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摘 要:本文结合杭长客专宣风袁河特大桥的施工实践,就对称悬臂浇筑梁的主要工序和技术控制进行了阐述。
关键词:特大桥 ;对称悬臂梁 ;技术控制
杭(州)至长(沙)客运专线宣风袁河特大桥东起萍乡市宣风镇栗湾村,至源南乡。全长5.525885千米。桥梁采用双线圆端型实体桥墩、圆端型空心墩、桥台采用矩形空心台,孔跨布置为:2(25-32m简支梁+1-24m简支梁+2-32简支梁+1-(48+80+48)m连续梁+12-32m简支梁+1-24m简支梁+1-32简支梁+1-(60.65+100+100+60.65)m连续梁+33-32m简支梁+1-24m简支梁+2-32简支梁+1-(40+56+40)m连续梁+26-32m简支梁+2-24m简支梁+11-32简支梁+1-24m简支梁+1-32m简支梁+1-(32+48+32)连续梁+28-32m简支梁。本管段有4处上跨现浇混凝土连续箱梁,施工采用挂篮悬臂灌注施工。本文重点就对称悬浇筑梁的施工技术进行阐述。
1、挂篮的设计
根据砼悬臂浇筑工艺及对挂篮设计的技术要求,综合各种形式的挂篮施工特点、用钢量、钢材种类、操作工艺等研究比选后,决定采用三角轻型挂篮施工,走行方式为无平衡重走行方式,使桁架走行时的稳定系数大于2.0,满足规范要求。满足挂蓝下通车净高不小于4.5m。挂篮由承重系统、底模系统、模板系统(内、外)、走行系统、后锚固系统组成。
1.1承重系统
每幅挂篮由两片三角形组合梁组成,三角形组合梁由2根工字钢主梁和2根槽钢立柱、φ32的精轧螺纹钢斜拉带及联系角钢组成。三角形组合梁下设滑道,滑道下铺钢枕。
前上横梁:采用2根槽钢栓接于主梁前端上翼缘,横梁设翼缘侧模、底板、顶板竖向承重吊杆。同时设平联与主梁连接,防止失稳。
立柱:底部接主梁中部上翼缘,采用IV级精轧螺纹粗钢筋与主梁前后端斜拉,作为斜拉杆,横向设有平联相互连接,保证主梁稳定性。
1.2底模系统
底模长6.0m在砼悬臂施工中承担钢筋砼重量及施工机具重量,并兼做施工操作平台。底模采用大块钢模板,模板平铺于底板纵梁上,纵梁在底板下采用2根槽钢。底板纵梁与前下横梁、后下横梁采用栓接,前下、后下横梁均采用2根槽钢。
1.3模板系统(内、外)
外模用槽钢及角钢做骨架,其外围为大块钢模,钢模面板用5 mm热轧板,骨架与模板连接均采用焊接,侧模用滑梁悬吊,滑梁后设滑轮,以便滑梁 、侧模同时滑出,内模采用槽钢和角钢做骨架,钢木组合模板,采用滑梁移动。
1.4走行系统
分为三角形组合梁走行系统,侧模走行系统及内模走行系统三部分。
三角形组合梁走行系统:在每片梁中部设滑动点,后部设平衡导向滑轮,箱梁顶面上设滑道,向前滑移。
侧模走行:外模走行,在侧模滑梁上安装滚动轴,当松开后锚拴及支撑拆模时,在自重作用下,侧模落在滑梁上,与主梁、侧模、内模滑梁同时前进。
内模走行:放松内模后,内模板即落在滑梁上,与主梁、侧模、内模同时前进。
后锚拴采用Φ32精轧螺纹粗钢筋。作用是将挂篮承受的荷载传至箱梁上,并防止挂篮倾覆。主梁移动的倾覆稳定由主梁后端压紧器来维持。
2、挂篮的安装
挂篮在0#块施工完毕后安装,挂篮安装顺序为:将调坡木板、钢枕、滑道,放在已定位置上,并用压紧器将其固定,以防倾覆→用吊车安装主梁,立柱,钢拉带及立柱平联→安装前上横梁于主梁端头,并安装平联与主梁连接→拆除托架、底板→用塔吊先后吊装前下横梁、后下横梁、底板腹板下纵梁,并安装吊杆→安装滑梁,侧模及支架。挂篮安装完毕,调试合格后,方可绑扎钢筋、立模、浇筑。
挂篮安装时,需作好中线及标高的控制。中线控制:在0#段上放置全站仪,将轴线打到模板上,与桥轴线和底板几何中心比较,确定挂篮位置,如有偏差,用倒链在纵梁上反拉直到中线吻合。标高控制:后视点标高为0#块标高,前吊点标高=设计标高+挂篮弹性变形+挂篮自重引起的对结构的下挠。
3、挂篮的预压
挂篮组拼完成后,为有效消除挂篮安装后的塑性变形,实测挂篮本身在加载状态下的弹性变形,需对组拼后的挂篮进行加载预压。预压采用砂袋模拟梁重堆砌法,分0.25、0.5、0.75、1.0和1.2五级加载,并及时测量每级加载后的支架弹、塑性变形值。
预压测点布置在后支座、前支座、上横梁、下横梁、后横梁等处,加载完成后,每6小时测量一次,连续两次观测沉降量小于2mm时,可分级卸载,并及时测量各级卸载变形值,然后计算获取挂篮在使用状态下的参数指标,输入线型控制软件,得出各梁段的立模标高。
4、绑扎钢筋、安装波纹管道
钢筋按要求下料、弯制,制作成型后挂牌分类堆放,需要钢筋时吊装至挂篮位置,人工绑扎。先绑扎底板、腹板钢筋,并安装竖向预应力筋及波纹管道,待内模前移到位后绑扎顶板底层钢筋,安装顶板预应力管道,绑扎顶板上层钢筋、安装顶板预埋件。
全桥预应力管道均按照设计要求采用波纹管成孔,安装波纹管时如果管道与构造钢筋位置冲突时,适当移动构造钢筋,绝对保证预应力管道按设计位置定位,并采取加大定位钢筋直径,加密定位钢筋网片、网片与箱梁构造筋点焊牢固等措施,保证预应力管道位置在浇筑混凝土时不移动。
在灌注混凝土前检查预应力管道的接头是否加连接紧密,管身是否完好,并在预应力管道内填充橡胶棒,在混凝土灌注过程中不得直接振捣预应力管道,以防其移动、破损、漏浆。
5、挂篮的移动
待1#梁段灌注完毕后,等砼强度达到设计强度的85%以上,按设计对纵向进行张拉,压浆等强后,将每组挂篮分离,加拼杆件使挂篮成为独立体系。移动挂篮,准备灌注下一段对称梁的砼,挂篮的移动必须遵照以下步骤进行:
a .先将承重的各吊杆松开,以便倒链承受各杆件重量。
b .将主梁后锚杆稍松开,用千斤顶将主梁顶起,用慢速卷扬机牵引滑道移到位。
c .松开千斤顶,用慢速卷扬机将主梁拖移到位,主梁的前移带动侧模系统,底模系统及内滑梁整体滑移到位,随着主梁的前移,压紧器应交替前移(不得少于2根),以保持主梁的稳定,滑到位以后将主梁后锚杆锚紧(不得少于4根),并用测力扳手张拉15T。
d .侧模系统在主梁前移时与主梁同步前移,到位后,用IV钢吊杆从预应力孔道穿下与滑梁连接,将侧模系统托起。
e .将底模系统后端锚固于已成梁段上,前端用IV级钢与前上横梁连接。
f .初调中线、标高。
g .用千斤顶将底模系统与底板,侧模系统与翼缘板及腹板外侧密合,并将后吊杆带上螺母。
h .精调中线、标高。
i .用倒链将内模系统拖移到位,并调好中线及标高。
j .立堵头板。
k .绑扎底板、腹板钢筋,安装管道、立内模、预埋。
l .绑扎顶板钢筋、预埋。
m .复核中线、标高,并检查合格后,方可灌注砼(注:在安装过程中如发现预留孔与挂篮位置不适时,应查明原因,进行处理,不能强行扭杆穿入孔洞,IV级钢吊杆严禁弯曲、打火)。
n .等强张拉后,重复以上步骤灌注下一段。
5.2 边跨边块现浇段施工
边跨现浇段施工在支架上进行,并设置剪刀撑。底模和侧模为整体钢模,背衬∠50×50mm角钢网络状加固,内模、端模为木模。砼灌注前加载预压,消除支架在荷载作用下的非弹性变形,且测出支架在荷载作用下的弹性变形,保证合拢精度,使合拢段二端标高误差≤2cm。支架结构示意图如下图。
边跨现浇段支架结构示意图
现浇梁段的底模和外模采用竹胶板制作,内模采用组合钢模与木模相结合,混凝土一次施工完成。
6、结束语
通过对以上关键工序进行严格的技术控制,杭长客专宣风袁河特大桥悬臂浇筑梁合格达100%,优良率98%,确保了桥梁施工质量。
关键词:特大桥 ;对称悬臂梁 ;技术控制
杭(州)至长(沙)客运专线宣风袁河特大桥东起萍乡市宣风镇栗湾村,至源南乡。全长5.525885千米。桥梁采用双线圆端型实体桥墩、圆端型空心墩、桥台采用矩形空心台,孔跨布置为:2(25-32m简支梁+1-24m简支梁+2-32简支梁+1-(48+80+48)m连续梁+12-32m简支梁+1-24m简支梁+1-32简支梁+1-(60.65+100+100+60.65)m连续梁+33-32m简支梁+1-24m简支梁+2-32简支梁+1-(40+56+40)m连续梁+26-32m简支梁+2-24m简支梁+11-32简支梁+1-24m简支梁+1-32m简支梁+1-(32+48+32)连续梁+28-32m简支梁。本管段有4处上跨现浇混凝土连续箱梁,施工采用挂篮悬臂灌注施工。本文重点就对称悬浇筑梁的施工技术进行阐述。
1、挂篮的设计
根据砼悬臂浇筑工艺及对挂篮设计的技术要求,综合各种形式的挂篮施工特点、用钢量、钢材种类、操作工艺等研究比选后,决定采用三角轻型挂篮施工,走行方式为无平衡重走行方式,使桁架走行时的稳定系数大于2.0,满足规范要求。满足挂蓝下通车净高不小于4.5m。挂篮由承重系统、底模系统、模板系统(内、外)、走行系统、后锚固系统组成。
1.1承重系统
每幅挂篮由两片三角形组合梁组成,三角形组合梁由2根工字钢主梁和2根槽钢立柱、φ32的精轧螺纹钢斜拉带及联系角钢组成。三角形组合梁下设滑道,滑道下铺钢枕。
前上横梁:采用2根槽钢栓接于主梁前端上翼缘,横梁设翼缘侧模、底板、顶板竖向承重吊杆。同时设平联与主梁连接,防止失稳。
立柱:底部接主梁中部上翼缘,采用IV级精轧螺纹粗钢筋与主梁前后端斜拉,作为斜拉杆,横向设有平联相互连接,保证主梁稳定性。
1.2底模系统
底模长6.0m在砼悬臂施工中承担钢筋砼重量及施工机具重量,并兼做施工操作平台。底模采用大块钢模板,模板平铺于底板纵梁上,纵梁在底板下采用2根槽钢。底板纵梁与前下横梁、后下横梁采用栓接,前下、后下横梁均采用2根槽钢。
1.3模板系统(内、外)
外模用槽钢及角钢做骨架,其外围为大块钢模,钢模面板用5 mm热轧板,骨架与模板连接均采用焊接,侧模用滑梁悬吊,滑梁后设滑轮,以便滑梁 、侧模同时滑出,内模采用槽钢和角钢做骨架,钢木组合模板,采用滑梁移动。
1.4走行系统
分为三角形组合梁走行系统,侧模走行系统及内模走行系统三部分。
三角形组合梁走行系统:在每片梁中部设滑动点,后部设平衡导向滑轮,箱梁顶面上设滑道,向前滑移。
侧模走行:外模走行,在侧模滑梁上安装滚动轴,当松开后锚拴及支撑拆模时,在自重作用下,侧模落在滑梁上,与主梁、侧模、内模滑梁同时前进。
内模走行:放松内模后,内模板即落在滑梁上,与主梁、侧模、内模同时前进。
后锚拴采用Φ32精轧螺纹粗钢筋。作用是将挂篮承受的荷载传至箱梁上,并防止挂篮倾覆。主梁移动的倾覆稳定由主梁后端压紧器来维持。
2、挂篮的安装
挂篮在0#块施工完毕后安装,挂篮安装顺序为:将调坡木板、钢枕、滑道,放在已定位置上,并用压紧器将其固定,以防倾覆→用吊车安装主梁,立柱,钢拉带及立柱平联→安装前上横梁于主梁端头,并安装平联与主梁连接→拆除托架、底板→用塔吊先后吊装前下横梁、后下横梁、底板腹板下纵梁,并安装吊杆→安装滑梁,侧模及支架。挂篮安装完毕,调试合格后,方可绑扎钢筋、立模、浇筑。
挂篮安装时,需作好中线及标高的控制。中线控制:在0#段上放置全站仪,将轴线打到模板上,与桥轴线和底板几何中心比较,确定挂篮位置,如有偏差,用倒链在纵梁上反拉直到中线吻合。标高控制:后视点标高为0#块标高,前吊点标高=设计标高+挂篮弹性变形+挂篮自重引起的对结构的下挠。
3、挂篮的预压
挂篮组拼完成后,为有效消除挂篮安装后的塑性变形,实测挂篮本身在加载状态下的弹性变形,需对组拼后的挂篮进行加载预压。预压采用砂袋模拟梁重堆砌法,分0.25、0.5、0.75、1.0和1.2五级加载,并及时测量每级加载后的支架弹、塑性变形值。
预压测点布置在后支座、前支座、上横梁、下横梁、后横梁等处,加载完成后,每6小时测量一次,连续两次观测沉降量小于2mm时,可分级卸载,并及时测量各级卸载变形值,然后计算获取挂篮在使用状态下的参数指标,输入线型控制软件,得出各梁段的立模标高。
4、绑扎钢筋、安装波纹管道
钢筋按要求下料、弯制,制作成型后挂牌分类堆放,需要钢筋时吊装至挂篮位置,人工绑扎。先绑扎底板、腹板钢筋,并安装竖向预应力筋及波纹管道,待内模前移到位后绑扎顶板底层钢筋,安装顶板预应力管道,绑扎顶板上层钢筋、安装顶板预埋件。
全桥预应力管道均按照设计要求采用波纹管成孔,安装波纹管时如果管道与构造钢筋位置冲突时,适当移动构造钢筋,绝对保证预应力管道按设计位置定位,并采取加大定位钢筋直径,加密定位钢筋网片、网片与箱梁构造筋点焊牢固等措施,保证预应力管道位置在浇筑混凝土时不移动。
在灌注混凝土前检查预应力管道的接头是否加连接紧密,管身是否完好,并在预应力管道内填充橡胶棒,在混凝土灌注过程中不得直接振捣预应力管道,以防其移动、破损、漏浆。
5、挂篮的移动
待1#梁段灌注完毕后,等砼强度达到设计强度的85%以上,按设计对纵向进行张拉,压浆等强后,将每组挂篮分离,加拼杆件使挂篮成为独立体系。移动挂篮,准备灌注下一段对称梁的砼,挂篮的移动必须遵照以下步骤进行:
a .先将承重的各吊杆松开,以便倒链承受各杆件重量。
b .将主梁后锚杆稍松开,用千斤顶将主梁顶起,用慢速卷扬机牵引滑道移到位。
c .松开千斤顶,用慢速卷扬机将主梁拖移到位,主梁的前移带动侧模系统,底模系统及内滑梁整体滑移到位,随着主梁的前移,压紧器应交替前移(不得少于2根),以保持主梁的稳定,滑到位以后将主梁后锚杆锚紧(不得少于4根),并用测力扳手张拉15T。
d .侧模系统在主梁前移时与主梁同步前移,到位后,用IV钢吊杆从预应力孔道穿下与滑梁连接,将侧模系统托起。
e .将底模系统后端锚固于已成梁段上,前端用IV级钢与前上横梁连接。
f .初调中线、标高。
g .用千斤顶将底模系统与底板,侧模系统与翼缘板及腹板外侧密合,并将后吊杆带上螺母。
h .精调中线、标高。
i .用倒链将内模系统拖移到位,并调好中线及标高。
j .立堵头板。
k .绑扎底板、腹板钢筋,安装管道、立内模、预埋。
l .绑扎顶板钢筋、预埋。
m .复核中线、标高,并检查合格后,方可灌注砼(注:在安装过程中如发现预留孔与挂篮位置不适时,应查明原因,进行处理,不能强行扭杆穿入孔洞,IV级钢吊杆严禁弯曲、打火)。
n .等强张拉后,重复以上步骤灌注下一段。
5.2 边跨边块现浇段施工
边跨现浇段施工在支架上进行,并设置剪刀撑。底模和侧模为整体钢模,背衬∠50×50mm角钢网络状加固,内模、端模为木模。砼灌注前加载预压,消除支架在荷载作用下的非弹性变形,且测出支架在荷载作用下的弹性变形,保证合拢精度,使合拢段二端标高误差≤2cm。支架结构示意图如下图。
边跨现浇段支架结构示意图
现浇梁段的底模和外模采用竹胶板制作,内模采用组合钢模与木模相结合,混凝土一次施工完成。
6、结束语
通过对以上关键工序进行严格的技术控制,杭长客专宣风袁河特大桥悬臂浇筑梁合格达100%,优良率98%,确保了桥梁施工质量。