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随着我国城市发展迅速,城市交通拥堵问题日益严峻,许多城市开始发展立体交通,城市高架桥对交通疏解的作用明显,但由于以前城市规划的局限性,高架桥梁所跨越的河流、道路、建筑物等为桥梁建设带来了很大困扰,因此一些高墩大跨的城市桥梁应运而生,相应的施工技术如转体施工,悬臂浇筑,悬臂拼装等大量应用。
工程概况:
某城市新建高架桥,第十联上跨成市环路,该联桥梁跨径为51+88+51m,采用预应力混凝土悬浇连续箱梁型式,单箱三室结构。箱梁顶宽25.5m,底宽18.0m,两侧悬臂长各3.75m,悬臂板端部厚20cm,根部厚75cm。箱梁中心线处根部高度5.2m,跨中高度2.6m,箱梁根部底板厚80cm,跨中底板厚28cm,箱梁高度以及箱梁底板厚度按2.0次抛物线变化。箱梁腹板根部厚70cm,跨中厚50cm,利用一个箱梁节段直线变化,箱梁顶板厚度30cm。箱梁顶设有1.5%的双向横坡度。箱梁浇筑分段长度依次分别为:0号段8.0m+3×3.0m+4×3.5+4×4.0m,累计悬臂施工长度43.0m,悬臂浇筑梁段最大控制重量约为2679kN,边跨和中跨合拢段长采用2m,左边跨满堂支架现浇段长5.88m,右边跨满堂支架现浇段长5.94m。
1、施工步骤
2、施工工艺流程
2.1临时支撑体系
临时支撑体系由支撑钢管(Φ630mm×8mm)与预应力体系共同组成,墩身纵桥向方向设置两排钢管(Φ630mm×8mm),每排钢管6根,钢管之间采用双向[20a槽钢做为连接系。主墩承台施工在进行砼浇筑前,在每根钢管内埋入4根Φ32精轧螺纹钢、锚具、波纹管及螺旋筋,另一端在箱梁底板内张拉锚固。
2.2支座垫石、临时固结及支座安装
支座垫石顶面标高严格按设计标高控制,根据支座螺栓位置预埋支座锚栓孔。临时固结支座主墩每墩各2个,每个尺寸为7.5m×0.5m×0.6m(长×宽×高)。现浇C50混凝土。位于支座底面的墩顶及与箱梁接触的临时支座顶面抹浆刮平,在浇筑支座和箱梁前先在墩顶面及支座顶面涂抹隔离剂,以便于拆除临时支座。支座安装保证支座与梁体垂直且支座中心线与梁体中心线平行,各支座受力均匀。支座上下座板水平,不产生偏位。支座与支承垫石间及支座与梁底间密贴,无缝隙。
2. 0#、1#段施工
0#段、1#段,均采用碗扣支架现浇。满堂支架采用“WDJ碗扣型支撑架”,钢管截面尺寸为:Φ48mm,壁厚3.5mm。支架体系从下到上依次为:支架基础、10cm×15cm木方或不低于5cm厚度垫板、可调节底座、Φ48×3.5mm碗扣立杆、横杆、剪刀撑、可调节顶托、15cm×10cm木方纵向分配梁、8cm×10cm木方做纵桥向分配梁;15cm×10cm木方分配梁沿横桥向布置,直接铺设在支架顶部的可调节顶托上,箱梁底模板采用定型大块竹胶模板(厚度1.8cm),后背8cm×10cm木方(间距20cm),然后直接铺装在15cm×10cm方木上。箱梁侧模采用定型钢模板,一次性浇筑完成。
2.4挂篮悬臂施工
2.4.1挂篮拼装及加载试验
本桥所用挂篮是三角形挂篮。挂篮进场后,按图纸拼装主桁架,拼装完成后在安装前进行预压加载试验。挂篮预压采用反力预压法,通过预压,检查其所承受的荷载是否能够达到设计要求,并消除非弹性变形;测定弹性变形及非弹性变形,为各段箱梁立模的抛高量提供依据。
2.4.2安装挂篮
在0#、1#、1’#梁段纵向钢绞线张拉完成后,测量放样,铺放垫枕,安装滑轨并将之锚固在竖向预应力筋上。吊装挂篮的主桁架,到位后支撑稳固,将后部锚固在梁体的竖向预应力筋上。然后安装横梁系及悬吊系等。最后安装2#、2’#段底模、侧模,并将之与悬吊系统联接在一起,同时安装工作平台。
2.4.3模板安装
悬浇梁段模板由底模、外侧模、内模、端模及堵头板等组成。底模采用大块钢模直接布设于挂篮底篮上的较密的型钢上承受荷载;外侧模采用大块钢模;在箱梁节段上端头模板上预留孔洞,将箱梁接逢处纵向钢筋伸出模板。顶板部分将预应力束管道波纹管伸出模板。模板安装应先安装底模、外侧模,再安装内模。每一节段施工时,根据施工监控和测量单位提供的参数,及时调整模板标高。
2.4.4混凝土浇注
悬臂浇筑施工时,理论上宜完全对称浇筑,如混凝土泵送有困难而难以实现时,应控制两端混凝土灌筑不平衡重不超过梁段重量的1/4。为了防止新老混凝土结合面出现裂缝,砼浇注方向由悬臂端或跨中向支点进行。砼分层浇注,每层厚度宜30~50cm,应一次连续浇注完毕。所有箱梁砼施工缝严格按照规范要求进行凿毛处理。在下一箱梁段砼浇注前,表面洒适量水进行湿润,防止新旧砼结合面衔接质量不良。混凝土浇注完成后,应在收浆后尽快覆盖和洒水养护。砼强度达到2.5Mpa前,不得使其承受人员、工具、模板、支架等荷载的干扰。
2.4.5拆底模、前移挂篮
梁段纵向预应力筋张拉和管道压浆完成后,开始拆底模。先松前吊带,后拆除底模后锚杆并使底模后部通过倒链吊在侧模纵梁上,用倒链牵引前支座使挂篮连同底模、侧模一起前移,直至到位。挂篮前移时必须两端同步进行,最大不平衡位移不大于0.4m,挂篮移动速度不大于0.1m/分钟,就位时中线偏差不大于5mm。待前移的挂篮定好位后即可进入下一个悬浇节段的施工循环。
2.5悬臂施工监测监控
采用三阶段挠度观测法,即挂篮前移阶段、浇筑混凝土阶段和张拉预应力阶段。以三个阶段作为挠度观测的周期,即每施工一个梁段,在挂篮前移后、浇筑混凝土后和张拉预应力后,对已施工箱梁上的监测点观测一次,其标高的变化就代表了该点所在的箱梁在不同施工阶段的挠度变形全过程。挠度观测安排在清晨6:00~8:00时间段内观测,同时记录空气温度和箱内温度。轴线偏差大于5mm或者挠度与施工测量高程差异2cm时,应暂停施工,查明原因后方可进行悬浇施工。各悬浇单T完成后,相邻两懸臂端的相对竖向挠度不应大于2cm,轴线偏差不大于1cm。
3、合龙段施工
3.1边跨合龙段施工
边跨合龙段长2m,为等截面箱梁,梁高2.6m,箱梁顶宽25.5m,箱梁底部线型均为直线段。在主梁2~11#块及边跨现浇段施工完成后进行。边跨合龙段利用一套挂篮施工。挂篮就位后安装底模,用三角楔块将底模与现浇段箱梁梁底紧密接触,使底模与梁底紧密接触,避免箱梁合龙段与已浇注块段产生错台。模板安装调整就位后按要求安装劲性骨架劲性骨架主要抵抗因箱梁升温及预应力预张拉而产生的轴向水平压力。设计合拢温度为15℃,为确定合理的合龙温度需前一星期对气温的变化和砼浇注后的温度变化进行跟踪观测,绘制温度变化与时间关系曲线,确保合龙段混凝土浇筑自当天最低气温开始,控制在2小时内浇筑完成。为了保证合龙段施工时混凝土始终处于稳定状态,在浇注之前各悬臂端需附加合适的配重。采用水箱压重,每侧水箱重量为合龙段混凝土重量的一半,随混凝土浇筑,减少水箱内相同的水的重量。
3.2中跨合龙段施工
中跨合龙段长度2m,待边跨合龙施工完成后,再施工中跨合龙段。合龙段设置合龙劲性骨架。中跨合龙段施工方法和边跨合龙段相同。
4、结语
悬臂梁挂篮施工的优势在于跨度大,对地面交通的干扰小。但由于其技术工艺特点,同时又具有工序多,施工周期长,质量控制环节多等缺点
(作者身份证号码:130121198808260060)
工程概况:
某城市新建高架桥,第十联上跨成市环路,该联桥梁跨径为51+88+51m,采用预应力混凝土悬浇连续箱梁型式,单箱三室结构。箱梁顶宽25.5m,底宽18.0m,两侧悬臂长各3.75m,悬臂板端部厚20cm,根部厚75cm。箱梁中心线处根部高度5.2m,跨中高度2.6m,箱梁根部底板厚80cm,跨中底板厚28cm,箱梁高度以及箱梁底板厚度按2.0次抛物线变化。箱梁腹板根部厚70cm,跨中厚50cm,利用一个箱梁节段直线变化,箱梁顶板厚度30cm。箱梁顶设有1.5%的双向横坡度。箱梁浇筑分段长度依次分别为:0号段8.0m+3×3.0m+4×3.5+4×4.0m,累计悬臂施工长度43.0m,悬臂浇筑梁段最大控制重量约为2679kN,边跨和中跨合拢段长采用2m,左边跨满堂支架现浇段长5.88m,右边跨满堂支架现浇段长5.94m。
1、施工步骤
2、施工工艺流程
2.1临时支撑体系
临时支撑体系由支撑钢管(Φ630mm×8mm)与预应力体系共同组成,墩身纵桥向方向设置两排钢管(Φ630mm×8mm),每排钢管6根,钢管之间采用双向[20a槽钢做为连接系。主墩承台施工在进行砼浇筑前,在每根钢管内埋入4根Φ32精轧螺纹钢、锚具、波纹管及螺旋筋,另一端在箱梁底板内张拉锚固。
2.2支座垫石、临时固结及支座安装
支座垫石顶面标高严格按设计标高控制,根据支座螺栓位置预埋支座锚栓孔。临时固结支座主墩每墩各2个,每个尺寸为7.5m×0.5m×0.6m(长×宽×高)。现浇C50混凝土。位于支座底面的墩顶及与箱梁接触的临时支座顶面抹浆刮平,在浇筑支座和箱梁前先在墩顶面及支座顶面涂抹隔离剂,以便于拆除临时支座。支座安装保证支座与梁体垂直且支座中心线与梁体中心线平行,各支座受力均匀。支座上下座板水平,不产生偏位。支座与支承垫石间及支座与梁底间密贴,无缝隙。
2. 0#、1#段施工
0#段、1#段,均采用碗扣支架现浇。满堂支架采用“WDJ碗扣型支撑架”,钢管截面尺寸为:Φ48mm,壁厚3.5mm。支架体系从下到上依次为:支架基础、10cm×15cm木方或不低于5cm厚度垫板、可调节底座、Φ48×3.5mm碗扣立杆、横杆、剪刀撑、可调节顶托、15cm×10cm木方纵向分配梁、8cm×10cm木方做纵桥向分配梁;15cm×10cm木方分配梁沿横桥向布置,直接铺设在支架顶部的可调节顶托上,箱梁底模板采用定型大块竹胶模板(厚度1.8cm),后背8cm×10cm木方(间距20cm),然后直接铺装在15cm×10cm方木上。箱梁侧模采用定型钢模板,一次性浇筑完成。
2.4挂篮悬臂施工
2.4.1挂篮拼装及加载试验
本桥所用挂篮是三角形挂篮。挂篮进场后,按图纸拼装主桁架,拼装完成后在安装前进行预压加载试验。挂篮预压采用反力预压法,通过预压,检查其所承受的荷载是否能够达到设计要求,并消除非弹性变形;测定弹性变形及非弹性变形,为各段箱梁立模的抛高量提供依据。
2.4.2安装挂篮
在0#、1#、1’#梁段纵向钢绞线张拉完成后,测量放样,铺放垫枕,安装滑轨并将之锚固在竖向预应力筋上。吊装挂篮的主桁架,到位后支撑稳固,将后部锚固在梁体的竖向预应力筋上。然后安装横梁系及悬吊系等。最后安装2#、2’#段底模、侧模,并将之与悬吊系统联接在一起,同时安装工作平台。
2.4.3模板安装
悬浇梁段模板由底模、外侧模、内模、端模及堵头板等组成。底模采用大块钢模直接布设于挂篮底篮上的较密的型钢上承受荷载;外侧模采用大块钢模;在箱梁节段上端头模板上预留孔洞,将箱梁接逢处纵向钢筋伸出模板。顶板部分将预应力束管道波纹管伸出模板。模板安装应先安装底模、外侧模,再安装内模。每一节段施工时,根据施工监控和测量单位提供的参数,及时调整模板标高。
2.4.4混凝土浇注
悬臂浇筑施工时,理论上宜完全对称浇筑,如混凝土泵送有困难而难以实现时,应控制两端混凝土灌筑不平衡重不超过梁段重量的1/4。为了防止新老混凝土结合面出现裂缝,砼浇注方向由悬臂端或跨中向支点进行。砼分层浇注,每层厚度宜30~50cm,应一次连续浇注完毕。所有箱梁砼施工缝严格按照规范要求进行凿毛处理。在下一箱梁段砼浇注前,表面洒适量水进行湿润,防止新旧砼结合面衔接质量不良。混凝土浇注完成后,应在收浆后尽快覆盖和洒水养护。砼强度达到2.5Mpa前,不得使其承受人员、工具、模板、支架等荷载的干扰。
2.4.5拆底模、前移挂篮
梁段纵向预应力筋张拉和管道压浆完成后,开始拆底模。先松前吊带,后拆除底模后锚杆并使底模后部通过倒链吊在侧模纵梁上,用倒链牵引前支座使挂篮连同底模、侧模一起前移,直至到位。挂篮前移时必须两端同步进行,最大不平衡位移不大于0.4m,挂篮移动速度不大于0.1m/分钟,就位时中线偏差不大于5mm。待前移的挂篮定好位后即可进入下一个悬浇节段的施工循环。
2.5悬臂施工监测监控
采用三阶段挠度观测法,即挂篮前移阶段、浇筑混凝土阶段和张拉预应力阶段。以三个阶段作为挠度观测的周期,即每施工一个梁段,在挂篮前移后、浇筑混凝土后和张拉预应力后,对已施工箱梁上的监测点观测一次,其标高的变化就代表了该点所在的箱梁在不同施工阶段的挠度变形全过程。挠度观测安排在清晨6:00~8:00时间段内观测,同时记录空气温度和箱内温度。轴线偏差大于5mm或者挠度与施工测量高程差异2cm时,应暂停施工,查明原因后方可进行悬浇施工。各悬浇单T完成后,相邻两懸臂端的相对竖向挠度不应大于2cm,轴线偏差不大于1cm。
3、合龙段施工
3.1边跨合龙段施工
边跨合龙段长2m,为等截面箱梁,梁高2.6m,箱梁顶宽25.5m,箱梁底部线型均为直线段。在主梁2~11#块及边跨现浇段施工完成后进行。边跨合龙段利用一套挂篮施工。挂篮就位后安装底模,用三角楔块将底模与现浇段箱梁梁底紧密接触,使底模与梁底紧密接触,避免箱梁合龙段与已浇注块段产生错台。模板安装调整就位后按要求安装劲性骨架劲性骨架主要抵抗因箱梁升温及预应力预张拉而产生的轴向水平压力。设计合拢温度为15℃,为确定合理的合龙温度需前一星期对气温的变化和砼浇注后的温度变化进行跟踪观测,绘制温度变化与时间关系曲线,确保合龙段混凝土浇筑自当天最低气温开始,控制在2小时内浇筑完成。为了保证合龙段施工时混凝土始终处于稳定状态,在浇注之前各悬臂端需附加合适的配重。采用水箱压重,每侧水箱重量为合龙段混凝土重量的一半,随混凝土浇筑,减少水箱内相同的水的重量。
3.2中跨合龙段施工
中跨合龙段长度2m,待边跨合龙施工完成后,再施工中跨合龙段。合龙段设置合龙劲性骨架。中跨合龙段施工方法和边跨合龙段相同。
4、结语
悬臂梁挂篮施工的优势在于跨度大,对地面交通的干扰小。但由于其技术工艺特点,同时又具有工序多,施工周期长,质量控制环节多等缺点
(作者身份证号码:130121198808260060)