悬臂梁施工方案.pdf
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1、石武客运专线郑州黄河公铁两用桥分建段铁路引桥石武客运专线郑州黄河公铁两用桥分建段铁路引桥跨焦新高速公路悬臂灌注施工方案跨焦新高速公路悬臂灌注施工方案1 1 工程概况工程概况郑州黄河公铁两用大桥为石郑铁路客运专线及河南省规划的中原黄河公路大桥跨越黄河的共用桥梁,桥位距下游京珠高速公路黄河大桥约6km。规划的中原黄河公路大桥北起河南省新乡市境内原阳县原武镇阎庄,接现G107 国道线,向南经原阳县原武镇,跨越黄河,与新建的G107 辅道相接。其中郑州黄河公铁两用桥北岸分建段铁路引桥在 N172N175#墩处采用一联(50+80+50)m 预应力混凝土连续箱梁主跨上跨焦新高速公路。梁体采用单箱单室、变
2、截面、变高度结构。箱梁顶宽为,底宽为,跨中箱梁顶板厚 40cm,梁体内设有横隔板,隔板设有孔洞,供检查人员通过。连续梁中支点处梁高,边支点及跨中梁高 4m。2 2 施工组织及总体部署施工组织及总体部署施工准备施工准备悬臂现浇连续梁正式施工前必须做好施工前的一切准备工作,主要包括以下内容:1.悬臂挂篮的制作和载荷试验。#块下的墩身施工。3.协作队伍的提前确定。4.混凝土施工配合比的选定。5.施工所需的材料、机械设备的组织进场。总体部署总体部署连续梁采用挂篮施工,分为 3 个阶段:0#段的施工、悬臂段的施工和边跨现浇段的施工以及合拢段的施工,计划总工期 180 天。先施工桩基础及承台、墩身;再施工
3、0#块(采用满堂架施工),再依次施工其他分节至合拢。悬臂挂篮施工网络图悬臂挂篮施工网络图挂篮验收.静载实验30 天0#块满堂架试压15 天0 块施工30 天#1 块施工15 天#2 10 块施100 天#11 块合拢施工20 天#4 4 挂篮设计挂篮设计本次连续梁施工采用菱形挂篮,委托专业单位进行设计及加工。综合各种形式的挂篮施工特点、操作工艺等研究比选后,决定本次连续梁施工采用菱形挂篮。挂篮由主桁架、底模平台及其吊装系统、外模及其吊装系统、走行系统、后锚固、施顶系统等组成。主桁架主桁架每套挂篮分两片主桁,通过连接系联结为整体,提高整体刚度及稳定性;每片主桁由上下弦杆、斜撑杆、斜拉杆组成;挂篮
4、主桁各杆件之间以及主桁与连接系之间均为销接。下弦杆下设挂篮走道梁,走道梁固定在已浇筑混凝土梁上。前上横梁配置 4 根承重吊杆。底模平台及其吊装系统底模平台及其吊装系统底模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。底模平台由前下横梁、后下横梁、底模纵梁及底模、前后吊装系统(含垫梁、扁担梁、吊带/杆、千斤顶)、防护围栏系统组成。外模及其吊装系统外模及其吊装系统外模吊装系统包括外导梁、吊环、吊带/杆、销座等组成。走行系统走行系统走行系统包括走道梁、后勾板、外导梁及走行吊环。挂篮走行分两步进行。第一步:下降底模平台、脱底模将底模平台临时吊挂在已浇筑梁段顶板上(采用两台 20T 倒
5、链,并拉紧28 钢丝绳作保险)解除底模平台与前上横梁之间的联结解除主桁后锚固挂篮主桁带前上横梁及外导梁移至下一节段施工位置安装挂篮主桁后锚固。第二步:将底模平台及外侧模用四台 20T 倒链吊挂在外导梁走行吊环上沿外导梁向前移到位将底膜平台前下横梁重新吊挂于前上横梁上,后下横梁锚固于已浇筑梁段上将底膜平台后外吊点重新吊挂于已浇筑梁段上放松底模平台与外导梁之间的吊挂。后锚固系统后锚固系统后锚系统的作用是在挂篮悬浇混凝土施工过程中,在主桁尾部提供一向下的压力,以平衡挂篮前方的倾覆力矩,包括锚固梁及竖向锚固预应力筋。后锚栓采用25 精轧螺纹粗钢筋。挂篮模板及限位系统挂篮模板及限位系统挂篮外模采用钢模,
6、内模采用组合模板,内外模之间设25 精轧螺纹粗钢筋作为对拉筋对拉,以侧模加底模形式布置;外侧模与其支撑架焊为一体,但在梁高变化节段需要对过长的外侧模底部进行割除,以适应变化的梁高;内模采用竹胶板加建筑钢管现场散拼;箱梁底板下最外侧一组底膜 220b 纵梁在箱梁灌注混凝土时现场需要设置支撑,以顶紧外侧模,防止灌注混凝土时侧模移位。导梁走行吊挂25精轧螺纹钢筋导梁吊带挂篮侧面示意图(内外模未示)单位:前上横梁外导梁底模平台走行吊环打灰时导梁吊挂底平台吊杆挂篮底模下纵梁后下横梁前下横梁5 5 悬臂挂篮工艺流程及施工步骤悬臂挂篮工艺流程及施工步骤墩顶墩顶 0#0#块及悬臂段施工块及悬臂段施工每处悬臂灌
7、注连续梁施工采用 2 套菱形挂篮,在 2 个主墩上分别对称平衡悬灌箱梁。0#梁段采用在主墩身周围搭设满堂万能杆件,在满堂支架上浇注成形。其它悬浇段在挂篮上对称浇注砼,边孔边部梁段搭设满堂支架现浇施工。悬浇段和现浇段施工完成后,在边跨先合拢,最后在中跨合拢,形成三跨连续梁。边跨合拢采用支架现浇合拢,中跨利用其中一套挂篮合拢。施工顺序为:0#段施工悬臂灌筑一般梁段边孔边部梁段边孔合拢中孔合拢。各合拢段砼浇筑,选择在非温度变化剧烈日之夜间气温最低时进行。为切实保证灌注质量,在合拢段两端截面间设钢支撑,并于顶底板上各张拉部分钢绞线,以临时锁定合拢端两段梁体。合拢段砼达到一定强度后,拆除临时支座,解除一
8、端活动支座临时水平约束,待砼强度达到设计强度的85%后,张拉部分正力矩钢绞线。施工时,悬灌两端施工设备的重量要保持平衡,并注意无左右偏载,浇注时不平衡重不得大于 7 吨。挂篮施工步骤图挂篮施工方案结构形式确定挂篮结构设计挂篮加工挂篮静载实验墩柱0#块施工方案及施工悬臂挂篮施工 0#0#梁段灌注施工工艺梁段灌注施工工艺(1)中墩(173#、174#)地基处理对承台周围需要处理的部位挖除松软土体,回填 50cm级配碎石,并在上部浇注50cm的C20混凝土。(2)满堂碗口式支架搭设及预压碗扣接头是由上、下碗扣和限位销按600 mm间距设置在钢管的立杆上,其中下碗扣和限位销是直接焊在立杆上,而上碗扣只
9、要将其缺口对准限位销后,就能沿立杆向上滑动。待把横杆接头插入下碗口圆槽内(可同时插4根横杆),随后将上碗扣沿限位销滑下,用锤子沿顺时针方向敲击几下,扣紧横杆接头。它的主要配件有立杆、顶杆、横杆、斜杆和支座五种。辅助配件用于作业面的有搭边横杆、间横杆、搭边间横杆、挑梁和搭边挑梁5种,用于整体连接的有立杆连接销、连墙撑和直角撑3种;脚手板和梯步脚手板、斜脚手板和踏步梯(爬梯)3 种;用于其他脚手架的有爬升挑梁(用来构成挑架),安全网支架和提升滑轮(用其提升小件物料)3种。碗扣式钢管脚手架其组合方法:钢脚手板的挂钩应完全落在横杆上,木脚手板的两端头应落在搭边横杆的翼边上,不得浮搁。立杆的接长应错开,
10、即第一层的立杆错开布置,往上则均采用相同规格的立杆,至顶再用两种长度的立杆找平,内立杆离墩身面为350-450mm。立杆的垂直度控制:30m以下1/200,30m以上1/400-1/600,且全高不得大于100mm。支架搭设完毕进行荷载试验,预压重量为0#块梁体重量的120,压载实物为砂袋,以消除支架非弹性变形和检验支架设计的可靠性,确保安全。加载前,先确定各测点位置,并做好标记。预压前,测量各点标高。按混凝土重量的分配情况,一次加载至120%施工荷载。砂袋堆放顺序为先底板,后翼板,均要对称进行。支架搭设示意图附后。支架横向布置示意图840(单位:)梁体厚竹胶板底模05 10 15方木方木可调
11、顶托可调底托15155020050方木厚20混凝土厚组填料厚级配碎石原地面说明:1、图中尺寸以厘米为单位。2、支架层距为 60cm,纵向步距为 60cm;纵向剪刀撑水平间距控制在范围内,纵向剪刀撑在横向为 5 道,具体位置:横向最外面两边各一道,腹板下方各一道,底模中间一道。砂袋堆放完毕后,测量各点标高。每天定时观测两次,待前后两天的测量数据在3mm以内,并报测量监理工程师签认合格后,确定支架稳定后方可卸除砂袋,卸除砂袋前测量各点标高。卸除顺序为先翼板后底板,也要对称进行。土袋卸除完毕后,测量各点标高。测量人员用专用表格对每次测量数据进行详细记载,根据现场采集的数据及时进行计算、分析、处理、修
12、正,得出系统变形值。按预压所得的支架系统弹性变形值进行模板标高调整。(3)正式支座与临时支座0 号梁段灌注时,正式支座与临时支座均先就位,活动支座并予锁定,主墩临时支座设置纵剖面图如下临时支座:由于桥墩与梁采用支座连接方式,正式支座不能承受施工中产生的不平衡力矩,故须设置临时支座,用以临时固结锁定梁体,平衡施工中产生的不平衡力矩。每个墩顶设置 4 个临时支座,其结构为 C30硫磺砼。为了便于临时支座的拆除,在其中部布置800W 电阻丝,可同时通电拆除临时支座。正式支座:永久支座采用盆式橡胶支座。单向活动支座的上下导向挡块必须对正,固定支座上下各部件的纵轴线必须对正。支座四角高差不得大于 2mm
13、。电阻丝正式支座C40硫磺砼临时支座通 道主墩临时支座设置纵剖面图悬浇箱梁桥 墩(4)模板、钢筋模板安装顺序:底模外侧模内模端头板底板堵头板顶板内模顶板堵头板外翼边板。底模安装:底模采用竹胶模板,用侧模包底模的方法进行。施工中注意控制底模平台标高和梁底线形。侧模安装:侧模采用钢木组合模板型钢加固,侧模及支架吊装就位后,翼缘板下口用碗扣脚手架支撑,以防止倾覆。其模板纵横轴与墩顶纵横轴相吻合,两侧侧模用拉条和内支撑加固,以保证其整体刚度和尺寸的准确。再安装木制堵头模板、并用支撑加固。内模安装:采用钢木组合模板钢管架支撑,并用拉条和外模相拉,保证腹板的几何尺寸。人洞及倒角等特殊部位采用钢木组合模板。
14、并按设计位置正确预埋预埋件和预留预留孔。钢筋制作:为保证钢筋的绑扎质量,加快施工进度,施工时在现浇梁段制作钢筋,在胎模内分段绑扎钢筋。钢筋骨架外采用砼作保护层垫块,强度等级为 C50,与梁体标号相同。钢筋安装:底模定位后,先绑扎底板钢筋,后绑扎腹板钢筋,然后立内模,最后绑扎顶板钢筋,再放置预埋件。波纹管安装:成孔采用波纹管成孔,利用定位钢筋与钢筋骨架绑扎或点焊牢固,尺寸偏差不得大于 2mm。波纹管在每段端部位置的准确性采用堵头填塞。模板上将每个断面的波纹管的位置提前用氧气割出圆洞,然后将每个部位的波纹管对号放入。(5)砼浇注砼采用一次浇注成型的方法。待钢筋、模板、标高、轴线检查合格后方可浇注砼
15、。浇注砼时,先浇注底板,其次浇注腹板,最后浇注顶板。浇筑混凝土时,必须严格控制分层灌注厚度和捣固质量。振捣棒徐徐插入混凝土面以下 2030cm,振捣直至密实、均匀、有浆泡冒出,然后垂直慢慢地提出振捣棒,再进行下一块混凝土振捣。严禁直接捣固预应力波纹管或碰到预埋件,以防管道移位或漏浆进去,或致使预埋件出现移位。由于 0#块钢筋较密集,振捣过人孔和锲梗、承托等处时可先用 30 振捣棒,确保混凝土不漏振,避免拆模后出现麻面、蜂窝、空洞等症状,影响混凝土质量和外观。振捣顶板时再改用50 振捣棒。注意控制混凝土的自由下放高度,通常情况下不能超过2m。所有梁体混凝土浇筑中,都必须确保混凝土初凝前不被扰动。
16、(6)模板的拆卸模板拆除顺序:堵头板端模板内模板外侧模板过人洞模底模。待砼强度达到 75%以上,即可拆除堵头模板;砼强度达到75%以上,即可拆除内模;砼强度达到 85%以上时,按对称同步原则张拉预应力筋,拆除满堂支架,准备安装挂篮。5.1.25.1.2 挂篮拼装挂篮拼装挂篮加工完成后,利用汽车运输到施工墩位处,主墩挂篮拼装采用 25t吊车提吊拼装,等 0#梁段施工完毕并张拉预应力索后才能拼装。拼装顺序如下:梁段挂篮安装顺序为:安装下滑道、前支点及后勾板组拼菱形挂篮主桁及其联结系安装后锚固安装前上横梁拼装并整体提升挂篮底模平台安装外模及导梁、吊带(杆)安装内模。挂篮拼装的安全质量要求如下:挂篮必
17、须进行载荷试验合格后才能进行安装。挂篮拼装严格按照挂篮设计图纸及拼装顺序进行拼装。挂篮拼装的连接全部采用螺栓连接,螺栓必须用测力扳手进行检测,预拉力不小于 125KN。精轧螺纹吊杆使用前必须验收合格,安装时必须保证垂直。滑道要求安装平直,在滑道的顶面涂一层黄油。挂篮的安装要求保持水平、同高、稳定。挂篮拼装严格按照高空安全操作规程进行操作。挂篮拼装完成后,请监理到现场检查,检查合格后才能进行下一步施工。5.1.35.1.3 挂篮的预压和试验挂篮的预压和试验挂篮拼装完成后要进行精载试验,以确定两片主桁的共同受力情况以及最大荷载时主桁的联结强度和变形量,以便消除非弹性变形和设置准确的预抬值。挂篮预压
18、采用编织砂袋的方法进行,按照控制挂篮整体设计节段(4#)的倍进行模拟压重。压载时间自压载结束到开始卸载为48 小时,从开始加载就要布设好观测点(对称分布 6 点),观测次数为加载前、加载(0.1F、0.5F、1.0F、1.2F)、加载完成、加载12 小时、加载 24 小时、加载 48 小时、卸载(1.0F、0.5F)、卸载后共12 次。根据观测的数据,分析、推断出弹性变形和非弹性变形。通过预压将非弹性变形消除,根据弹性变形结果控制挂篮的抬高量。施工中设专人负责测量,并进行抬高量计算。至此挂篮安装完毕。调试合格后,方可绑扎钢筋、立模、浇注。安装时,需作好中线及标高的控制:中线控制:在 0 号梁段
19、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。5.1.45.1.4 挂篮的移动挂篮的移动待 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,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两步进行:第一步:下降底模平台、脱底模将底模平台临时吊挂在已浇筑梁段顶板上(采用两台 20T 倒链,并拉紧28 钢丝绳作保险)解除底模平台与前上横梁之间的联结解除主桁后锚固挂篮主桁带前上横梁及外
20、导梁移至下一节段施工位置安装挂篮主桁后锚固。第二步:将底模平台及外侧模用四台 20T 倒链吊挂在外导梁走行吊环上沿外导梁向前移到位将底膜平台前下横梁重新吊挂于前上横梁上,后下横梁锚固于已浇筑梁段上将底膜平台后外吊点重新吊挂于已浇筑梁段上放松底模平台与外导梁之间的吊挂。挂篮移动注意事项:挂篮移动时要保持整体平移,左、右菱形桁架协调一致,防止移动时菱形桁架受水平力过大。挂篮的移动速度控制在 1.5m/h 时以内。挂篮移动时左右晃动距离不能大于 1cm,同时控制好滑道方向,滑道固定方向偏差 2mm。挂篮移动前要检查滑道锚固情况,要求每根滑道要锚固三根竖向预应力钢筋,防止挂篮移动时发生倾覆失稳。挂篮移
21、动时两侧吊杆要用倒链保护。5.1.55.1.5 绑扎钢筋、预埋波纹管道绑扎钢筋、预埋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。安装钢筋、波纹管道、预埋件的尺寸偏差不得大于设计和规范要求。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
22、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。5.1.65.1.6 混凝土施工混凝土施工原材料:混凝土施工所用的骨料、水泥、外加剂必须符合有关规定。配合比设计:本桥悬灌梁体混凝土设计为 C50 混凝土,由于梁段钢筋及预应力管道较密,选用混凝土配合比的坍落度应在1822cm 为宜。混凝土拌制与运输:混凝土拌制采用拌和站集中拌制,采用砼罐车运送砼。混凝土灌注与振捣:为了使后浇筑的混凝土不引起先浇筑混凝土的开裂,箱梁梁段混凝土一次浇筑成型,并在底板混凝土凝固以前全
23、部浇筑完毕,也就是要求挂篮的变形全部发生在混凝土初凝前,以免裂纹产生。施工时特别注意锚垫板下、横梁及腹板位置的振捣,保证混凝土捣固密实,无蜂窝麻面。为延长混凝土的凝固时间,防止早期收缩过大,混凝土中掺加缓凝减水剂。混凝土浇筑顺序从低处向高处分层浇筑,为减少混凝土的收缩产生的裂缝,桥面混凝土采用两次收浆、一次拉毛处理。悬臂施工过程中,挂篮两边对称移动,浇灌砼时,不平衡重不得大于7吨。5.1.75.1.7 预应力施工预应力施工钢绞线穿束:纵向预应力筋穿束前用通孔器疏通预应力管道,纵向预应力筋穿束时先将导线穿过孔道与预应力筋束连接在一起,由卷扬机牵引穿束;穿束后检查预应力筋外露情况,保证两端外露长度
24、基本相同,满足张拉要求,然后安装锚具、千斤顶。竖向预应力筋依设计下料加工成型,并在梁段混凝土灌注前直接安放在梁体竖向波纹管中。钢绞线张拉:预应力束张拉选用 YCT-300 型千斤顶,ZB500 型电动油泵施张。纵、竖两向张拉,尤其是纵向预应力筋张拉是控制工期和质量的关键工序。张拉必须按设计要求的顺序进行,在梁段砼强度达到设计张拉强度的 85%后即可开始张拉纵向预应力筋,竖向预应力筋张拉待纵向预应力筋张拉完成后进行。但纵向与竖向张拉的梁段数之差不得大于4。张拉时确保“三同心两同步”,并采取双控措施,以延伸量控制为主、张拉力校核为辅。“三同心”即锚垫板与管道同心,锚具各锚垫板同心,千斤顶和锚具同心
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