目 录
前言 .............................................................. 1 参考文献: ....................................................... 13
3.1挂篮的安装 ........................................................................................ 6
3.1.1主桁安装.......................................................................................... 6
3.1.2底平台和模板结构安装................................................................. 7
3.2挂篮安装顺序 .................................................................................... 7
3.3挂篮的加载试验 ................................................................................ 8
4结束语 .................................................................................................... 8
参考文献 ................................................................... 错误!未定义书签。
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悬臂浇筑中的常见问题及处理方法
摘要:近年来,由于科学技术的进步,工业水平的提高,我国桥梁事业取得了飞速发展,
自60年代出现了悬浇施工方法以后,连续梁桥的施工工序和施工方法也得到了较大程度的
改善。为缩短悬浇周期、提高经济效益奠定了基础,取得了良好的施工效果,在近代桥梁
建筑中已得到越来越多的应用。
关键字:悬臂浇筑 合拢段 挂篮 临时锁定
前言
当前,悬臂浇筑挂篮施工已成为大跨径桥梁的一种标准施工方法,成熟的应用
于我国的桥梁施工,以后还会有更大的发展潜力。但此工艺的施工质量要求高,
施工工序多,受影响的因素也多。本文就盐城大丰市通港大道改扩建工程即干
河桥的上部箱梁的施工,浅析悬臂浇筑中合拢段和挂篮问题及相应的处理方法。
悬臂施工法是一种常用的桥梁施工方法,目前大跨径预应力混凝土连续钢构桥
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的施工大多采用悬臂施工法。概括地讲,其操作方法是:首先由墩顶开始向两
采用平衡悬臂施工法逐节段施工结构的上部梁体形成一个T字形的双悬臂结构,
接着合拢边跨,最后合拢中跨,形成最终体系。悬臂施工法可以分为悬臂浇筑
和悬臂拼装两种工法,其中尤以悬臂浇筑具有更广泛的使用性。
1工程概况
大丰通港大道改扩建工程主要对原有老路进行拓宽改造,干河桥是大丰通港大
道跨越干河的桥梁,位于大丰市通港大道k14+149处,地势平坦。主桥采用
(43+75+43)m 2.2m,箱梁顶板宽23.75m,底板宽16m,翼缘板悬臂长为3.875m。
箱梁高度从距墩中心2.5m处到跨中合拢段处按1.8次抛物线变化。箱梁0号块
长度为10m,箱梁顶板均为0.30m等厚度,底板厚度从0.32m至0.6m按1.8次
抛物线变化,腹板厚度为0.60m,采用纵、横、竖三向预应力体系。
2合拢段
合拢段施工是体系转换的过程,通过合拢段的施工,可以使桥梁完成体系
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转换。首先进行边跨合拢,最后进行中跨合拢。边跨合拢采用吊架施工,待现
浇段施工结束后,混凝土强度达到设计强度后即可进行边跨合拢段的施工。中
跨合拢段的劲性骨架待边跨混凝土浇筑后,边跨挂篮拆除后才能合拢。中跨合
拢段的混凝土浇筑要在一天中的最低温度下进行。应当指出的是,要严格控制合拢的顺序,否则会与设计的合拢后产生很大的误差,其结构恒载内力也会发生变化,体系转换时由徐变引起的内力重分布也不同,故采用不同的合拢程序在结构中产生不同的最终恒载内力,对整个结构的竣工后使用产生很大的影响。
合拢段施工主要需解决3个问题:(1)吊架的安装问题;(2)合拢段的临时锁定问题;(3)合拢段混凝土浇筑问题。合拢段在混凝土浇筑后,因气温的变化会引起梁体的伸缩变形,同时梁体左右日照温度不同还会引起梁的扭曲变形,需对合拢段进行临时锁定保持合拢段无相对变形。合拢段临时锁定要抵抗温度应力、T构两端不平衡弯矩等多种外力,保证悬臂T构施工安全和合拢段不出现裂纹。
2.1合拢段施工顺序
边跨现浇段及中间节10号块施工完成后,安装边跨合拢段吊架,进行边跨合拢段锁定,浇筑边跨合拢段混凝土,张拉边跨T11,B1~B4及边跨横竖向预应力筋,拆除边跨合拢段吊架。边跨张拉完成T11,B1~B4后,拆除主墩顶临时固结使主墩永久支座受力,张拉边跨BH1~BH2,拆除边跨现浇段支架,安装中跨吊架及模版,进行中跨合拢段锁定,绑扎钢筋并浇筑中跨合拢段混凝土,张拉T11,B1~B10,拆除中跨合拢段吊架,拆除T11。
2.2合拢段施工方法
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利用挂篮底模、外侧模、内模作为合拢段模板,不仅可以减少搭设支架的投入,还可使浇筑后的混凝土变形与两端已浇段保持同步,但要利用挂篮作为吊架,需解决一个挂篮后退和一个挂篮前移的问题。由于8号主墩的施工速度较7号主墩要快,故施工中决定8号墩中跨挂篮向后退,7号墩中跨挂篮向前移作为中跨合拢段吊架。边跨合拢段吊架存在前移问题,与中跨挂篮前移作吊架方法相同。
2.3 临时锁定
2.3.1 合拢段锁定计算假设
①以合拢段长度不变,锁定骨架支撑力能够抵消梁体温度变形引起的支座或模板体系产生的摩擦阻力即可。
②边跨合拢时边跨模板与混凝土的摩擦系数取0.15,中跨合拢时活动支座摩擦
力取0.05。
2.3.2边跨合拢段锁定
2.3.2.1 应力分析
根据计算,温度应力引起的力较大,而此时只有边跨模板对梁体有约束力,
如果约束力小于梁体温度应力,梁体肯定会产生位移。只要保证合拢段临时锁
定力大于模板及支座的约束力即可保证合拢段相对无变形。
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2.3.2.2 刚性支撑设置
边跨现浇段及10号块端部腹板两侧顶板、底板上各预埋4块40cm高,50cm宽,2cm厚的钢板,钢板后方加焊钢板肋进行加强,梁体内埋设加强钢筋与混凝土连接增加抗拔力。支撑型钢用双工20b焊接而成,在混凝土浇筑前几天凌晨最低温度时,将支撑型钢焊于两侧梁内预埋的钢板上,起到支顶作用并起部分抗拉作用,焊接时注意同一根工钢骨架一端焊完后再焊接另一断。边跨合拢段采用刚性骨架措施锁定后,在温度变化作用下,由于中墩临时支撑尚未拆除,梁体变化引起的微小滑动,通过边跨合拢段临时固结骨架,其力主要由边跨现浇段混凝土与模板的摩擦力抵消,边跨现浇段施工完成后,边支座处支顶方木要拆除,使支座能够活动。木模板与混凝土之间的摩擦系数取u=0.15,则合拢段刚性支撑所受轴力;N=uG其中,G为边跨现浇段的重力。假设采用2工20b焊成支撑骨架,每个合拢段4个,则每个刚性支撑所能够满足要求。
2.3.2.3 临时张拉束
由于总共仅有658KN的力,故边跨不再进行临时预应力束张拉,仅用劲性
骨架焊接来抵消温度降低时两端梁体对合拢段新浇混凝土的张应力。4个骨架所承受的平均力为:658/4=165KN,单个骨架在钢板上焊缝长度90cm,为保证焊缝牢固,每个骨架与预埋钢板的焊缝均采用四周满焊,焊缝厚度6mm。
2.3.3中跨合拢段锁定
2.3.3.1 刚性支撑骨架
在两10号内预埋相同的钢板箱。中跨合拢时温度应力与边跨合拢时相同,只是抵消
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温度变形的力主要由8号墩顶活动支座与梁体摩擦力承担,取摩擦系数0.05,承重为全桥除去中跨合拢段梁体重量的1/2。此时摩擦力(等于合拢段刚性支撑所受轴力)为:N=uG=0.05×5610×9.8=2749KN。假设采用2工40a焊成支撑骨架,每个合拢段4个,则每个刚性支撑所受应力:N/A=2749/4/2/0.00861=39910Kpa=39.9Mpa<200Mpa.
2.3.3.2 临时张拉束
按照临时张拉平直纵向预应力束以减少梁体挠度变形、张拉较短长度的预应力束以起到对合拢段更好的约束作用的钢绞线,选择临时张拉2T11,2B8纵向预应力束,以抵消温度降低时两端梁体对合拢段新浇混凝土的张应力。由于边跨梁体最大摩擦力2749KN,故每束钢绞线张拉到2749/4=687KN即可,为确保不开裂,施工时对四束钢绞线临时各张拉到70t。待混凝土强度达到100%后,张拉完其他预应束后,将2T11预应力放张。
2.3.3.3 合拢段配重
合拢段两端配重的目的:1)减少混凝土浇筑时的挠度变形,保证混凝土质量;2)保持T构两端的不平衡弯矩小于主墩临时固结所能提供的不平衡弯矩。
2.4边跨合拢段
边跨合拢段时考虑两种工况,计算分别如下,其中不论哪种工况不进行配
重产生的不平衡弯矩,主墩顶的临时固结都可以满足。根据标高测量结果,如
果合拢段两端标高偏差在15mm以上,则在T构两侧压配重将边跨10号块端部
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与现浇段端部标高找平。为减少混凝土浇筑过程中因T构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响,建议加快浇筑速度,使变形在混凝土初凝前完成,或在T构两侧加相同配重,随混凝土浇筑同步取消边跨侧配重。在一个T构两侧各放置一个水箱进行配重,配重重量为34t,随边跨合拢段混凝土浇筑重量同步减去边跨侧水箱内水的重量,保持T构两侧力矩平衡。
2.5 中跨合拢段
如果中跨合拢段两侧标高差在15mm以内,中跨将不采用压重;如果偏差大于15mm,则在中跨合拢段一侧用水箱压重,使中跨合拢段两端标高一致,待混凝土强度达到50Mpa后,方可取消配重。
2.6合拢段混凝土的浇筑
选择在一天凌晨3点左右气温最低时浇筑合拢段混凝土,浇筑时间在4h内
完成,混凝土浇筑前一天用水将全梁表面、箱内晒水保湿进行降温。收听天气
预报,3d内有大风降温时,不进行合拢段混凝土浇筑。两端的混凝土连接要充
分凿毛、湿润,并冲洗干净。采用新出的合拢段微膨胀混凝土,现场技术负责
人确认,利用汽车泵送,入模混凝土坍落度不大于20cm。混凝土浇筑时商混凝
土厂、现场必须有项目部负责人在场进行旁站指挥。混凝土浇筑后专人进行喷
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水雾养生,初凝后覆盖塑料薄膜及土工布保湿养护,专人进行混凝土测温记录。
2.7合拢段张拉
合拢段混凝土强度达到设计要求后,放松吊架外侧模及内侧模。然后按顺
序进行其他预应力束张拉,张拉完成后方可脱底模。合拢段混凝土灌注前,要
将所有的预应力钢绞线全部穿入波纹管内,为防止混凝土浇筑时波纹管道堵塞,
除接口处用胶带缠绕密封外,还要注意逐根检查有没有受电花影响打开的孔洞。
同时混凝土浇筑时混凝土口要尽量避开波纹管位置,并在合拢段每根纵向波纹管顶埋设三通排气孔,以防合拢段发生堵管,影响压浆质量。预应力束的张拉
顺序按照设计要求进行。
3挂篮
挂篮是悬浇箱梁的主要设备,根据连续分段情况,挂篮结构及荷载能力按
实际情况进行设计,除满足强度、刚度、稳定性要求外,行走、锚固等机构应
方便可靠,拆装灵活方便。挂篮由主桁架、锚固、平衡系统、行走系统及吊杆、
纵横梁等组成。挂篮需解决的问题:(1)挂篮的安装及安装顺序问题;(2)挂
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篮的加载试验问题。
3.1 挂篮的安装
3.1.1主桁安装
主桁是整个挂篮悬臂承重部分,采用型钢加工。安装时,先在箱梁0﹟块顶
面轨道处进行找平,测量放样并用墨线弹出箱梁中心线、轨道中线和端头位置
线,用经纬仪和垂线控制主桁架拼装位置及挂篮行走轴线位置,在轨道中线上
铺设25×25×100cm木方,最顶端改以型钢铺设,然后用吊机起吊轨道,对中
安放,轨道用Φ32精轧螺纹钢锚固。再利用0#块顶面作为工作平台,拼装主桁,
先安装主桁前支点,安装时要注重将支点经由过程调平垫块将支点调平,安装主
桁后平压杆,同时将后平压杆的后锚及行走小车与预埋精轧螺纹钢毗连,并施加
挂蓝后锚固最小锚固力加5t的预应力进行固定,同时将主桁后平毗连安装完成。
安装主桁后横梁中梁后进行主桁立柱安装,为保证立柱安全,用槽钢进行姑且
固定。主桁立柱在安装主桁立柱前将主桁前后斜拉杆与立柱毗连,立柱安装完毕后将主桁后斜拉杆与主桁后平压杆毗连,同时将立柱斜连安装完毕。安装时要连结主桁立柱与主桁
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后平压杆垂直。主桁前斜压杆安装后,用塔吊将主桁前斜拉杆毗连,毗连后安装主桁前平连。安装主桁前横梁。为施工便利,主桁后横梁边梁在底篮安装完毕后再进行安装。
3.1.2 底平台和模板结构安装
将底篮与前吊带、后吊带固定,形成底平台系统。
内模系统搁置在内滑梁上,且后部悬吊轮及反扣悬吊轮也套在内滑梁
上,吊机吊起内滑梁,上紧前吊带销杆及后吊带悬吊轮内固定螺栓,吊带固定
后,将内模系统拉入0#块内。
安装两侧外模系统及外滑梁。外模系统搁置在外滑梁上,且后部悬吊
轮及反扣悬吊轮也套在外滑梁上,同时外模框架下部安放好跳板,并用铁丝使
其与框架固定牢。作业人员站在外模跳板上固定牢前吊带销杆,站在0#箱梁脚
手架上固定牢后吊带悬吊轮内固定螺栓。
3.2 挂篮安装顺序(挂篮的拆除顺序相反)
找平铺枕:测量放样并用墨线弹出箱梁中线、轨道中线和轨道端头位置线,用1:2水泥砂浆找平铺枕部位,铺设钢轨;
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安装轨道,确认中心距无误后,用锚固梁与竖向筋将轨道锁定;安装前后支座,前支座与轨道之间铺四氟乙烯滑板;
吊装主桁架并安装桁架间联结系,用精轧螺纹钢与扁担梁将主桁架后端锚固在轨道上;主桁架采用临时固定措施,保证两主桁架稳定;
吊装前上横梁及组合件(包括翼缘横臂、主梁横臂);
安装外滑梁;
吊装底模横架及底模板组合;
松0﹟、1﹟侧板,前移至模板预定位置;
吊装内模模架及内滑梁;
调整主模标高及模板相对尺寸。
3.3挂篮的加载试验
挂篮加载的主要目的是取得挂篮弹性变形与荷载的线性关系,检验挂篮主
桁架的承载能力,消除挂篮的非弹性变形,为悬浇施工中的变形及高程控制提
供可靠依据,确保合拢精度,同时检验挂篮的质量是否满足设计要求,、对挂篮
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整体的安全性能出检测。预压荷载取梁段最大重量的1.2倍。分五级加载:20
%、40%、60%、80%、100%,每次加载和卸载后,测量底篮前横吊梁处的挠
度。挂篮加载试验在平整的场地上进行,在挂篮拼装前,在场地上组装挂篮三
角架,将一对三角架的纵梁相对平卧于场地上,在三角架各连接点位置用混凝
土垫块架空使两三角架同高并保持水平,两三角架的纵梁间相隔100cm间距,
在两三角架的立柱位置相互用型钢骨架支撑稳固,在后锚点用2根Φ32精轧螺
纹钢筋锚固,在纵梁的前吊点穿入1根Φ32精轧螺纹钢筋并将一端锚固,另一
端安装400T油顶进行张拉。
最重块段为8#块191.5t,底篮和模板重量为6.3t,张拉时,先对油顶施加
所需承受的底篮和模板重量6.3/2=3.2t,力持荷5min,使两三角架间支撑间隙
消除并测量两纵梁间的间距,再加载到底篮的重量,然后按每次20t力分级进
行张拉,由于一个三角架只承受一半的重量,因此,最终张拉力按最重块段加
底篮和模板重量的1.2倍的一半计算,即(191.5+6.3)×1.2/2=118.7t,记录
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每次张拉后两三角架纵梁的间距,即加载后的弹性变形量,该变形量可作为施工
过程控制的参考依据。
4结语
总之,预应力混凝土连续梁桥在我国发展迅速,跨径也越来越大,箱梁悬
浇合拢段及挂篮施工问题也受到了越来越广泛的关注,随着桥梁事业的蓬勃发
展,通过对技术的积累,管理经验的积累,大家本着科学、严谨、务实的精神,
一切问题都会迎刃而解的。
参考文献:
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[4]杨怀,黄伟平.增江大桥施工挂篮的设计与施工:[科技论文],2000
[5]贾明浩.桥梁悬臂挂篮施工的一种新工法:[科技论文].2009
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