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[摘 要]本文结合工作实例,对公路桥梁挂篮悬臂浇筑施工技术作一些探讨。
[关键词]桥梁 挂篮 悬臂 施工
中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0120-01
挂篮悬臂施工技术是指从已建成的桥墩开始,沿桥梁跨经方向两侧对称进行逐段现浇梁段,待每段梁段混凝土达到设计强度后,通过张拉预应力束将各段连成整体,再移动挂篮浇注下一段梁段至全桥结束。本文结合工作实例,对公路桥梁挂篮悬臂浇筑施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某立交桥采用54.15+70+54.15m单箱单室变高度预应力砼连续箱梁,单箱底宽8.5m,两侧悬臂长4.25m,全宽17m,中支点处箱梁中心梁高4.0m,跨中箱梁中心梁高2.0m,梁高及底板厚均以二次抛物线变化。横隔板均设置了人孔以便施工。主桥箱梁采用三向预应力体系,分为纵向预应力束、桥面板横向预应力束和竖向精扎螺纹钢筋。箱梁纵向分0、1号段、悬臂浇注段、合拢段及边跨现浇段,其中0、1号段12m,悬臂纵向分段长度为3.5m+5×4.0m+4.5m,合拢段2.0m,边跨现浇段为18.15m。主桥连续箱梁悬臂段分别独立采用三角挂篮悬臂浇筑法施工,左、右幅依次进行,全桥共投入2套(4个)挂篮,各“T”构同时施工。
二、挂篮悬臂浇筑施工技术要点
1、施工准备
(1)0、1号段的浇注。为方便施工,确保混凝土外观质量,0、1号段混凝土分两次浇筑。
(2)挂篮的设计。挂篮由两片三角形主桁组成,自重56t,满足最大梁重148.82t、最大梁段长度4.5m,满足设计要求,导链牵引走行。前支座安放聚四氟乙烯滑板,后支座设滚轮,减小滑行阻力。
(3)挂篮安装。首先拼装挂篮主纵梁,安装主纵梁和支点,再安装上下横梁,同时安装前后吊杆和千斤顶的横梁,主纵桁梁中部加锚并调整主纵梁和主横桁位置,然后吊挂两侧底篮。
(4)挂篮试压。为了消除挂篮结构的塑性变形,挂篮在上桥前先在加工厂试拼,采用等代浇筑重量对其进行主桁架对称试压,分级加载最大重量为施工最大梁重的1.3倍;然后分级,在加载和过程用精密测量仪器观测竖向变形,再根据实测值推算各梁段挂篮的竖向变形,为施工预拱度设定及混凝土浇筑中挂篮的调整提供参考数据。
(5)过程控制中要求紧固挂篮,挂篮就位后,在浇筑砼前,对于前后横梁每根吊杆连接处随时检查螺栓有无松动,有松动的地方必须及时扭紧,做到每一节点都连接紧密、牢固方可进行浇筑。
(6)为确保挂篮前移的稳定,应将挂篮支腿和纵梁利用槽钢紧密连在一起,使之形成一个整体,再在纵梁后锚点位置用25#槽钢做成横梁压在两纵梁上面,将两纵梁联在一起,增加挂篮的整体性,同时也增加挂篮前移时的抗倾覆能力。
2、钢筋及预应力管道制作、安装
(1)钢筋及管道安装顺序箱梁底模板和外侧模板就位后进行钢筋及管道的安装。
(2)管道制作与安装预应力孔道采用金属波纹管成孔,并根据预应力筋束及锚具的型号确定波纹管管径。金属波纹软管,由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成,具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土粘结较好等优点。
(3)孔道接长纵向预应力孔道,用较通长孔道波纹管直径大5mm的接头管进行接头,接头管长度为200mm,接长后以胶带纸包裹,以防漏浆。接头管除特殊情况均采用外接头。防止在穿束时接头管被破坏产生堵孔。
(4)锚垫板的安装锚垫板安放时保持板面与孔道保持垂直,压浆嘴向上,波纹管穿入锚垫板内部,且从锚垫板口部以海棉封堵孔道端口,外包裹胶带,避免漏浆堵孔。为保证锚垫板定位准确,在施工到齿板处时,换用改装后的内模,精确定位,将齿板与梁体一同浇筑。
(5)防堵孔措施在纵向预应力孔道内,于灌注混凝土前,穿入较孔道孔径小10mm的硬塑料管,在混凝土初凝前抽动,终凝后抽出,以防措施不到漏浆堵孔,此塑料管可多次倒用。
3、混凝土施工
(1)灌注混凝土灌注时由前往后对称灌注两腹板混凝土至下倒角,然后再由前往后灌注底板,底板及腹板下部混凝土由串筒导流入模,立模时按规划在腹板上留好天窗,底板灌注完成后继续对称分层灌注腹板混凝土,上部腹板2m范围可由输送管直接插入,分层厚度为30cm。顶板的灌注遵循由两侧向中央灌注的顺序。
(2)混凝土捣固。混凝土振捣采用附着式和插入式振捣器相结合的形式,底板和顶板以插入式振捣器为主,腹板以附着式振捣器为主并辅以插入式振捣器,箱梁梗腋处两种振捣器相互补充,加强振捣。插入振捣厚度为30cm,插入下一层混凝土5~10cm,插入间距控制在振捣棒作用半径1.5倍之内,振捣到混凝土不再下沉,表面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出,第10页防止混凝土内留有空隙。
(3)混凝土灌注。混凝土要分散缓慢卸落,防止大量混凝土集中冲击钢筋和波纹管;捣固混凝土时避免振动棒与波纹管接触振动;混凝土入模过程中随时注意保护波纹管,防止波纹管碰撞变形;混凝土灌注过程中要随时测量底板标高,并及时进行调整。
(4)混凝土养生。混凝土灌注完成后,表面用塑料布覆盖,并撒水养护,待同等条件养护的混凝土试件其抗压强度达到梁部混凝土设计强度的90%时,揭开塑料布,洒水继续养护,始终保持混凝土表面潮湿,养护天数14天以上。同时进行底面和侧面的养生。
4、预应力施工
(1)预应力材料、锚具。顶板预应力束采用25、19φj15.24钢绞线,OVM15-25、19型锚具,张拉力4882.5、3710.7KN;底板预应力束采用25φj15.24钢绞线,OVM15-25型锚具,张拉力4882.5KN;竖向预应力束采用冷拉Ⅳ级φj25粗钢筋,YGM型锚具,张拉力330KN;横向予应力采用3φj15.24钢绞线,BM15-3型锚具,单根张拉力195.3KN。
(2)纵向预应力筋施工预应力张拉在混凝土强度达到设计规定的强度后进行。张拉锚固按照设计要求纵向预应力筋采用一次张拉的工艺,其步骤为:0→15%初应力→30%控制应力→100%控制应力(持荷5min)→锚固。
(3)竖向预应力筋的施工采用伸长值与预应力双控。张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6%到-6%之间。当超出此范围后停止张拉进行原因分析。整个张拉过程随时注意避免滑丝和断丝现象发生。了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。张拉过程中注意安全,千斤顶后部不能疲倦,防止张拉意外事故时伤人。
(4)孔道压浆。孔道灌浆采用电动柱塞压浆机,且配有搅拌机,使灰浆搅拌均匀,压浆连续。压浆水泥浆采用纯水泥浆,水灰比采用0.4-0.45,水泥等级不低于42.5级;并掺入适量膨胀剂。
(5)挂篮前移。在张拉压浆结束、待水泥漿终凝后即可前移。
5、边跨现浇段现浇施工
挂篮施工边跨现浇段梁宽17m,梁高2.0m,每段长18.15m,体积215.15m3,自重为537.9t,采用碗口式支架法现浇。
6、合拢施工
合拢段利用挂篮上的模板系统进行施工,方法是将挂篮底模平台锚于邻近梁段底板上,外侧悬吊在邻近梁段翼缘板上,内模置于底板顶面上。内外模间用对拉螺栓拉紧。为保持混凝土灌注过程中梁体受力不变,在两个临近梁段上各预压重量等于合拢混凝土重量一半的橡胶水袋储水加压,随混凝土的灌注分级放水,确保合拢始终处于一个相对稳定的状态下施工,确保合拢段施工质量。合拢段施工是连续梁施工的关键。
三、结语
总之,挂篮悬臂施工技术在施工期间不影响桥下的水陆交通,不用或少用支架,节省施工费用,降低工程造价,适用性强、可冬季施工、利用率高、加快施工进度、缩短工期,在施工中便于对各个节段的施工误差进行调整保证悬臂浇筑施工的精度。
[关键词]桥梁 挂篮 悬臂 施工
中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0120-01
挂篮悬臂施工技术是指从已建成的桥墩开始,沿桥梁跨经方向两侧对称进行逐段现浇梁段,待每段梁段混凝土达到设计强度后,通过张拉预应力束将各段连成整体,再移动挂篮浇注下一段梁段至全桥结束。本文结合工作实例,对公路桥梁挂篮悬臂浇筑施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某立交桥采用54.15+70+54.15m单箱单室变高度预应力砼连续箱梁,单箱底宽8.5m,两侧悬臂长4.25m,全宽17m,中支点处箱梁中心梁高4.0m,跨中箱梁中心梁高2.0m,梁高及底板厚均以二次抛物线变化。横隔板均设置了人孔以便施工。主桥箱梁采用三向预应力体系,分为纵向预应力束、桥面板横向预应力束和竖向精扎螺纹钢筋。箱梁纵向分0、1号段、悬臂浇注段、合拢段及边跨现浇段,其中0、1号段12m,悬臂纵向分段长度为3.5m+5×4.0m+4.5m,合拢段2.0m,边跨现浇段为18.15m。主桥连续箱梁悬臂段分别独立采用三角挂篮悬臂浇筑法施工,左、右幅依次进行,全桥共投入2套(4个)挂篮,各“T”构同时施工。
二、挂篮悬臂浇筑施工技术要点
1、施工准备
(1)0、1号段的浇注。为方便施工,确保混凝土外观质量,0、1号段混凝土分两次浇筑。
(2)挂篮的设计。挂篮由两片三角形主桁组成,自重56t,满足最大梁重148.82t、最大梁段长度4.5m,满足设计要求,导链牵引走行。前支座安放聚四氟乙烯滑板,后支座设滚轮,减小滑行阻力。
(3)挂篮安装。首先拼装挂篮主纵梁,安装主纵梁和支点,再安装上下横梁,同时安装前后吊杆和千斤顶的横梁,主纵桁梁中部加锚并调整主纵梁和主横桁位置,然后吊挂两侧底篮。
(4)挂篮试压。为了消除挂篮结构的塑性变形,挂篮在上桥前先在加工厂试拼,采用等代浇筑重量对其进行主桁架对称试压,分级加载最大重量为施工最大梁重的1.3倍;然后分级,在加载和过程用精密测量仪器观测竖向变形,再根据实测值推算各梁段挂篮的竖向变形,为施工预拱度设定及混凝土浇筑中挂篮的调整提供参考数据。
(5)过程控制中要求紧固挂篮,挂篮就位后,在浇筑砼前,对于前后横梁每根吊杆连接处随时检查螺栓有无松动,有松动的地方必须及时扭紧,做到每一节点都连接紧密、牢固方可进行浇筑。
(6)为确保挂篮前移的稳定,应将挂篮支腿和纵梁利用槽钢紧密连在一起,使之形成一个整体,再在纵梁后锚点位置用25#槽钢做成横梁压在两纵梁上面,将两纵梁联在一起,增加挂篮的整体性,同时也增加挂篮前移时的抗倾覆能力。
2、钢筋及预应力管道制作、安装
(1)钢筋及管道安装顺序箱梁底模板和外侧模板就位后进行钢筋及管道的安装。
(2)管道制作与安装预应力孔道采用金属波纹管成孔,并根据预应力筋束及锚具的型号确定波纹管管径。金属波纹软管,由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成,具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土粘结较好等优点。
(3)孔道接长纵向预应力孔道,用较通长孔道波纹管直径大5mm的接头管进行接头,接头管长度为200mm,接长后以胶带纸包裹,以防漏浆。接头管除特殊情况均采用外接头。防止在穿束时接头管被破坏产生堵孔。
(4)锚垫板的安装锚垫板安放时保持板面与孔道保持垂直,压浆嘴向上,波纹管穿入锚垫板内部,且从锚垫板口部以海棉封堵孔道端口,外包裹胶带,避免漏浆堵孔。为保证锚垫板定位准确,在施工到齿板处时,换用改装后的内模,精确定位,将齿板与梁体一同浇筑。
(5)防堵孔措施在纵向预应力孔道内,于灌注混凝土前,穿入较孔道孔径小10mm的硬塑料管,在混凝土初凝前抽动,终凝后抽出,以防措施不到漏浆堵孔,此塑料管可多次倒用。
3、混凝土施工
(1)灌注混凝土灌注时由前往后对称灌注两腹板混凝土至下倒角,然后再由前往后灌注底板,底板及腹板下部混凝土由串筒导流入模,立模时按规划在腹板上留好天窗,底板灌注完成后继续对称分层灌注腹板混凝土,上部腹板2m范围可由输送管直接插入,分层厚度为30cm。顶板的灌注遵循由两侧向中央灌注的顺序。
(2)混凝土捣固。混凝土振捣采用附着式和插入式振捣器相结合的形式,底板和顶板以插入式振捣器为主,腹板以附着式振捣器为主并辅以插入式振捣器,箱梁梗腋处两种振捣器相互补充,加强振捣。插入振捣厚度为30cm,插入下一层混凝土5~10cm,插入间距控制在振捣棒作用半径1.5倍之内,振捣到混凝土不再下沉,表面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出,第10页防止混凝土内留有空隙。
(3)混凝土灌注。混凝土要分散缓慢卸落,防止大量混凝土集中冲击钢筋和波纹管;捣固混凝土时避免振动棒与波纹管接触振动;混凝土入模过程中随时注意保护波纹管,防止波纹管碰撞变形;混凝土灌注过程中要随时测量底板标高,并及时进行调整。
(4)混凝土养生。混凝土灌注完成后,表面用塑料布覆盖,并撒水养护,待同等条件养护的混凝土试件其抗压强度达到梁部混凝土设计强度的90%时,揭开塑料布,洒水继续养护,始终保持混凝土表面潮湿,养护天数14天以上。同时进行底面和侧面的养生。
4、预应力施工
(1)预应力材料、锚具。顶板预应力束采用25、19φj15.24钢绞线,OVM15-25、19型锚具,张拉力4882.5、3710.7KN;底板预应力束采用25φj15.24钢绞线,OVM15-25型锚具,张拉力4882.5KN;竖向预应力束采用冷拉Ⅳ级φj25粗钢筋,YGM型锚具,张拉力330KN;横向予应力采用3φj15.24钢绞线,BM15-3型锚具,单根张拉力195.3KN。
(2)纵向预应力筋施工预应力张拉在混凝土强度达到设计规定的强度后进行。张拉锚固按照设计要求纵向预应力筋采用一次张拉的工艺,其步骤为:0→15%初应力→30%控制应力→100%控制应力(持荷5min)→锚固。
(3)竖向预应力筋的施工采用伸长值与预应力双控。张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6%到-6%之间。当超出此范围后停止张拉进行原因分析。整个张拉过程随时注意避免滑丝和断丝现象发生。了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。张拉过程中注意安全,千斤顶后部不能疲倦,防止张拉意外事故时伤人。
(4)孔道压浆。孔道灌浆采用电动柱塞压浆机,且配有搅拌机,使灰浆搅拌均匀,压浆连续。压浆水泥浆采用纯水泥浆,水灰比采用0.4-0.45,水泥等级不低于42.5级;并掺入适量膨胀剂。
(5)挂篮前移。在张拉压浆结束、待水泥漿终凝后即可前移。
5、边跨现浇段现浇施工
挂篮施工边跨现浇段梁宽17m,梁高2.0m,每段长18.15m,体积215.15m3,自重为537.9t,采用碗口式支架法现浇。
6、合拢施工
合拢段利用挂篮上的模板系统进行施工,方法是将挂篮底模平台锚于邻近梁段底板上,外侧悬吊在邻近梁段翼缘板上,内模置于底板顶面上。内外模间用对拉螺栓拉紧。为保持混凝土灌注过程中梁体受力不变,在两个临近梁段上各预压重量等于合拢混凝土重量一半的橡胶水袋储水加压,随混凝土的灌注分级放水,确保合拢始终处于一个相对稳定的状态下施工,确保合拢段施工质量。合拢段施工是连续梁施工的关键。
三、结语
总之,挂篮悬臂施工技术在施工期间不影响桥下的水陆交通,不用或少用支架,节省施工费用,降低工程造价,适用性强、可冬季施工、利用率高、加快施工进度、缩短工期,在施工中便于对各个节段的施工误差进行调整保证悬臂浇筑施工的精度。