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摘 要:悬臂浇筑施工因其机械化程度高,操作方便快捷、安全可靠。已成为桥梁施工的常见方法之一。本文详细的阐述了绵江特大桥连续梁悬臂浇筑施工工艺。
关键词:挂篮;悬臂;连续梁
一、工程概况
赣瑞龙铁路GL-2标制梁厂设在绵江特大桥下,52#—55#墩连续梁全长145.2m,计算跨度为40+64+40m是绵江特大桥最大宽度连续梁,,是赣瑞龙铁路GL-2标工期控制性工程,为跨瑞金市最大河流绵江而设,主桥箱梁0#块、1#块采用现浇支架施工,以具备挂篮拼装起始长度;2#~8# 块采用挂篮对称悬浇施工;9# 块为合龙段;10# 块为现浇支架施工。合龙段采用劲性骨架施工,先合龙边跨,再合龙中跨。
二、施工工艺
0#块、1#块施工完毕后在0#块、1#块上安装挂篮,经验收合格后平衡施工2#及以后各节块。
(一)施工挂篮
(1)挂篮结构
施工挂篮采用菱形挂篮,挂篮由主桁架系统、底篮系统、提吊系统、行走及后锚系统、模板系统等组成。
①主桁架系统
主桁架是由两片外型呈菱形的桁片上,横向设置前后横梁组成一空间桁架,并在前、后横梁上设置上、下两层平面联结杆件以提高主桁的稳定性和刚度.
②行走及锚固系统
挂篮在悬浇完一段箱梁,预应力筋张拉完毕后开始前移;挂篮前移时,由挂篮后端反扣于走行轨道上的行走小车来平衡倾覆力矩;由锚固梁于箱梁腹板内的竖向预应力钢筋与箱梁锚接。
③吊带系统
用以连接挂篮主桁架、侧模、内模和底模平台,用液压千斤顶来调节模板的标高。
④底平台系统
底平台系统由底篮前、后横梁、纵梁及底模板三部分组成。
⑤模板系统
模板结构包括外模、内模、堵头模板等。
(2)挂篮拼装
1、挂篮零部件验收
2、挂篮试拼装
3、挂篮安装
挂篮在加工现场试拼检测合格后,将各部件运至施工现场正式在53、54#墩顶0#块上拼装;拼装完毕后,对挂篮加载进行预压,具体安装步骤如下:
①主桁结构拼装
在53、54#墩顶0#段顶板上,测量放样用墨线弹出箱梁中线、挂篮轨道中线和轨道端头位置线,并用高标号砂浆找平轨道底面。
起吊轨道,对中安放,连接锚固粱;安装轨道锚固筋,将锚粱与竖向预应力筋连接后,对每根锚筋施以350~400kN的锚固力,在轨道顶安装前支点滑轮,后结点处临时设置支承垫块。
安装前上横梁,而后按先下后上的顺序安装上、下平联杆件。
安装吊杆、拆除后锚临时支撑垫块。
②底平台拼装
主桁架系统安装完毕,检查锚固、连接按设计要求到位后进行底平台系统安装。
③模板系统拼装
底平台拼装完毕,经检查各部连接与设计吻合,且稳定牢固后,进行侧模拼装。将侧模滑道事先安装于侧模架上,临时固结,然后用汽车吊整体将侧模与滑到吊其至指定位置,利用侧模前、后吊带将侧模滑道吊起,使侧模骨架悬挂在侧模滑道上,然后用倒链调整侧模位置使其准确就位,最后安装侧向工作平台。
(3)挂篮的移动
在每一梁段混凝土浇注及预应力张拉完毕后,将挂篮沿行走轨道移至下一梁段位置进行施工,直到悬浇梁段施工完毕。
(4)挂篮拆除
箱梁悬浇梁段施工完毕后,进行挂篮结构拆除。拆除顺序为:箱内拱顶支架→侧模系统→底模系统→主桁架,吊带系统及行走锚固系统在其过程中交叉操作。箱内拱顶支架采取拆零取出,侧模、底模系统采用卷扬机整体吊放,主桁架采取先退至墩位附近再利用吊机进行拆零。
(二)悬臂浇注施工
悬臂灌注施工主要包括挂篮前移、挂篮调整及锚固、模板钢筋及孔道安装、混凝土灌注及养护、预应力施加、孔道压浆六个工序循环进行。悬浇梁段施工长度3-3.5米,当混凝土强度和弹性模量达到设计要求后进行预应力张拉。
(1)挂篮前移:在前一梁段施工完毕后,解除放松各吊点,使模板脱离梁体,将挂篮前后上横梁连同底模平台一起后移,确保挂篮重心置于两支腿之间,解除梁上后锚点,通过手拉葫芦拖拉主桁使整个挂篮前移动至下一梁段位置。
(2)挂篮调整及锚固:挂篮就位后,先利用预埋粗钢筋进行挂篮后锚固施工,再将前后上横梁及底模系统前移至设计位置,经过检查确定合格后,最后进行全面锚固。
(3)模板模板钢筋及孔道安装
模板安装按下列顺序进行:外模安装→底腹板堵头→(梁体底腹板钢筋安装、底板纵向预应力管道、竖向预应力筋等安装完毕)→内侧模板安装→内顶模支架→内顶板安装→顶板堵头(梁体顶板钢筋安装、顶板预应力管道)。
(4)混凝土灌注及养护
梁段混凝土浇注基本顺序为底板→隔板、腹板→顶板→养护。
(5)预应力张拉
梁段混凝土达到设计强度等级的90%以上,弹性模量达到设计弹模的90%以上,且混凝土龄期不少于5天,方能张拉T构预应力钢束,张拉后及时进行压浆处理;合龙段混凝土达到设计强度等级的95%以上,弹性模量达到设计弹模的95%以上,且混凝土龄期不少于7天以上时,方能张拉顶、底板连续钢束。张拉顺序为:先腹板束、后顶板束,从外到内左右对称进行。
纵向预应力钢束均采用双端张拉,伸长量及张拉力双控。
(6)孔道压浆
a.孔道压浆采用水泥浆,水泥品种、标号与梁体一致,水灰比不超过0.4。稠度控制在14~18s之间,水泥浆标号为C50。
b.压浆前须切除锚具外的超长钢绞线,宜用切割机切除。锚板外应留置3~4cm长钢绞线。 c.以压力水冲洗管道,并用压缩空气清除孔道内积水及污物。
d.采用一次压浆方法。纵向孔道压浆压力宜为0.5~0.7MPa,竖向孔道压力控制在0.3~0.4MPa,压浆时,应使另一端冒出浓浆持压2min,待水泥浆凝团后,拆卸压力阀。
e.同一孔道的压浆工作应一次完成,不得中途停断。中断时间超过40min时,应及时清洗该孔道的水泥浆,准备重新压浆。
f.孔道压浆时应注意观察相邻孔道的串浆情况,若有发生应及时采取可靠措施处理。
g.孔道压浆完毕后及时封端。竖向粗钢筋应切除多余部分,并保证外露锚具20mm。
(三)边跨合龙施工
(1)施工准备
为使合龙段混凝土在浇筑过程中始终处于稳定状态,同时保证T构的平衡,减少梁体变形对合龙段产生的负面影响,合龙段临时锁定后,张拉临时钢束。临时钢束的张拉利用永久钢束孔道。在混凝土达到95%的设计强度及弹性模量以上,方可张拉其他合龙钢束,拆除临时钢束,换成相应永久钢束张拉。
(2)边跨合龙段骨架及模板
悬臂梁段浇注完毕,安装合龙骨架及底、侧模。内模用竹胶板分块加工,现场安装,钢管支撑。
(3)普通钢筋及预应力管道安装
普通钢筋在地面集中加工成型,运至合龙段绑扎安装。底板束管道安装前,应试穿所有底板束,发现问题及时处理。
(4)合龙锁定
合龙前使悬臂端与边跨等高度现浇段临时连接,尽可能保持相对固定,以防止合龙段混凝土在浇注及早期硬化过程中发生明显的体积改变,锁定时间按合龙段锁定设计执行,临时“锁定”是合龙的关键,合龙“锁定”遵循又拉又撑的原则,即“锁定”包括焊接劲性骨架和张拉临时预应力束。支撑劲性骨架采用“预埋槽钢+连接槽钢+预埋槽钢”三段式结构,其断面面积及支承位置根据锁定设计确定。
(5)浇注合龙段混凝土
合龙段混凝土浇注选择在一天中气温较低时进行浇注,可保证合龙段新浇注混凝土处于气温上升的环境中,在受压的状态下达到终凝,以防混凝土开裂,混凝土的浇注速度每小时10m3左右,3-4小时浇完。合龙段混凝土一次浇筑成型。
(四)中跨合龙
(1)合龙方案
中跨合龙梁段采用挂篮施工,合龙前临时锁定。 步骤为:
a.将一侧挂篮退后,一侧挂篮前行至合龙段;
b.钢筋绑扎,预应力管道安装,合龙锁定,张拉临时钢束;
c.选择当天最低温度时间浇注混凝土,合龙段预应力张拉及锚固完毕,合龙段施工挂篮退至0#块位置,挂篮拆除。
(2)普通钢筋及预应力管道安装与边跨合龙段相同。
(3)对临时支座通电,拆除临时支座,完成体系转换。
(4)合龙锁定
合龙前使合龙段两共轭悬臂端临时锁定,并张拉临时钢束,尽可能保持相对固定,以防止合龙段混凝土在浇注及早期硬化过程中发生明显的体积改变。如施工控制有要求时还将对合龙段处采取调整措施。
(5)浇注合龙段混凝土
中跨合龙段混凝土浇注与边跨合龙段施工相同。
(6)预应力施工
中跨合龙完成后,张拉中跨预应力束,再张拉边跨底板第二批预应力束,合龙段施工完毕后,拆除临时预应力束并进行管道压浆。
(7)挂篮退至0#块、拆除。
(五)平衡设计
合龙段施工时,每个“T构”悬臂加载应尽量做到对称平衡,合龙前,悬臂受力以弯矩为主,故平衡设计遵循对墩位弯矩平衡的原则,平衡设计中考虑如下几种施工荷载:
(1)挂篮自重及混凝土浇注前作用于挂篮的荷载。
(2)直接作用于悬臂的荷载。
(3)合龙段混凝土重。
(六)合龙段施工主要技术措施
(1)施工中采取在气温较低的夜间浇筑混凝土、梁段浇水降温、加快混凝土灌注速度、混凝土中掺早强剂等措施降低温度对结构的影响。
(2)混凝土灌注过程中,应注意观察挂篮模板的变形情况,以便进行及时处理和调整。
(3)混凝土灌注完成后,做好收浆和养护工作。
(4)连续梁中跨合龙段采用挂篮施工,选择气温较低的夜间焊接刚性骨架,将两悬臂端的合龙口临时锁定,并张拉临时钢束。
三、结束语
绵江特大桥52#-55#墩悬臂浇筑连续梁施工为赣龙铁路首例悬臂连续梁,为赣龙铁路后期悬臂连续梁施工积累了丰富的实际经验。实现了连续梁施工的工期目标,为赣龙铁路GL-2标制架梁赢得了宝贵工期。
参考文献
[1] 国家铁道部现行施工技术规范、规程及标准.
[2]《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全管理条例》、TB10303-2009.
[3]《铁路桥涵工程施工安全技术规程》、TZ203-2008.
[4]《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》等工程建设安全生产有关管理规定.
[5]《有砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)》(跨度40+64+40m).
关键词:挂篮;悬臂;连续梁
一、工程概况
赣瑞龙铁路GL-2标制梁厂设在绵江特大桥下,52#—55#墩连续梁全长145.2m,计算跨度为40+64+40m是绵江特大桥最大宽度连续梁,,是赣瑞龙铁路GL-2标工期控制性工程,为跨瑞金市最大河流绵江而设,主桥箱梁0#块、1#块采用现浇支架施工,以具备挂篮拼装起始长度;2#~8# 块采用挂篮对称悬浇施工;9# 块为合龙段;10# 块为现浇支架施工。合龙段采用劲性骨架施工,先合龙边跨,再合龙中跨。
二、施工工艺
0#块、1#块施工完毕后在0#块、1#块上安装挂篮,经验收合格后平衡施工2#及以后各节块。
(一)施工挂篮
(1)挂篮结构
施工挂篮采用菱形挂篮,挂篮由主桁架系统、底篮系统、提吊系统、行走及后锚系统、模板系统等组成。
①主桁架系统
主桁架是由两片外型呈菱形的桁片上,横向设置前后横梁组成一空间桁架,并在前、后横梁上设置上、下两层平面联结杆件以提高主桁的稳定性和刚度.
②行走及锚固系统
挂篮在悬浇完一段箱梁,预应力筋张拉完毕后开始前移;挂篮前移时,由挂篮后端反扣于走行轨道上的行走小车来平衡倾覆力矩;由锚固梁于箱梁腹板内的竖向预应力钢筋与箱梁锚接。
③吊带系统
用以连接挂篮主桁架、侧模、内模和底模平台,用液压千斤顶来调节模板的标高。
④底平台系统
底平台系统由底篮前、后横梁、纵梁及底模板三部分组成。
⑤模板系统
模板结构包括外模、内模、堵头模板等。
(2)挂篮拼装
1、挂篮零部件验收
2、挂篮试拼装
3、挂篮安装
挂篮在加工现场试拼检测合格后,将各部件运至施工现场正式在53、54#墩顶0#块上拼装;拼装完毕后,对挂篮加载进行预压,具体安装步骤如下:
①主桁结构拼装
在53、54#墩顶0#段顶板上,测量放样用墨线弹出箱梁中线、挂篮轨道中线和轨道端头位置线,并用高标号砂浆找平轨道底面。
起吊轨道,对中安放,连接锚固粱;安装轨道锚固筋,将锚粱与竖向预应力筋连接后,对每根锚筋施以350~400kN的锚固力,在轨道顶安装前支点滑轮,后结点处临时设置支承垫块。
安装前上横梁,而后按先下后上的顺序安装上、下平联杆件。
安装吊杆、拆除后锚临时支撑垫块。
②底平台拼装
主桁架系统安装完毕,检查锚固、连接按设计要求到位后进行底平台系统安装。
③模板系统拼装
底平台拼装完毕,经检查各部连接与设计吻合,且稳定牢固后,进行侧模拼装。将侧模滑道事先安装于侧模架上,临时固结,然后用汽车吊整体将侧模与滑到吊其至指定位置,利用侧模前、后吊带将侧模滑道吊起,使侧模骨架悬挂在侧模滑道上,然后用倒链调整侧模位置使其准确就位,最后安装侧向工作平台。
(3)挂篮的移动
在每一梁段混凝土浇注及预应力张拉完毕后,将挂篮沿行走轨道移至下一梁段位置进行施工,直到悬浇梁段施工完毕。
(4)挂篮拆除
箱梁悬浇梁段施工完毕后,进行挂篮结构拆除。拆除顺序为:箱内拱顶支架→侧模系统→底模系统→主桁架,吊带系统及行走锚固系统在其过程中交叉操作。箱内拱顶支架采取拆零取出,侧模、底模系统采用卷扬机整体吊放,主桁架采取先退至墩位附近再利用吊机进行拆零。
(二)悬臂浇注施工
悬臂灌注施工主要包括挂篮前移、挂篮调整及锚固、模板钢筋及孔道安装、混凝土灌注及养护、预应力施加、孔道压浆六个工序循环进行。悬浇梁段施工长度3-3.5米,当混凝土强度和弹性模量达到设计要求后进行预应力张拉。
(1)挂篮前移:在前一梁段施工完毕后,解除放松各吊点,使模板脱离梁体,将挂篮前后上横梁连同底模平台一起后移,确保挂篮重心置于两支腿之间,解除梁上后锚点,通过手拉葫芦拖拉主桁使整个挂篮前移动至下一梁段位置。
(2)挂篮调整及锚固:挂篮就位后,先利用预埋粗钢筋进行挂篮后锚固施工,再将前后上横梁及底模系统前移至设计位置,经过检查确定合格后,最后进行全面锚固。
(3)模板模板钢筋及孔道安装
模板安装按下列顺序进行:外模安装→底腹板堵头→(梁体底腹板钢筋安装、底板纵向预应力管道、竖向预应力筋等安装完毕)→内侧模板安装→内顶模支架→内顶板安装→顶板堵头(梁体顶板钢筋安装、顶板预应力管道)。
(4)混凝土灌注及养护
梁段混凝土浇注基本顺序为底板→隔板、腹板→顶板→养护。
(5)预应力张拉
梁段混凝土达到设计强度等级的90%以上,弹性模量达到设计弹模的90%以上,且混凝土龄期不少于5天,方能张拉T构预应力钢束,张拉后及时进行压浆处理;合龙段混凝土达到设计强度等级的95%以上,弹性模量达到设计弹模的95%以上,且混凝土龄期不少于7天以上时,方能张拉顶、底板连续钢束。张拉顺序为:先腹板束、后顶板束,从外到内左右对称进行。
纵向预应力钢束均采用双端张拉,伸长量及张拉力双控。
(6)孔道压浆
a.孔道压浆采用水泥浆,水泥品种、标号与梁体一致,水灰比不超过0.4。稠度控制在14~18s之间,水泥浆标号为C50。
b.压浆前须切除锚具外的超长钢绞线,宜用切割机切除。锚板外应留置3~4cm长钢绞线。 c.以压力水冲洗管道,并用压缩空气清除孔道内积水及污物。
d.采用一次压浆方法。纵向孔道压浆压力宜为0.5~0.7MPa,竖向孔道压力控制在0.3~0.4MPa,压浆时,应使另一端冒出浓浆持压2min,待水泥浆凝团后,拆卸压力阀。
e.同一孔道的压浆工作应一次完成,不得中途停断。中断时间超过40min时,应及时清洗该孔道的水泥浆,准备重新压浆。
f.孔道压浆时应注意观察相邻孔道的串浆情况,若有发生应及时采取可靠措施处理。
g.孔道压浆完毕后及时封端。竖向粗钢筋应切除多余部分,并保证外露锚具20mm。
(三)边跨合龙施工
(1)施工准备
为使合龙段混凝土在浇筑过程中始终处于稳定状态,同时保证T构的平衡,减少梁体变形对合龙段产生的负面影响,合龙段临时锁定后,张拉临时钢束。临时钢束的张拉利用永久钢束孔道。在混凝土达到95%的设计强度及弹性模量以上,方可张拉其他合龙钢束,拆除临时钢束,换成相应永久钢束张拉。
(2)边跨合龙段骨架及模板
悬臂梁段浇注完毕,安装合龙骨架及底、侧模。内模用竹胶板分块加工,现场安装,钢管支撑。
(3)普通钢筋及预应力管道安装
普通钢筋在地面集中加工成型,运至合龙段绑扎安装。底板束管道安装前,应试穿所有底板束,发现问题及时处理。
(4)合龙锁定
合龙前使悬臂端与边跨等高度现浇段临时连接,尽可能保持相对固定,以防止合龙段混凝土在浇注及早期硬化过程中发生明显的体积改变,锁定时间按合龙段锁定设计执行,临时“锁定”是合龙的关键,合龙“锁定”遵循又拉又撑的原则,即“锁定”包括焊接劲性骨架和张拉临时预应力束。支撑劲性骨架采用“预埋槽钢+连接槽钢+预埋槽钢”三段式结构,其断面面积及支承位置根据锁定设计确定。
(5)浇注合龙段混凝土
合龙段混凝土浇注选择在一天中气温较低时进行浇注,可保证合龙段新浇注混凝土处于气温上升的环境中,在受压的状态下达到终凝,以防混凝土开裂,混凝土的浇注速度每小时10m3左右,3-4小时浇完。合龙段混凝土一次浇筑成型。
(四)中跨合龙
(1)合龙方案
中跨合龙梁段采用挂篮施工,合龙前临时锁定。 步骤为:
a.将一侧挂篮退后,一侧挂篮前行至合龙段;
b.钢筋绑扎,预应力管道安装,合龙锁定,张拉临时钢束;
c.选择当天最低温度时间浇注混凝土,合龙段预应力张拉及锚固完毕,合龙段施工挂篮退至0#块位置,挂篮拆除。
(2)普通钢筋及预应力管道安装与边跨合龙段相同。
(3)对临时支座通电,拆除临时支座,完成体系转换。
(4)合龙锁定
合龙前使合龙段两共轭悬臂端临时锁定,并张拉临时钢束,尽可能保持相对固定,以防止合龙段混凝土在浇注及早期硬化过程中发生明显的体积改变。如施工控制有要求时还将对合龙段处采取调整措施。
(5)浇注合龙段混凝土
中跨合龙段混凝土浇注与边跨合龙段施工相同。
(6)预应力施工
中跨合龙完成后,张拉中跨预应力束,再张拉边跨底板第二批预应力束,合龙段施工完毕后,拆除临时预应力束并进行管道压浆。
(7)挂篮退至0#块、拆除。
(五)平衡设计
合龙段施工时,每个“T构”悬臂加载应尽量做到对称平衡,合龙前,悬臂受力以弯矩为主,故平衡设计遵循对墩位弯矩平衡的原则,平衡设计中考虑如下几种施工荷载:
(1)挂篮自重及混凝土浇注前作用于挂篮的荷载。
(2)直接作用于悬臂的荷载。
(3)合龙段混凝土重。
(六)合龙段施工主要技术措施
(1)施工中采取在气温较低的夜间浇筑混凝土、梁段浇水降温、加快混凝土灌注速度、混凝土中掺早强剂等措施降低温度对结构的影响。
(2)混凝土灌注过程中,应注意观察挂篮模板的变形情况,以便进行及时处理和调整。
(3)混凝土灌注完成后,做好收浆和养护工作。
(4)连续梁中跨合龙段采用挂篮施工,选择气温较低的夜间焊接刚性骨架,将两悬臂端的合龙口临时锁定,并张拉临时钢束。
三、结束语
绵江特大桥52#-55#墩悬臂浇筑连续梁施工为赣龙铁路首例悬臂连续梁,为赣龙铁路后期悬臂连续梁施工积累了丰富的实际经验。实现了连续梁施工的工期目标,为赣龙铁路GL-2标制架梁赢得了宝贵工期。
参考文献
[1] 国家铁道部现行施工技术规范、规程及标准.
[2]《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全管理条例》、TB10303-2009.
[3]《铁路桥涵工程施工安全技术规程》、TZ203-2008.
[4]《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》等工程建设安全生产有关管理规定.
[5]《有砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)》(跨度40+64+40m).