梁段模板之间的连接处紧密结合。然后按顺序底板,腹板、顶板进行浇筑。
(8)为使混凝土形成塑性流,外力振捣下易捣实,要严格掌握施工过程中混凝土的配合比、可泵性和含砂率,同时,需要利用良好的养护和相关质量管理措施,从而提高箱梁混凝土的浇筑质量。
(9)工程中使用双向预应力的混凝土结构。混凝土预应力张拉在整个结构受力过程中非常重要,所以,对混凝土强度要求要非常严格,一般混凝土设计强度要达到最强硬度80%后才开始张拉预应力。此外,还要注重对波纹管的保护。当张拉完成后,在用合理搭配的砂石灌浆封锚,最后拆除模板。
4、挂篮使用的注意事项
挂篮的使用,安装,拆除过程都属于高空作业,所以现场须安装安全护栏,并且两端需均衡作业。使用过程中,对机械设备要及时维修保养,做到随时检查;对挂篮的关键部位,要及时检查,要及时解决遇到的问题,消除隐患。保证挂篮准确的预留孔位置,对竖向应力筋的数量、位置、还要进行及时检查。及时测量梁段标高、中轴线及挠度,相应做好数字记录。避免出现错台,模板与已成梁段混凝土要密贴。在混凝土浇筑入模过程中,随时要注意,挂篮和模板是否变形,并及时调整,以保证工程施工顺利进行。
结束语
挂篮悬臂浇筑法施工中存在着诸多应注意的问题:保证主梁轴线的横向偏移和合拢前两悬臂端竖向挠度之间的偏差不超过容许范围;保证良好的合拢后的桥面线形;保证施工过程中主梁截面没有出现过大的应力情况等等,因此,必须严格控制施工过程,防止施工缺陷造成结构受力不利、主梁梁底曲线不顺畅、或形成永久性的缺陷而影响外形美观等等。
参考文献
[1] 王有才. 桥梁施工工程中悬臂挂篮技术的应用探讨[J]. 科技信息. 2010(09)
[2] 吕洪涛. 试论桥梁工程中挂篮悬臂浇筑法的施工技术[J]. 才智. 2011(10)
[3] 徐会超. 桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术分析[J]. 中国高新技术企业. 2010(01)
[4] 李立安. 预应力箱形梁施工技术在桥梁工程中的应用[J]. 广东建材. 2008(07)
关键词:桥梁工程;挂篮;悬臂浇筑法;施工技术
中图分类号: TU997 文献标识码: A
前言
挂篮悬臂浇筑可以避免大量支架,因为施工过程中没有跨度限制,可以广泛应用于流量大的河道、跨越深谷以及交通量大的立交桥。整个施工过程中只需要使用少量的施工机械设备,鉴于其经济效益,所以,挂篮悬浇施工也常应用于大跨度连续梁桥的施工。
工程案例
某大桥主桥采用110m的连续梁体系,跨径组合为68+2×110+75+55m连续梁(里程桩号为K21+787~K22+580);下部采用单薄壁空心墩;基础采用钻孔灌注桩基础。
1、主桥上部构造
主桥跨径组合为68+2×110+75+55m(418m)预应力混凝土连续梁体系。箱梁梁高和底板厚度均按1.8次抛物线设计。采用单箱单室预应力混凝土结构,110m跨梁高从跨中(边跨端部)3.0m变化至根部的6.5m,75m跨梁高从跨中(边跨端部)2.5m变化至主墩根部4.5m。箱梁两侧悬臂为2×3.625m,悬臂板根部厚度为80cm,底板宽9.0m,顶板宽16.25m;110m跨箱梁底板厚度从28cm变化至根部90cm;75m跨箱梁底板厚度从28cm变化至90cm;腹板厚度采用55cm、65cm、80cm三种厚度;110跨箱梁0#块横梁厚度为300cm;75m跨箱梁0#块厚度为200cm。
2、上部结构施工方法
箱梁采用悬臂浇筑法施工,施工顺序应严格按施工顺序图进行施工。为保证箱梁合拢时为刚性连接,合拢时箱外设置劲性骨架;合拢段混凝土采用UEA混凝土。
(1)主桥箱梁挂篮悬浇。一端在5#墩与引桥相连,另一端在0#台与桥台相连。梁体位于凸曲线上,顶板按双向1.5%横坡设置,桥面全宽33.5米,垂直腹板式变截面单室单箱。连续梁体设有三向预应力。
(2)除现浇段在支架上施工外,0号节段、1节段在墩旁托架上现浇施工,正常节段用挂篮悬注施工。合拢段用吊架施工,整个箱梁施工顺序,按设计要求从1#、2#、3#墩起,逐步向两侧推进。整个工程的单幅连续梁分单“T”挂篮悬臂对称浇筑进行施工。1#、2#、3#墩为主墩,箱梁悬浇施工做到均衡、对称。T构施工可分为3个步骤:第一步是在桥墩建成后,在墩两侧安装墩旁托架;第二步是在托架顶安裝底模及平台及临时支座,进行墩顶0~1号节段的施工;第三步是在2号块上对称安装悬注挂篮及模板等,逐段浇筑箱梁。
主桥桥型布置图
(3)施工步骤:首先,对梁体进行划分,一般以2~5m 作为一个节段,挂篮自桥墩起对称伸臂逐渐浇筑混凝土。当中,挂篮可以支承梁段模板,能变化有效的位置。还能吊运材料,进行混凝土的浇筑施工,并张拉预应力筋。在项目施工过程中,挂蓝上可以完成很多操作,比如浇筑混凝土、架设模板、钢筋安装等等,这些都是常规施工过程当中所遇到的问题。在施工完一个节段后,可以借助行走系统向前移动,在移动过程中须结合导链牵引。行走系统主要由向前牵引装置和尾索保护装置组成。其中牵引的路线有两种:
a竖直吊装或利用混凝土泵将物料泵送到挂篮上;
b在物料运输过程中,当悬臂施工路线受阻时,可以将预制加工场置于桥头,在利用简易支架或吊装设备达到运输目的。
主桥挂篮悬浇施工图
通常,悬臂浇筑每节段施工的工期按照结构复杂程度而定,一般在6~10天左右。为了提高桥梁施工的质量水平,减短施工周期,还须把握好施工过程中混凝土生产质量。
3、安装挂篮
(1)轨道安装
首先,安装挂篮行走的轨道轴线,轨道垫梁、行走轨道,并操平垫实。轨道间的中心距要与图纸保持一致。安装轨道要注意顺直,顶面保持水平状态。用箱梁竖向精轧螺纹钢压紧轨道。使用连接器将竖向精轧钢筋接长至轨道的长度,用长尺核轨距,轨道锚点每两米不少于两个。
(2)安装挂篮底篮
在箱梁下面的地面上,底篮上的纵梁临时点焊在前后下横梁上,形成一个平面整体。将挂篮底篮拼装完成后,用卷扬机提升挂篮底篮。待底篮提升到位后穿好底篮的前后吊杆,底篮吊到位后安装吊杆,展设底模板形成底篮,调整好高度。底篮整体吊装要考虑起吊重量,起吊能力不足时要分件吊装:先吊装后下横梁,用钢绳、葫芦固定,穿进吊杆把后下横梁固定在箱梁上,吊起前上横梁安装到位、穿进吊杆固定在前上横梁上,吊起前下横梁,用葫芦临时固定,吊杆下端与前下横梁吊具连接。逐根安装纵梁,安装底模板。
(3)挂篮节段施工
为优化挂篮设计,在施工过程中, 应将施工的荷载控制在70吨,在工程混凝土强度达到设定强度后, 在梁顶安装挂篮,同时张拉横向和竖向预应力。设计中, 用2个盆式橡胶支座固定连续梁每个中墩, 在用钢板围檩主墩支座的外侧,并以干砂封填,在以5cm 厚细石混凝土固封,用以作为临时支座, 临时支座要高出正式支座约5mm,使的正式支座承重小,而临时支座能承受大部分重力。
(4)挂篮试压。在上桥前,挂篮需要在加工厂试拼,此举是为了消除挂篮的塑性变形,采用等代浇筑重量进行主桁架对称试压,分级加载最大重量不超过施工梁重的1.3倍;然后分级, 在加载的过程当中,使用测量仪器来观测竖向变形, 从而可以推算出各梁段挂篮的竖向变形,为施工预拱度的设定和挂篮调整提供数字依据。
(5)在挂篮控制过程中要紧固挂篮,在浇筑砼前, 要核检螺栓是否松动,必须及时扭紧有松动的地方,从而保证节点之间都是牢固、紧密的连接、继而进行下一步浇筑。
(6)为保证挂篮稳定向前移动,应当利用槽钢将纵梁和挂篮支腿连在一起,使其形成一个整体,再用槽钢做成横梁在纵梁后锚点位置处压在两纵梁的上面,将两纵梁形成一个整体,一方面增加挂篮的整体性,另一方面也增加了挂篮在往前移动过程中的抗倾覆能力。
(7)应当选择在气温稳定且较低的时段来进行浇筑混凝土。在浇筑过程中首先应注意从前端开始均匀向后浇筑,浇筑段与浇筑段之间要接合,两梁段模板之间的连接处紧密结合。然后按顺序底板,腹板、顶板进行浇筑。
(8)为使混凝土形成塑性流,外力振捣下易捣实,要严格掌握施工过程中混凝土的配合比、可泵性和含砂率,同时,需要利用良好的养护和相关质量管理措施,从而提高箱梁混凝土的浇筑质量。
(9)工程中使用双向预应力的混凝土结构。混凝土预应力张拉在整个结构受力过程中非常重要,所以,对混凝土强度要求要非常严格,一般混凝土设计强度要达到最强硬度80%后才开始张拉预应力。此外,还要注重对波纹管的保护。当张拉完成后,在用合理搭配的砂石灌浆封锚,最后拆除模板。
4、挂篮使用的注意事项
挂篮的使用,安装,拆除过程都属于高空作业,所以现场须安装安全护栏,并且两端需均衡作业。使用过程中,对机械设备要及时维修保养,做到随时检查;对挂篮的关键部位,要及时检查,要及时解决遇到的问题,消除隐患。保证挂篮准确的预留孔位置,对竖向应力筋的数量、位置、还要进行及时检查。及时测量梁段标高、中轴线及挠度,相应做好数字记录。避免出现错台,模板与已成梁段混凝土要密贴。在混凝土浇筑入模过程中,随时要注意,挂篮和模板是否变形,并及时调整,以保证工程施工顺利进行。
结束语
挂篮悬臂浇筑法施工中存在着诸多应注意的问题:保证主梁轴线的横向偏移和合拢前两悬臂端竖向挠度之间的偏差不超过容许范围;保证良好的合拢后的桥面线形;保证施工过程中主梁截面没有出现过大的应力情况等等,因此,必须严格控制施工过程,防止施工缺陷造成结构受力不利、主梁梁底曲线不顺畅、或形成永久性的缺陷而影响外形美观等等。
参考文献
[1] 王有才. 桥梁施工工程中悬臂挂篮技术的应用探讨[J]. 科技信息. 2010(09)
[2] 吕洪涛. 试论桥梁工程中挂篮悬臂浇筑法的施工技术[J]. 才智. 2011(10)
[3] 徐会超. 桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术分析[J]. 中国高新技术企业. 2010(01)
[4] 李立安. 预应力箱形梁施工技术在桥梁工程中的应用[J]. 广东建材. 2008(07)