桥梁工程连续梁施工技术方案.pdf
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1、桥梁工程连续梁施工技术方案 一、施工方案 本标段预应力混凝土连续箱梁采用菱形挂篮悬灌法、支架法及赝架法施工,刚构连续梁采用赝架法施工,根据工期要求配足施工设备。悬浇施工墩顶现浇段(0#段)采用支架法施工或托架法施工,悬灌梁段采用菱形挂篮悬臂,边跨现浇段及边跨合拢段采用支架法施工,跨越铁路和公路时,挂篮和支架采用全密封。中跨合拢段采用合拢吊架或支架施工,吊架底篮及模板采用挂篮的相应部件,悬浇过程中按照要求进行应力和线形监控、体系转换过程中的施工控制。赝支架法对地基处理后搭设赝支架,在跨路、线地段采用钢管柱留门洞的支架方法。钢筋由工厂集中加工制作,运至现场由汽车吊提升、现场绑扎成型;混凝土由搅拌站
2、集中供应,搅拌输送车运输,混凝土输送泵泵送入模,插入式振捣器捣固。混凝土采用覆盖塑料薄膜养护。二、挂篮悬臂浇筑法施工 1.施工方法及工艺(1)施工工艺流程 见下图:挂篮悬臂浇筑施工工艺流程图 (2)墩梁临时固结措施 墩梁临时固结通过设置临时支座和锚固钢筋的方式来实现。临时支座设有厚 1520cm 内设有电阻丝的硫磺砂浆夹层,通过电阻丝内通电融化硫磺砂浆即可解除临时支墩。在临时支墩顶底设塑料薄膜隔离层,锚固钢筋将墩梁固结在一起。(3)墩顶现浇段(0#段)支架法施工 支架工艺流程 见“0#段支架施工工艺流程框图”。墩顶现浇段(0#段)施工 挂篮拼装 边跨合拢段安装钢筋、立模灌注砼、张拉、压浆 边跨
3、现浇段 安装永久支座,浇筑临时支座 落地支架搭设、预压及调整 两悬臂端箱梁安装合拢吊架及底模,临时约束锁定 挂篮静载试验 循环施工全部悬灌梁段、拆除挂篮 边跨支架搭设及预压 支架、模板拆除、墩梁固结锁定 桥面系施工 中跨合拢段安装钢筋、立模灌注砼、张拉、压浆 安装中跨合拢吊架及底模 两悬臂端箱梁临时约束锁定 解除两边构临时支座固结 拆除临时支座 支架基础 0#段支架不能直接支承于地基上。一般情况将支架下端支承于承台范围内,支架上端扩展至 0#段施工所需尺寸。梁承台尺寸较小,搭设支架确有困难,支架需支承在承台以外时,应采用桩基础,或基底换填,桩径及桩长根据计算确定,确保支架不产生不均匀沉降。同时
4、做好地基的排水,防止雨水或混凝土浇筑和养生过程中滴水对地基的影响。支架设计 支架设计进行支架刚度和稳定性验算、地基允许承载力的验算、地基沉降的验算,各项验算指标符合规范要求后按设计图进行支架搭设。0#段支架施工工艺流程框图 拆除模板、支架 预应力张拉、压浆、封锚 混凝土浇筑及养护 模板加固、调校检查 底模安装、预压、调整 预应力管道安设、加固 钢筋绑扎、内外模安装 钢筋、模板加工、各种材料准备 支架搭设 平整场地、地基处理 支架搭设 连续箱梁 0#段支架采用钢支架拼装而成,不足 2m 高度采用短钢管调整。翼板及箱室内支架采用门式脚手支架,间距可按 1.2m1.2m布置,同时与箱梁支撑连接以保证
5、稳定性。0#段支架结构见“0#段支架施工方案示意图”。支架预压 钢筋混凝土1-1横断面图11222-2纵断面图说明:1、本图比例示意。2、本标段连续梁0#段拟采用万能杆件拼装落地支架法施工(个别墩高情况下,根据现场情况在预留支腿上搭设支撑架),不足2m高度采用短钢管支架调整,箱内顶板、翼板采用门式支架支撑。3、底模和侧模采用大块平面钢模和挂蓝模板,内模采用组合钢模。4、0#段分两次浇注,第一次浇注底板及腹板,第二次浇注顶板及翼板。0#段支架施工方案示意图在搭设底模时,按估算预留变形量支好后,按设计或规定要求进行加载预压。压重重量应该为设计重量的 1.2 倍以上。采用砂袋或钢锭作加载物,使加载的
6、荷载强度与梁的荷载强度分布一致。当试压沉降稳定后,记录各测点的最终沉降值,从而推算出底模各测点的标高,然后卸载。卸完载后,精确测出底模各测点的标高,此标高减去加载终了时的标高,即为支架支撑的回弹值,余下的沉降值为支架系统不可恢复的塑性变形值。根据计算结果,对底模标高进行调整,使预留变形量更加准确,同时也是对支架的强度、刚度和稳定性的检验。(4)墩顶现浇段(0#段)托架法施工 托架采用 225 的槽钢加工成三角桁架,墩身每侧设 6 片,通过预埋钢板同墩身连为一体。托架各节点均采用焊接联接,以减少托架的非弹性变形。上铺设型钢立柱和方木纵梁托架搭设完毕后采用吊挂水箱法进行等载预压,0 号块托架设计见
7、图。0号块纵向顶板束管道预埋时每隔50cm以8定位钢筋焊于梁体钢筋骨架上,以保证管道定位准确牢固。为防止水泥浆渗入波纹管,堵塞预应力管道,混凝土浇筑前在纵向管道内插入略小于管道直径的PVC 管。0 号块托架模板设计示意图(5)模板 梁底模板:两端悬臂部分采用大块钢模板(挂篮底模),两悬臂端梁底纵坡的调整,利用调模装置调整坡度,从而使底模达到坡度要求。外侧模:采用大块钢模板,在梁变宽部分利用调模装置调整立模宽度,当内外侧模板拼装后用18 对拉螺杆对拉,拉杆间距按水平0.5 米,竖向 1.0 米布置。顶板底模与外侧模连接处镶橡胶条塞紧,以防漏浆。隔墙模板及腹板内模板:均采用定型组合钢模板现场拼装,
8、内模板的紧固主要用对拉螺杆,并用脚手架连接。倒角模板采用木模。人洞模板及支架:隔墙人洞采用木模板、木支架,顶板临时人洞模板采用钢板焊接,支撑用12 钢筋与梁顶板钢筋网片焊接。4m3m方木骨架型钢立柱对拉杆型钢托架预埋钢板临时固结端模:端模用自行加工的钢模板,与内外模及其骨架连接牢固,中间留进人洞方便捣固人员出入,待混凝土浇筑到位后再行补加。(6)钢筋及预应力孔道安装、混凝土灌注及养护、预应力施加、孔道压浆等工序见后详述。(7)悬灌梁段施工 施工工艺流程见“悬灌梁段施工工艺流程图”。施工挂篮 A、挂篮结构 全部悬灌梁段施工完毕 0#梁段支架、模板拆除 挂篮拼装、试压 挂篮移动、调整、固定 梁段模
9、板、钢筋绑扎、预应力管道安装 混凝土浇筑 混凝土养护 预应力筋张拉、管道压浆 封 锚 拆除挂篮 进入下一悬灌梁段施工 合拢段施工 悬灌梁段施工工艺流程图 施工挂篮采用轻型菱形挂篮,主要由主桁架、行走及锚固系统、吊带系统、底平台系统、模板系统五大部分组成。该挂篮承载能力和刚度大,机械化程度高,操作方便快捷、安全可靠。挂篮结构见“挂篮结构示意图”。B、挂篮拼装 挂篮结构构件运达施工现场后,利用吊车吊至已浇梁段顶面,在已浇好的 0#梁段顶面拼装,拼装完毕后,对挂篮施加梁段荷载进行预压,充分消除挂篮产生的非弹性变形,悬灌施工过程中,将挂篮的弹性变形量纳入梁段施工预拱度计算。挂篮结构拼装的主要流程图如下
10、图所示。C、挂篮静载试验 挂篮拼装完毕后,进行荷载试验以测定挂篮的实际承载能力和梁段荷载作用下的变形情况。轨道安装、锚固 主桁片安装 后锚杆锚固 主桁前、后横梁桁片安装 主桁上下平联安装 底平台安装 外模系统安装 内模系统安装 悬吊工作平台安装 挂篮拼装流程图 荷载试验时,加载按施工中挂篮受力最不利的梁段荷载进行等效加载,测定各级荷载作用下挂篮产生的挠度和最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力。根据各级荷载作用下挂篮产生的挠度绘出挂篮的荷载挠度曲线,为悬臂施工的线性控制提供可靠的依据。根据最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力,可以计算挂篮的实际承载能力,了解挂篮使用中的实际安全系数,确保安全可靠。加载方
11、法根据现场的实际条件可采取堆积砂包模拟加载或是采取通过千斤顶和锚固于承台内的锚碇对拉反压加载。D、挂篮的移动 在每一梁段混凝土浇筑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,直到悬灌梁段施工完毕。E、挂篮拆除 箱梁悬灌梁段施工完毕后,进行挂篮结构拆除。拆除顺序为:内模系统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。内模系统采取拆零取出,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。F、挂篮拼、拆装注意事项 挂篮拼装、拆除应保持两端基本对称同时进行;挂篮拼装应按照各自的顺序逐部操作,作业前对吊装机械及机具进行安全检查,在操作
12、过程中地上、空中应有专人进行指挥及指导;挂篮的拼装、拆除是高空作业,每道工序务必经过认真的检查无误后方可进行下一道工序。悬臂灌注施工 连续箱梁块悬浇从 1#块开始,每段悬浇的长度均按设计要求进行,每块采用一次浇筑完成。在悬臂挂篮施工前建立连续梁线型控制点,桥梁中线控制点。箱梁块模板应与前段梁段紧密结合,严格按设计要求进行接缝处理,严防接缝处错台和漏浆。挂篮底模后下横梁刚度要大,采用强度高的后短吊带收紧,以防底板接缝处错台和漏浆。内、外侧模在后一块搭接处事先预埋好“H”型螺母或拉杆孔,在浇筑下一阶段混凝土前利用此螺母或孔收紧模板。每节梁段混凝土在初凝前一次浇筑完成,浇筑混凝土时,从悬臂端部开始向
13、根部顺序浇筑,在根部与前段混凝土连接,在浇筑过程中随时调整由于梁段自重在挂篮上产生的挠度避免产生裂缝。悬臂浇筑的要点是,在混凝土浇筑时力求两端平衡。为有效控制箱梁两端的混凝土浇筑重量偏差,严格两端的混凝土浇筑的盘数,一盘一盘控制,两端交叉泵送,做到两端混凝土等量对称进行,浇筑速度一致,使悬臂端砼数量误差不超过设计要求。悬臂浇筑过程中,应作好箱梁块悬浇的监测、监控工作。在每个块件的前端顶、底板应设置几处观测点,测出每个阶段的高程变化情况,以控制箱梁块的抬高量和箱梁悬浇过程中的线型。A、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,解除梁上后锚点,进行锚固转换,行走小车托力转换在
14、滑道上,通过手拉葫芦拖拉主桁,整个挂篮前移动至下一梁段位置。B、挂篮调整及锚固:挂篮就位后,进行主桁和底篮后锚安装,然后通过测量仪器进行中线、高程测量、定位,通过千斤顶进行标高调整,经过检查确定合格后,最后进行全面锚固。C、模板就位 梁段模板安装的尺寸允许偏差和检验方法,符合相关规范规定。(8)边跨现浇段施工 边跨直线段采用支架法施工,一次整体浇筑。支架用万能杆件拼装而成。支架一端支撑在承台上,另一端放在钢管桩基础上。基础采用钢管桩支撑。支架拼装完毕同样要做压重试验,经试压合格后,即进行直线段箱梁混凝土施工。施工工艺流程见“直线段现浇施工工艺框图”。模模模模钢筋材质检验、加工成型模板涂刷脱模剂
15、施工支架拼装并压重砂浆垫块预制混凝土试件制取试件混凝土养护底模和侧模安装安装底板和腹板钢筋、预应力管道安装内模板安装顶板钢筋、预应力管道预埋件安装梁体模板测量、检查修正混凝土浇筑混凝土养护张拉、压浆保留施工支架钢筋材质检验、加工成型直直直直直直直直直直直原材料检验、确定混凝土配合比 施工方法 A、支架设计 由于本段桥梁均位于软土地区,为减小地基处理范围,支架设计为墩梁支架,临时支墩底部需打入一定长度的钢管桩(钢管桩的长度经计算确定),由钢管桩承载梁部施工荷载,减小支架沉降。同时做好地基排水,防止雨水或混凝土浇筑和养生过程中滴水对地基影响。选进行支架强度、刚度和稳定性验算、地基允许承载力的验算、
16、地基沉降的验算,各项验算指标符合规范要求后进行支架搭设。B、支架搭设后,须设纵、横向斜杆,以确保支架结构稳定。搭设完毕后应经过详细检查,方可进入下一道工序。铺设底模时在底模与分配梁间设置圆钢管作为滑动层,以确保边跨合拢临时束张拉时梁体 与支架之间的相对滑动,但在边跨合拢锁定前,采取临时措施限制底模的纵向移动。C、支架预压:见“墩顶现浇段(0#段)支架法施工”中支架预压。D、模板:底模、外模采用大块钢模板,内、外侧模板拼装后用18 的对拉螺杆对拉;内模采用组合钢模,箱梁内顶板采用钢管支架支模,钢管支架支撑在底模板上,支架底垫不低于梁体强度砼的混凝土垫块,调模、拆模采用木楔调整完成。E、混凝土灌注
17、:砼施工顺序由支架中间向支点和悬浇端扩散,以减少支架沉降的影响。混凝土采用泵送的方法施工。待混凝土强度达到设计要求的强度后,按照设计要求顺序分批进行预应力张拉、孔道压浆。支架暂不拆除,用作边跨合龙段支架。施工方法见连续箱梁边跨直线段施工方法图。连续箱梁边跨直线段施工方法图(9)合拢段施工及结构体系的转换 连续箱梁合拢施工时先合拢边跨,再合拢中跨。合拢温度应符合设计要求,合拢段两端悬臂标高及轴线允许应符合设计或规范要求。合拢段施工工艺流程 见“合拢段施工工艺框图”。边跨合拢施工 A、施工准备 a.悬臂梁段浇筑完毕,拆除悬臂挂篮;b.清除箱顶、箱内的施工材料、机具,用于合拢段施工的材料、设备有序放
18、至墩顶;c.在“T 构”两悬臂端预备配重水箱;d.近期气温变化规律测量记录。B、边跨合拢段支架及模板 边跨合拢段与边跨等高度现浇段一样,采用万能杆件支架支模施工。悬臂梁段浇筑完毕,拆除挂篮,接长边跨等高度现浇段支架托梁,并于悬臂端箱梁底板锚固。外模及底模采用挂篮模板,内模采用组合钢模。C、设平衡重 采用在悬臂端的水箱中加水或钢锭的方法设平衡重,近端及远端所加平衡重吨位由施工设计确定。配重及合拢步骤见下图。合拢段施工工艺框图 连续梁悬灌梁段施工完毕 边跨挂篮后移 边跨合拢施工步骤图(1)“T 构”悬臂浇筑及边跨等高度现浇段施工完毕。搭设合拢段支架。(2)加水箱配重,钢筋绑扎,预应力管道安装,边跨
19、合拢段锁定。(3)选择当天最低温度时间浇筑混凝土,逐级卸除水箱配重。(4)边跨合拢段预应力张拉及锚固完毕,拆除合拢段支架。拆除边跨模板、支架。D、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,运至合拢段绑扎安装。底板束管道安装前,应试穿所有底板束,发现问题及时处理。合拢段底板束管道采用钢管,或者用双层波纹管替代,管道内穿入钢绞线芯模,以保证合拢段混凝土浇筑后底板束管道的畅通。其余预应力束及管道安装同箱梁悬灌梁段。E、合拢锁定 合拢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,以防止合拢段混凝土在浇筑及早期硬化过程中发生明显的长度改变,锁定时间按合拢段锁定设计执行,临时“锁定
20、”是合拢的关键,合拢“锁定”遵循又拉又撑的原则,劲性骨架采用“预埋钢板+连接型钢+预埋钢板”结构,其断面面积及支承位置根据锁定设计确定,合拢时,在两预埋钢板之间设置连接型钢,连接型钢布置在箱梁体外。合拢锁定布置见下“合拢段合拢锁定布置示意图”。合拢段合拢锁定布置示意图 合拢段 预埋件 焊接 劲性骨架 F、浇筑合拢段混凝土 合拢段混凝土浇筑过程中,按新浇筑混凝土的重量分级卸去平衡重(即分级放水),保证平衡施工。合拢段混凝土选择在一天中气温较低时进行浇筑,可保证合拢段新浇筑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,砼的浇筑速度每小时10m3左右,34 小时浇完。G、预应力
21、施工 合拢段永久束张拉前,采取覆盖箱梁悬臂并洒水降温以减小箱梁悬臂的日照温差。底板预应力束管道安装时要采取措施保证管道畅通,待合拢段混凝土达到设计强度和相应龄期后,先张拉边跨顶板预应力束,再张拉底板第一批预应力束,按照设计要求的张拉吨位及顺序双向对称进行张拉。横向、竖向及顶板纵向预应力施工同箱梁悬灌梁段施工,合拢段施工完毕后,拆除临时预应力束并对其管道压浆。H、直线段支架下落,拆除模板及支架。中跨合拢 A、吊架及模板安装 中跨合拢梁段采用合拢吊架施工,合拢吊架和模板采用施工挂篮的底篮及模板系统,施工吊架见下图。安装步骤为:将挂篮的底篮整体前移至合拢段另一悬臂端;在悬臂端预留孔内穿入钢丝绳,用几
22、组滑车吊起底篮前横梁及内外滑梁的前横梁;拆除挂篮前吊杆;用卷扬机调整所有钢丝绳,使底篮及内外滑梁移到相应位置,安装锚杆、吊杆和联接器将吊架及模板系统锚固稳定;将主桁系统退至 0梁段后拆除。B、设平衡重 分配梁 上横梁 2 2 底模 1.75m 2m 1.75m 悬灌梁段 悬灌梁段 合拢段 底篮前横梁 1-1 上横梁 分配梁 吊杆 后锚杆 1 底篮横梁 1 2-2 采用在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重,近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。配重及合拢步骤见“中跨合拢段施工过程示意图”。C、普通钢筋及预应力管道安装与边跨合拢段相同。D、合拢锁定 合拢前使合拢段两共轭悬臂端临时连接,尽可能保
23、持相对固定,以防止合拢段混凝土在浇筑及早期硬化过程中发生明显的长度改变。合拢前除“T 构”悬臂端按平衡要求设置平衡重外,如施工控制有要求时还将对合拢段处采取调整措施。合拢段支撑劲性钢骨架施工同边跨合拢段施工。E、解除连续梁墩顶的临时固结,并切断该墩临时支座锚固钢筋,完成体系转换。F、浇筑合拢段混凝土 中跨合拢段混凝土浇筑与边跨合拢段施工相同。中跨合拢段施工过程示意图(1)边跨合拢。(2)施工挂篮后移,中跨合拢吊架安装。加配重水箱。(3)钢筋绑扎,预应力管道安装,合拢锁定。(4)选择当天最低温度时间浇筑混凝土,逐级卸除水箱配重。(5)合拢段预应力张拉及锚固完毕,拆除合拢吊架。G、预应力施工 中跨
24、合拢完成后,张拉中跨预应力束,再张拉边跨底板第二批预应力束,合拢段施工完毕后,拆除临时预应力束并对其管道压浆。H、拆除模板及吊架。结构体系的转换 连续梁桥采用悬臂施工法,在结构体系转换时,为保证施工阶段的稳定,边跨先合拢,释放墩梁锚固,结构由双悬臂状态变成单悬臂状态,最后跨中合拢,形成连续梁受力状态。施工过程中存在梁的受力结构体系转换,施工时注意以下几点。A、结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时,梁体某些部位的弯矩方向发生转换。所以在拆除梁墩锚固前,应按设计要求,张拉一部分或全部布置在梁体下部的正弯矩预应力束。对活动支座还需保证解除临时固结后的结构稳定,如需控制和采取措施限制单悬臂梁发生过大
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