大跨徑連續(xù)剛構(gòu)箱梁掛籃施工技術(shù)與要點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2014-07-28 10:07
一、工程概況
紅水河羅天樂(lè)特大橋,橋梁全長(zhǎng)763m, 廣西岸引孔T梁:2*40米+主孔連續(xù)鋼構(gòu):(126米+240米+126米)+貴州岸引孔:4*40米(T梁)+16米(空心梁);其中3、4#墩箱梁采用掛籃懸澆施工,共28#個(gè)塊段,其中懸澆塊段1#~5#塊長(zhǎng)2.5m,6#~8#塊長(zhǎng)3m,9#~11#塊長(zhǎng)3.5m, 12#~15#塊長(zhǎng)4m,16#~17#塊長(zhǎng)4.5m, 18#~28#塊長(zhǎng)5m。其中懸澆最重塊段為1#塊,重250t。根據(jù)工期安排及實(shí)際施工需要,每個(gè)T單幅需要1對(duì)掛籃,共投入2對(duì)掛籃施工。砼標(biāo)號(hào)為C55。
二、掛籃施工工藝
紅水河羅天樂(lè)大橋主跨為240米連續(xù)鋼構(gòu),主墩高度達(dá)131.5米,屬技術(shù)復(fù)雜性特大橋,施工受龍灘電站蓄水的影響大,成本投入很大,進(jìn)度慢,結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn),經(jīng)過(guò)多種施工方案的可行性分析,經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比,為了提高橋梁施工質(zhì)量,加快施工進(jìn)度,本工程擬主橋3、4#墩箱梁采用掛籃懸澆施工。
掛籃是懸臂施工的關(guān)鍵設(shè)備,是一個(gè)能沿梁頂滑動(dòng)或滾動(dòng)的承重構(gòu)架,其錨固懸掛在已施工梁段上,在掛籃上可進(jìn)行下一梁段的模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安設(shè),混凝土灌注和預(yù)應(yīng)力張拉,灌漿等作業(yè)。完成一個(gè)階段的循環(huán)后,掛籃即可前移并固定,進(jìn)行下一階段的懸灌,如此循環(huán)直至懸臂灌注完成。
本工程掛藍(lán)施工砼9562立方,鋼筋1700噸,鋼絞線770噸,砼標(biāo)號(hào)為C55。主橋每個(gè)墩上構(gòu)箱梁分31個(gè)箱段施工,其中懸澆塊為28段,懸澆塊段長(zhǎng)分2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m六種。其中懸澆最重塊段為1#塊,重250t左右。計(jì)劃每個(gè)墩投入2套掛藍(lán)對(duì)稱(chēng)施工。
三、掛籃施工
1、掛籃構(gòu)造及特點(diǎn)
本工程3# 、4#墩分別設(shè)置1對(duì)2套掛籃同時(shí)進(jìn)行懸臂施工作業(yè)。每個(gè)掛籃自重約 84.6t,由承重結(jié)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)組成。
掛籃具有以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)重量輕,整體鋼度大、變型小、構(gòu)件數(shù)量少,拼裝快,掛籃下有足夠行走作業(yè)空間。掛籃同模板整體前移,加工容易,造價(jià)低廉操作系統(tǒng)實(shí)用方便。
2、掛籃安裝
(1)掛籃承重構(gòu)件的安裝。首先在0#塊的腹板位置放出掛籃中心線,然后安裝行走軌道,利用橋上精扎螺紋鋼通過(guò)扁擔(dān)梁錨固好行走軌道;在安裝好的行走軌道上安裝主梁前支腿;在安裝好前支腿上安裝主梁,并安裝好后錨;在主梁上安裝上后橫梁和立柱;安裝好兩條立柱后進(jìn)行平聯(lián)安裝,主副斜拉帶安裝;在主梁上安裝上前橫梁,并與主梁連接牢固;在上前橫梁上安裝底板前橫梁吊桿,在吊桿下面安裝下前橫梁;安裝下后橫梁;在下前后橫梁間安裝底板縱橫梁;安裝內(nèi)外;杭胺峙淞。掛籃承重構(gòu)件的安裝完畢,然后進(jìn)行掛籃模板系統(tǒng)的安裝。
。2)模板系統(tǒng)安裝。首先進(jìn)行底模系統(tǒng)的安裝,按最長(zhǎng)現(xiàn)澆5米長(zhǎng)梁段安裝底模,規(guī)格為長(zhǎng)6米(順橋向)寬7米(橫橋向),模板主要以大塊模板為主,與橫橋向22#槽鋼分配梁點(diǎn)焊穩(wěn)固。根據(jù)翼板分配梁的模型進(jìn)行翼板模板的安裝,側(cè)模按大塊模板加附帶的方式在底板上拼裝,最后整體吊裝與翼板模板對(duì)接;內(nèi)模利用鋼套箱的面板,在面板上加設(shè)附帶。內(nèi)外模板的附帶采用2根8#槽鋼縱橫布設(shè),間據(jù)為1米,拉桿采用Ф20的圓鋼,按1平方1根拉桿布設(shè)。
3、掛籃的試壓
(1)掛籃荷載試驗(yàn)。掛籃安裝完畢后,為了保證掛籃結(jié)構(gòu)的可靠性和了解掛籃施工中的彈性變形,以及消除掛籃的非彈性變形,在使用前必須對(duì)掛籃進(jìn)行試壓,對(duì)拼裝好的掛籃按掛藍(lán)受力最大時(shí)的荷載進(jìn)行施壓,并將測(cè)試結(jié)果中的豎向位移,撓度提供給大橋施工控制小組。荷載試驗(yàn)采用“水箱配重法”。
經(jīng)過(guò)計(jì)算,掛籃最不利工況為5m梁段的起始節(jié)段,即箱梁第18號(hào)梁段,此時(shí)前吊桿受力為最大,因此荷載試驗(yàn)僅根據(jù)18號(hào)梁段的荷載進(jìn)行加載、觀測(cè)。
。2)荷載試驗(yàn)材料采用采用水箱加壓的方案,模擬砼澆注過(guò)程中的各個(gè)工況進(jìn)行加載。試壓方法:在安裝完掛籃(內(nèi)模系統(tǒng)暫時(shí)不安裝)以后,根據(jù)分級(jí)加載的重量(其中浮箱按自重6T/個(gè)計(jì)算),利用索吊先把2個(gè)浮箱吊上掛藍(lán)底板(橫橋向一個(gè)豎放一個(gè)水平放), 根據(jù)分級(jí)加載的重量進(jìn)行加水和加疊浮箱。各聯(lián)結(jié)、錨固點(diǎn)牢固可靠。
4、掛籃的前移
掛籃拼裝并試壓完畢,就可以進(jìn)行施工。在梁段混凝土澆注完畢并張拉預(yù)應(yīng)力筋后,就要把掛籃前移到下一梁段上進(jìn)行施工。掛籃移動(dòng)的步驟:
(1)張拉預(yù)應(yīng)力筋后,利用32T螺旋千斤頂和10T手拉葫蘆對(duì)掛藍(lán)模板系統(tǒng)進(jìn)行放松,以離開(kāi)混凝土面20㎝到30㎝ 為宜。
。2)用千斤頂頂起掛藍(lán)的前支腿落,裝上移動(dòng)滾軸;在主軌上利用錨固梁錨住主軌,然后拆除后錨,將掛籃上拔力轉(zhuǎn)為由后錨(反力架)行走小車(chē)承受。
。3)利用穿心千斤頂(主梁兩側(cè)各一臺(tái)),將牽引掛籃往前拖移,直至下一梁段施工位置
。4)掛藍(lán)移動(dòng)到位后,用千斤頂把掛藍(lán)的前支腿落在主軌上(取下滾軸)。
。5)安裝掛籃后錨桿,利用后錨千斤頂將掛籃上拔力轉(zhuǎn)為后錨桿承受掛籃,后錨必須錨固可靠。
(6)根據(jù)施工控制小組提供的立模標(biāo)高調(diào)校模板高程。
5、掛藍(lán)懸澆施工
掛藍(lán)經(jīng)過(guò)預(yù)壓測(cè)試,并取得相關(guān)控制參數(shù)后,可開(kāi)始進(jìn)行箱梁的懸澆施工。在底模板及外側(cè)模、封頭模安裝調(diào)整好以后,即可綁扎鋼筋,按照先底板、側(cè)板,后頂板次序綁扎鋼筋及安裝預(yù)應(yīng)力管道和豎向預(yù)應(yīng)力筋,注意預(yù)留掛籃吊桿孔位。此時(shí)應(yīng)特別注意豎向預(yù)應(yīng)力筋的壓漿管道及通氣管道,橫向預(yù)應(yīng)力筋的壓漿通氣管道,縱向預(yù)應(yīng)力管道位置定位、接頭包扎情況是否漏漿,并保持預(yù)應(yīng)力管道的順道。在各項(xiàng)工序完成后,方可澆筑砼,砼澆筑時(shí),用泵機(jī)對(duì)稱(chēng)澆筑。對(duì)預(yù)應(yīng)力管道位置,振動(dòng)時(shí)要特別小心。并用水平儀觀測(cè)掛籃的變形,如果掛籃的變形值過(guò)大,砼還未終凝,這時(shí)可用吊桿將底模適當(dāng)抬高。
懸澆時(shí),用一臺(tái)混凝土輸送泵對(duì)稱(chēng)澆筑,重量偏差不超過(guò)25T的要求,同一梁段的腹板也要對(duì)稱(chēng)澆筑,澆筑按底、腹板、頂板順序,澆筑從前端開(kāi)始逐步向后端,最后與已澆梁端連接。對(duì)前梁段的接觸面應(yīng)鑿毛、清洗干凈。底、腹板、頂板、翼板的砼的振搗以插入式振搗器為主。砼成型后,要適時(shí)覆蓋,灑水養(yǎng)生,使砼處于濕潤(rùn)狀態(tài),嚴(yán)禁干濕交替出現(xiàn),養(yǎng)護(hù)7天。
經(jīng)過(guò)砼養(yǎng)護(hù),經(jīng)試件試壓達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)即可張拉,張拉順序?yàn)橄葟埨v(先頂板束后下彎束)向預(yù)應(yīng)力束,后張拉橫向束,最后張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋。
預(yù)應(yīng)力束張拉完成后,即可松動(dòng)掛籃吊桿,使掛籃底板離開(kāi)箱梁底20cm,這時(shí)即可將掛籃前移至下一塊段。
6、預(yù)應(yīng)力施工
每塊段砼澆注完成后,養(yǎng)護(hù)7.5天,待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),即可進(jìn)行張拉。本橋投入8套千斤頂、12個(gè)油泵;拌漿機(jī)、壓漿機(jī)各2套,張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋的千斤頂1臺(tái)。張拉前對(duì)千斤頂、油泵進(jìn)行校正,對(duì)管道進(jìn)行清洗、穿束,準(zhǔn)備張拉工作。
預(yù)應(yīng)力管道應(yīng)特別注意定位準(zhǔn)確,定位筋50cm設(shè)置一道,曲線管道適當(dāng)加密,安裝時(shí)應(yīng)注意管道的暢通,否則會(huì)影響鋼絞線穿束困難以及鋼絞線張拉時(shí)的伸長(zhǎng)量。管道的接頭部位用膠布包扎好,如采用塑料管配有專(zhuān)門(mén)的接頭較為理想。砼澆完后,及時(shí)用水沖洗,如遇堵管實(shí)施開(kāi)刀就比較困難。鋼絞線的穿束用穿孔器,卷?yè)P(yáng)機(jī)整束一起穿。具體做法是先穿一根鋼絞線通過(guò)孔道用鋼絲繩牽引過(guò)去,然后用小卡環(huán)把鋼絲繩和圓鋼扣起來(lái),然后緩緩開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼絞線束穿入。豎向預(yù)應(yīng)力筋主要應(yīng)特別注意壓漿管道及通氣管道的安裝,筆耕文化推薦期刊,澆筑砼時(shí)派專(zhuān)人用水沖管以防堵塞。
壓漿后的管道在24小時(shí)內(nèi)不得受振動(dòng)。管道內(nèi)水泥漿在壓漿后48小時(shí)內(nèi),結(jié)構(gòu)砼溫度不得低于5℃,否則應(yīng)采取保溫措施。當(dāng)白天溫度高于35℃時(shí),壓漿宜在夜間進(jìn)行。壓漿時(shí),每一工作班留取不少于3組試樣(每組為3個(gè)70.7mm×70.7mm×70.7mm立方體試件),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28天,檢查其抗壓強(qiáng)度作為水泥漿質(zhì)量的評(píng)定依據(jù)。
7、箱梁懸澆施工觀測(cè)
懸澆施工箱梁由于受自重、溫度、外荷等因素影響產(chǎn)生撓度,砼自身的收縮、徐變也會(huì)使箱梁產(chǎn)生標(biāo)高變化,這種變化隨著跨度的增大而增加。為了使成橋后的橋面線型達(dá)到或接近設(shè)計(jì)線型,必須在懸臂澆筑時(shí)進(jìn)行標(biāo)高控制,在施工中對(duì)已澆筑的箱梁各工序進(jìn)行撓度、溫度等觀察,并以此隨時(shí)調(diào)整懸澆箱段的立模高度。
立模標(biāo)高控制值=箱梁頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高+設(shè)計(jì)施工預(yù)拱度+掛籃自重及澆筑砼后的變形值±日照溫差修正值。設(shè)計(jì)施工預(yù)拱值需進(jìn)行修正,由于設(shè)計(jì)狀態(tài)和實(shí)際施工狀態(tài)的差異,為了達(dá)到設(shè)計(jì)的理論線型,必須通過(guò)實(shí)際測(cè)量資料的集累和分析,找出各階段的撓度變化規(guī)律,修正各項(xiàng)計(jì)算參數(shù),使計(jì)算狀態(tài)基本吻合實(shí)際,掛籃的變形值通過(guò)掛籃試壓以及施工前幾段產(chǎn)生的實(shí)際和撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,砼的收縮可用折合降低溫度的方法處理。對(duì)于張拉值的修正,通過(guò)錨下預(yù)應(yīng)力損失理論公式以及實(shí)際觀測(cè)值比較后決定。為盡量減小日照溫差的影響,宜選擇溫度梯度較小的時(shí)候進(jìn)行觀察。另外,平衡力矩,施工荷載對(duì)砼標(biāo)高也有影響,若兩端荷載不一樣,必然會(huì)產(chǎn)生一頭低、一頭高的現(xiàn)象,施工中力求平衡施工,消除影響,同時(shí)在計(jì)算控制也考慮該項(xiàng)內(nèi)容。
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