论文部分内容阅读
摘要文章介绍箱梁采用分节段浇注施工,中跨1~6#节段采用挂篮法施工,边跨全部采用分节段支架法施工,主墩墩顶0#块采用支架法施工,中跨合拢采用挂篮合拢,边跨采用支架法合攏;施工过程中重点考虑不平衡受力的情况;总结支架法与挂蓝法施工工艺。
关键词 支架法 挂蓝 配重 分节段现浇 预压
1 工程概况
跨新联路连续梁设计采用(40+56+40)m三跨,全长137.5m。
主梁采用单箱单室箱形断面,梁顶宽12.2m,底板宽6.7m;翼缘板悬臂长2.65m;跨中及端部直线段处梁高为3.05m,主墩支点处梁高为4.35m,梁底按圆曲线变化;顶板厚除梁端附近外均为40cm,底板厚40~80cm,腹板厚48~80cm;
主梁分0~6#节段、合拢段,边跨现浇段。
2 总体方案设计
采用边跨支架法分节段现浇、中跨挂篮法分节段现浇的方案。
0#块采用支架法现浇,张拉完成后,边跨1#块钢筋绑扎和中跨挂蓝拼装同时进行,0#号块靠近边跨侧设置砂袋配重,根据挂篮拼装的进度进行加载,保持始终和挂篮拼装进度基本相等,配重和挂篮移动同步进行。边跨支架在连续梁体系转换之后中跨合拢临时锁定之前拆除。
3 主要施工工艺
3.1边跨与主墩O#块施工工艺
(1)地基处理
支架基础采用80cm直径的钻孔桩。桩顶用混凝土系梁连接,增加稳定性。先开挖系梁基坑,基坑底用30cm宕碴进行换填,桩顶必须确保10cm伸入系梁。系梁采用50cm厚、100cm宽的C25钢筋砼,在钢管支墩的位置预埋1cm厚的钢板,以备钢管支墩连接所用,钢板下焊接锚固钢筋,钢板预埋位置必须准确无误,且必须保证水平。
(2)支架搭设
边跨钢管支墩采用直径426mm、壁厚10mm和直径560mm、壁厚11mm的钢管,先按要求尺寸制作好,顶部焊上10mm厚的钢板,等支墩承台施工完并达到一定强度后,用吊机吊装配合,将其焊接于承台的预埋钢板上,钢管四周用四块1cm厚的三角形钢板加固,焊缝必须饱满。钢管支墩垂直度控制在0.5%内,同一截面上的钢管必须在同一条直线,确保横梁安装后钢管支墩不偏心受压。
横梁采用12m长双拼40b工字钢,直接焊接在钢管支墩顶部的钢板上, 横梁与钢管顶部接触应密贴、均匀,不得有空隙,在各支点处横梁上用加劲板局部加强。
纵梁采用贝雷梁,采用国产321钢桥桁架,预先拼装好,将单片贝雷梁横向、纵向连接,然后通过吊机吊装到钢管临时墩上,最后将贝雷梁上下通过φ48钢管连为整体,贝雷梁上部设22号槽钢,每0.6m布置1根。贝雷梁在钢管支墩处宜设工字钢加强支撑。
0#块靠边跨一侧的支架即为边跨支架另一侧采用钢管支架搭设,钢管支架布置在承台上,横向布置腹板下间距30cm,底板间距60cm;纵向布置间距为50cm。
(3)临时支座
在主墩墩顶支撑垫石两侧对称设置4个临时支座。采用钢沙箱,沙箱结构形式为长110cm、宽70 cm、高65cm、壁厚2 cm钢板箱型结构,沙箱下部浇注25cm C50混凝土,中部20cm灌注沙子,上部20cm浇注C50混凝土;0号块浇注完后在浇筑2号块之前,在挂篮侧承台上增加2根φ530mm、δ10mm的钢管与0号块连接(浇注0号块时在腹板底预埋2cm钢板)。边跨底板下的支架合拢前不予拆除,也作为抗倾覆的临时支撑。在边跨合拢之后中跨合拢之前,需对临时支撑体系进行拆除,先拆除边跨底板下的支架,再同步拆除承台上的4根钢管支撑,最后拆除墩顶上的临时支座,拆除方法为同步对沙箱进行割除,沙子流出,使箱梁荷载从临时支墩上转换到主墩支座上,完成体系转换。
(4)支架预压
支架拼装施工完成,在铺设梁底模后,对支架进行相当于1.2倍箱梁自重的荷载预压,减少和消除支架体系的非弹性变形及地基的沉降,加载方式采用砂袋。
3.2挂蓝施工工艺
以1号节段控制(约132t重),从1#节段开始,0#段利用支架现浇。菱形桁架挂篮由菱形桁架,底平台、吊点装置及模板体系四部分组成,共计67.3t。
(1)挂篮试拼
在使用前需试拼。试拼顺序为:主桁骨架→下横梁→上横梁→油压系统→底篮系统→外模内模、滑梁支架→中间内模及支架行走系统→两侧内模架→拉筋及内外对拉螺杆→端模。
(2)挂篮试验
试拼后对挂篮进行静载试验。试验方法是:将一套挂篮的两片菱形桁架水平放置,并利用水准仪抄平,后端用精轧螺纹钢锁定,在中部用垫板将两片主桁分开,在前端用千斤顶加载对拉,最终加载值为使用荷载的120%,按照10%、20%、40%、50%、80%、100%、120%逐级进行,每级加载完成并稳压5分钟(最后一级为10分钟)后检查各杆件的情况有无裂缝,同时记录力与位移的关系,并根据试验测出的结果,绘制力与位移的关系曲线。
(3)挂篮拆除
6#段施工完后,挂篮退回0#块拆除,挂篮底、侧模利用吊杆、4个20吨神仙葫芦落下,吊放到地面。作业顺序:拆除底模平台→侧模与支架→侧模滑梁→前后上横梁→前后吊杆→后连接横梁→主桁联结杆件→加设缆风→拆除桁架锚固螺栓→吊运主桁梁→运至堆放场。
(4)悬臂施工
从1#梁段开始,直至合拢段,施工顺序为:
挂篮移动就位→校正底模→侧模就位→安装腹板、底板钢筋→安装波纹管及预应力筋,灌浆孔→安装腹板内侧模和顶板底模→安装腹板端模→安装顶板下层钢筋网→安装需进行张拉的顶板锚固束垫板、喇叭口,螺旋筋→安装横向预应力管道,锚垫板和螺旋筋→安装顶板上层钢筋网→预埋测量标志及桥面系预埋件→浇筑砼→管道清孔,养生→穿预应力钢筋、钢束张拉、管道压浆→拆除模板→移动挂篮,就位于下一段梁位置。
(5)挂篮行走
施工完一梁段后,挂篮移至下梁段,其行走程序如下:
一、梁段顶面找平,铺设钢(木)枕及轨道;
二、放松底模板前后吊杆;
三、拆除后主吊杆与底模架的联结;
四、放松菱形桁架梁形桁架后端锚固螺杆;
五、用2台YC75-100长顶程千斤顶顶进前移。空车走行时,主梁行程差不得超过10mm,移动到位时不得大于5mm。注意挂篮前移时,边跨配重也相应前移,使悬臂梁端重力平衡,以免对墩身产生较大的不平衡弯矩。
六、移动到位后,安装后吊杆,将底架吊起;
七、调整立模标高后,重复上述施工步骤进行下节梁段施工,依次类推。
(6)配重计算
取0#、1#和6#块进行受力分析。0#块划分3块来受力分析,配重采用沙袋,体积按照长宽高4m*8m*2m布置。
0#块配重立面图:
根据力臂平衡计算,临时支座2为支点:
G5*3850+G1*4125+G2*1350=G3*1425+G4*2650
G1= 119 t ,G2=149t , G3=116,G4=75t
G5=(119*1425+75*2650-149*1350-119*4125)/3850
=-84.1t<0
1#块配重立面图:
计算内侧临时支墩的最大承载力:
钢管的直径510 mm,壁厚10mm 。
回转半径i=(255*255+245*245)1/2/4=0.88m
长细比:λ=l/i=10/0.088=113.6,查计算手册,稳定系数为0.496
临时支墩最大承载力:F1=0.496*116.7*(255*255-245*245)*3.14=909KN=90.9 t
根据力臂平衡:
2*F1*166.65+G12*760+G5*385+G1*412.5+G2*135=G3*142.5+G6*490+G4*665
沙包重量G5=( G3*142.5+G6*490+G4*665-2*F1*166.65- G12*760- G1*412.5- G2*135)/735
=-94.8 t<0
6#块配重立面图:
计算外侧临时支墩的最大承载力:
钢管直径为630mm, 壁厚10mm.
回转半径i=(315*315+305*305)1/2/4=109mm=0.109m
长细比:λ=l/i=10/0.109=91.7,查计算手册,稳定系数为0.654
临时支墩最大承载力为F2=0.654*116.7*(315*315-305*305)*3.14=1486KN=148.6 t
根据力臂平衡:
因此,挂蓝上桥安装、前移以及跨中各块的施工都不需要进行配重,考虑到施工过程中复杂因素多,适当配重,配重按现场实际情况不少于30吨。
4结束语
(1)、在施工过程中严格控制箱梁线形,不平衡受力等问题。
(2)、在悬臂施工中,合理设计挂篮,既可减轻挂篮自重,又可以在作业循环中加快进度。在施工中要对每一节段梁体重量及外部荷载分别进行计算,得到每段精确标高。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词 支架法 挂蓝 配重 分节段现浇 预压
1 工程概况
跨新联路连续梁设计采用(40+56+40)m三跨,全长137.5m。
主梁采用单箱单室箱形断面,梁顶宽12.2m,底板宽6.7m;翼缘板悬臂长2.65m;跨中及端部直线段处梁高为3.05m,主墩支点处梁高为4.35m,梁底按圆曲线变化;顶板厚除梁端附近外均为40cm,底板厚40~80cm,腹板厚48~80cm;
主梁分0~6#节段、合拢段,边跨现浇段。
2 总体方案设计
采用边跨支架法分节段现浇、中跨挂篮法分节段现浇的方案。
0#块采用支架法现浇,张拉完成后,边跨1#块钢筋绑扎和中跨挂蓝拼装同时进行,0#号块靠近边跨侧设置砂袋配重,根据挂篮拼装的进度进行加载,保持始终和挂篮拼装进度基本相等,配重和挂篮移动同步进行。边跨支架在连续梁体系转换之后中跨合拢临时锁定之前拆除。
3 主要施工工艺
3.1边跨与主墩O#块施工工艺
(1)地基处理
支架基础采用80cm直径的钻孔桩。桩顶用混凝土系梁连接,增加稳定性。先开挖系梁基坑,基坑底用30cm宕碴进行换填,桩顶必须确保10cm伸入系梁。系梁采用50cm厚、100cm宽的C25钢筋砼,在钢管支墩的位置预埋1cm厚的钢板,以备钢管支墩连接所用,钢板下焊接锚固钢筋,钢板预埋位置必须准确无误,且必须保证水平。
(2)支架搭设
边跨钢管支墩采用直径426mm、壁厚10mm和直径560mm、壁厚11mm的钢管,先按要求尺寸制作好,顶部焊上10mm厚的钢板,等支墩承台施工完并达到一定强度后,用吊机吊装配合,将其焊接于承台的预埋钢板上,钢管四周用四块1cm厚的三角形钢板加固,焊缝必须饱满。钢管支墩垂直度控制在0.5%内,同一截面上的钢管必须在同一条直线,确保横梁安装后钢管支墩不偏心受压。
横梁采用12m长双拼40b工字钢,直接焊接在钢管支墩顶部的钢板上, 横梁与钢管顶部接触应密贴、均匀,不得有空隙,在各支点处横梁上用加劲板局部加强。
纵梁采用贝雷梁,采用国产321钢桥桁架,预先拼装好,将单片贝雷梁横向、纵向连接,然后通过吊机吊装到钢管临时墩上,最后将贝雷梁上下通过φ48钢管连为整体,贝雷梁上部设22号槽钢,每0.6m布置1根。贝雷梁在钢管支墩处宜设工字钢加强支撑。
0#块靠边跨一侧的支架即为边跨支架另一侧采用钢管支架搭设,钢管支架布置在承台上,横向布置腹板下间距30cm,底板间距60cm;纵向布置间距为50cm。
(3)临时支座
在主墩墩顶支撑垫石两侧对称设置4个临时支座。采用钢沙箱,沙箱结构形式为长110cm、宽70 cm、高65cm、壁厚2 cm钢板箱型结构,沙箱下部浇注25cm C50混凝土,中部20cm灌注沙子,上部20cm浇注C50混凝土;0号块浇注完后在浇筑2号块之前,在挂篮侧承台上增加2根φ530mm、δ10mm的钢管与0号块连接(浇注0号块时在腹板底预埋2cm钢板)。边跨底板下的支架合拢前不予拆除,也作为抗倾覆的临时支撑。在边跨合拢之后中跨合拢之前,需对临时支撑体系进行拆除,先拆除边跨底板下的支架,再同步拆除承台上的4根钢管支撑,最后拆除墩顶上的临时支座,拆除方法为同步对沙箱进行割除,沙子流出,使箱梁荷载从临时支墩上转换到主墩支座上,完成体系转换。
(4)支架预压
支架拼装施工完成,在铺设梁底模后,对支架进行相当于1.2倍箱梁自重的荷载预压,减少和消除支架体系的非弹性变形及地基的沉降,加载方式采用砂袋。
3.2挂蓝施工工艺
以1号节段控制(约132t重),从1#节段开始,0#段利用支架现浇。菱形桁架挂篮由菱形桁架,底平台、吊点装置及模板体系四部分组成,共计67.3t。
(1)挂篮试拼
在使用前需试拼。试拼顺序为:主桁骨架→下横梁→上横梁→油压系统→底篮系统→外模内模、滑梁支架→中间内模及支架行走系统→两侧内模架→拉筋及内外对拉螺杆→端模。
(2)挂篮试验
试拼后对挂篮进行静载试验。试验方法是:将一套挂篮的两片菱形桁架水平放置,并利用水准仪抄平,后端用精轧螺纹钢锁定,在中部用垫板将两片主桁分开,在前端用千斤顶加载对拉,最终加载值为使用荷载的120%,按照10%、20%、40%、50%、80%、100%、120%逐级进行,每级加载完成并稳压5分钟(最后一级为10分钟)后检查各杆件的情况有无裂缝,同时记录力与位移的关系,并根据试验测出的结果,绘制力与位移的关系曲线。
(3)挂篮拆除
6#段施工完后,挂篮退回0#块拆除,挂篮底、侧模利用吊杆、4个20吨神仙葫芦落下,吊放到地面。作业顺序:拆除底模平台→侧模与支架→侧模滑梁→前后上横梁→前后吊杆→后连接横梁→主桁联结杆件→加设缆风→拆除桁架锚固螺栓→吊运主桁梁→运至堆放场。
(4)悬臂施工
从1#梁段开始,直至合拢段,施工顺序为:
挂篮移动就位→校正底模→侧模就位→安装腹板、底板钢筋→安装波纹管及预应力筋,灌浆孔→安装腹板内侧模和顶板底模→安装腹板端模→安装顶板下层钢筋网→安装需进行张拉的顶板锚固束垫板、喇叭口,螺旋筋→安装横向预应力管道,锚垫板和螺旋筋→安装顶板上层钢筋网→预埋测量标志及桥面系预埋件→浇筑砼→管道清孔,养生→穿预应力钢筋、钢束张拉、管道压浆→拆除模板→移动挂篮,就位于下一段梁位置。
(5)挂篮行走
施工完一梁段后,挂篮移至下梁段,其行走程序如下:
一、梁段顶面找平,铺设钢(木)枕及轨道;
二、放松底模板前后吊杆;
三、拆除后主吊杆与底模架的联结;
四、放松菱形桁架梁形桁架后端锚固螺杆;
五、用2台YC75-100长顶程千斤顶顶进前移。空车走行时,主梁行程差不得超过10mm,移动到位时不得大于5mm。注意挂篮前移时,边跨配重也相应前移,使悬臂梁端重力平衡,以免对墩身产生较大的不平衡弯矩。
六、移动到位后,安装后吊杆,将底架吊起;
七、调整立模标高后,重复上述施工步骤进行下节梁段施工,依次类推。
(6)配重计算
取0#、1#和6#块进行受力分析。0#块划分3块来受力分析,配重采用沙袋,体积按照长宽高4m*8m*2m布置。
0#块配重立面图:
根据力臂平衡计算,临时支座2为支点:
G5*3850+G1*4125+G2*1350=G3*1425+G4*2650
G1= 119 t ,G2=149t , G3=116,G4=75t
G5=(119*1425+75*2650-149*1350-119*4125)/3850
=-84.1t<0
1#块配重立面图:
计算内侧临时支墩的最大承载力:
钢管的直径510 mm,壁厚10mm 。
回转半径i=(255*255+245*245)1/2/4=0.88m
长细比:λ=l/i=10/0.088=113.6,查计算手册,稳定系数为0.496
临时支墩最大承载力:F1=0.496*116.7*(255*255-245*245)*3.14=909KN=90.9 t
根据力臂平衡:
2*F1*166.65+G12*760+G5*385+G1*412.5+G2*135=G3*142.5+G6*490+G4*665
沙包重量G5=( G3*142.5+G6*490+G4*665-2*F1*166.65- G12*760- G1*412.5- G2*135)/735
=-94.8 t<0
6#块配重立面图:
计算外侧临时支墩的最大承载力:
钢管直径为630mm, 壁厚10mm.
回转半径i=(315*315+305*305)1/2/4=109mm=0.109m
长细比:λ=l/i=10/0.109=91.7,查计算手册,稳定系数为0.654
临时支墩最大承载力为F2=0.654*116.7*(315*315-305*305)*3.14=1486KN=148.6 t
根据力臂平衡:
因此,挂蓝上桥安装、前移以及跨中各块的施工都不需要进行配重,考虑到施工过程中复杂因素多,适当配重,配重按现场实际情况不少于30吨。
4结束语
(1)、在施工过程中严格控制箱梁线形,不平衡受力等问题。
(2)、在悬臂施工中,合理设计挂篮,既可减轻挂篮自重,又可以在作业循环中加快进度。在施工中要对每一节段梁体重量及外部荷载分别进行计算,得到每段精确标高。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。