桥梁工程预应力连续箱梁悬灌施工技术讲义(PPT、附施工图).ppt

预应力连续箱梁悬灌施工 （学习项目6.3）,学习目标,一、了解挂篮悬臂浇筑施工工艺； 二、掌握连续箱梁的悬灌施工技术。,一、悬臂浇筑施工介绍,悬臂浇筑施工，是将墩柱部位的上部结构（0号段）浇筑完成后，在专供悬臂浇筑用的活动脚手架(称为挂篮)上，向墩柱两边对称平衡地逐段浇筑悬臂梁段，每浇筑完一对梁段并待混凝土达到要求强度后，就张拉预应力束，待浇筑部分可以受力时向前移动挂篮，再进行一下梁段的施工，一直推进到悬臂端为止。 悬灌施工特点：跨间不设支架；不影响通航或行车内力状态施工与运营较一致；工作面大，速度快；设备可重复使用；存在体系转换。 挂篮悬灌施工，适合于较大跨度桥梁悬灌施工，如连续梁桥、连续刚构桥。挂篮是一个能沿着轨道行走的活动脚手架，悬挂在已经张拉锚固的箱梁梁段上，待浇梁段的模板安装、钢筋绑扎、管道安装、混凝土浇筑、预应力张拉、压浆等工作均在挂篮上进行。所以挂篮既是空间的施工设备，又是预应力筋未张拉前梁段的承重结构。 挂篮悬灌施工的施工内容：0#块施工，临时固接，挂篮拼装及预压，挂篮悬臂施工，现浇段施工，合龙段施工。,二、挂篮构造,挂篮由主桁架、走行及锚固装置、底模架、外侧模板、内侧模板、前吊装置、后吊装置等组成。具有结构稳定，受力明确，受力后变形小的特点。 挂篮的结构形式有型钢式、桁架式 、斜拉式 、弓弦式 、滑动斜拉式 、菱形等。 挂篮平衡方式：压重式、 锚固式和半压重、半锚固式。 挂篮行走方式：滚动式、 滑动式和组合式。 挂篮应具有外形简单、受力明确、重量轻、变形小、稳定性好、装拆方便、移动灵活等要求。 挂篮主桁架是主要受力构件，可用万能杆件或贝雷梁拼装的钢桁或大号型钢制成；挂篮整体纵移采用电动卷扬机牵引，挂篮上设上滑道，梁上铺设下滑道，中间可用滚轴、也可用聚四氟乙烯板做滑道；锚固系统装置及平衡重是防止挂篮在行走状态及浇筑混凝土梁段时倾覆失稳；悬吊系统的作用是将底模架、张拉工作平台的自重及其上面的荷重传递到主桁架上 ；底模架是供立模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养生等工序用。,三、悬臂浇筑施工程序,悬灌时梁体一般分四大部分浇筑：a为墩顶梁段(0号段) ；b为由0号段两侧对称分段悬臂浇筑部分；c为边孔在支架上浇筑的部分；d为主梁在跨中合拢部分。a号段一般为510m，b号段一般每段为35m，c号段一般为23个b号段长，合拢段一般为13m。 施工程序： 1)在墩顶托架上浇筑0号段并墩梁临时固结系统。 2)在0号段上安装悬臂挂篮，向两侧依次对称地分段浇筑主梁至合拢前段。 3)在临时支架或梁端与边墩间的临时托架上支模浇筑梁段。 4)合拢段可在改装的简支挂篮托架上浇筑。多跨合拢段浇筑顺序按设计或施工要求进行。,四、0#块施工,0#块是整个主梁上部悬臂施工的基础，它的标高和线型的走向直接影响到整个主梁的标高和线型，桥墩施工完张拉完桥墩预应力钢绞线后，搭设0#块支架，铺设0#块底模然后进行支架预压，预压过程中进行连续的标高测量，根据测的数据确定出支架的弹性变形值，根据支架的弹性变形值重新调整支架的高度，并且利用全站仪对0#块进行精确定位。0#块混凝土为c50砼，一次灌注成型。 0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇。立0号段底模时，同时安装支座及防倾覆锚固装置。,支架搭好后要先用水箱注水进行预压，预压的重量等于a0块相应部分一期恒载的重量。 将预制而成的a0块梁段钢筋网片吊装就位后进行绑扎连接，交错安装梁段的外模、内模、纵向预应力制孔管道、竖向预应力筋及制孔管道、顶板钢筋及预埋件、横向预应力筋。外模板利用挂篮的外模。 搭设混凝土作业平台，在腹板和顶板上预留天窗，布置溜放混凝土用的漏斗和串筒，采用一次浇注方法，从底板开始前后左右对称地整体灌注梁段混凝上。混凝土浇注过程中，要特别注意对锚下、扁管下方、箱梁底面竖向预应力钢筋垫板处混凝土的捣实，防止出现蜂窝状，确保有效预应力达到设计要求。 混凝土灌注结束后，加强对梁段(尤其是箱体内侧与外侧)的洒水养护，并注意保温，控制箱梁内外及混凝土内外温差，防止出现温度和干缩裂缝。当混凝土强度达到30号时，拆除0#块梁段侧模板，底模待混凝土强度达到设计强度以后再拆除。,五、a0段临时固结施工,对于连续梁（墩梁间以支座支撑）的悬灌施工，需进行临时固结，而连续刚架的悬灌施工并不需要。 墩梁的临时固结预应力精轧螺纹在上部悬臂施工中抵抗两边悬臂施工中的不平衡力矩。张拉完0#块预应力钢绞线后进行墩梁的临时固结施工。 临时固结系统由临时固结支座、临时固结支撑、临时固结精轧螺纹组成。其中临时固结支座和临时固结支撑在0#块施工完后已经施工完毕，0#块施工完后主要进行临时固结精轧螺纹的安装和张拉。,六、挂篮安装及试压,在起步长度内梁段浇筑完成并获得要求的强度，并完成临时固结施工后，在墩顶拼装挂篮。拼装采用塔吊和汽车吊配合进行。首先拼装挂篮的上部桁架部分，安装挂篮的悬吊系统，然后在0#块下搭设辅助支架进行挂篮下部分的拼装。 挂篮行走时，须在挂篮尾部压平衡重，以防倾覆。浇筑混凝土梁段时，必须在挂篮尾部将挂篮与梁进行锚固。 为了检验挂篮的性能和安全，并消除结构的非弹性变形，应对挂篮试压。试压通常采用试验台加压法、水箱加压法等。 压重前先在底模和挂篮主要受力杆件上布设观测点，并测量其标高和平面位置。压重的先后顺序应按照混凝土的浇筑顺序进行，先浇筑混凝土的部位先压重，后浇筑混凝土的部位后压重，当荷载压制设计荷载的50%、75%、100%都要对观测点进行沉降观测，当压至总重量的110%时停止压重并持荷二天。在这期间对支架、底模、支架等处的观测点进行连续观测。作好详细记录。 卸载的顺序按照压重的反顺序进行并且作好观测记录，在压重物全部卸完后对现浇支架全面进行测量并作好记录。 对压重期间获得的数据进行分析，找出残余变形和弹性变形作为调整模板的依据。,六、挂篮安装及试压,在起步长度内梁段浇筑完成并获得要求的强度，并完成临时固结施工后，在墩顶拼装挂篮。拼装采用塔吊和汽车吊配合进行。首先拼装挂篮的上部桁架部分，安装挂篮的悬吊系统，然后在0#块下搭设辅助支架进行挂篮下部分的拼装。 挂篮行走时，须在挂篮尾部压平衡重，以防倾覆。浇筑混凝土梁段时，必须在挂篮尾部将挂篮与梁进行锚固。 为了检验挂篮的性能和安全，并消除结构的非弹性变形，应对挂篮试压。试压通常采用试验台加压法、水箱加压法等。 压重前先在底模和挂篮主要受力杆件上布设观测点，并测量其标高和平面位置。压重的先后顺序应按照混凝土的浇筑顺序进行，先浇筑混凝土的部位先压重，后浇筑混凝土的部位后压重，当荷载压制设计荷载的50%、75%、100%都要对观测点进行沉降观测，当压至总重量的110%时停止压重并持荷二天。在这期间对支架、底模、支架等处的观测点进行连续观测。作好详细记录。 卸载的顺序按照压重的反顺序进行并且作好观测记录，在压重物全部卸完后对现浇支架全面进行测量并作好记录。 对压重期间获得的数据进行分析，找出残余变形和弹性变形作为调整模板的依据。,七、梁段悬臂灌注,挂篮测试合格后，进行a1梁段的底板、腹板钢筋施工。钢筋采用现场绑扎。施工前先将a0块端部顶部凿毛，注意纵向钢筋要与a0块预留的钢筋相连，同时安装底板、腹板中的纵向与竖向预应力筋和制孔管道。顶板钢筋待梁段内模从a0块箱体内拖移出并安装好以后，再进行绑扎，同时安装纵向和横向预应力筋孔道。复测挂篮的中线和高程，调整合乎要求后，在梁段端部左右腹板正上方各焊接一根短钢筋棒(顶端打磨光滑，高程与本梁段梁顶施工立模高程相同)作为观测点，测得高程为h21(h21)。 两侧的两段箱梁在挂篮上悬浇施工时，必须对称、平衡地进行，并严格控制浇注各梁段混凝土时的超方，任何梁段实际浇注的混凝土重量不得超过该梁段理论重量的3。箱梁顶板顶面浇注混凝土的不平整度不得大于5mm；箱梁底板厚度亦应严格控制。 梁段混凝土一次浇注完成，浇注时应由前端向后端浇注，要保证一个梁段混凝土在初凝时间内完成浇注。作业结束后，精确测量观测点高程h22(h22)。同时，安排专人清孔，待混凝土达到30号时，拆除梁段端部模板，将端部混凝土凿毛，调直预留连接钢筋，待混凝土达到设计强度时，拆除内外模板。,当a1段混凝土强度达到设计要求时，穿束对称双向张拉纵向预应力钢束、横向预应力钢束。预应力束张拉前以及压浆后，测量记录观测点的高程h23(h23)和h24(h24)。 为避开挂篮轨道的影响，a1梁段的竖向预应力筋的张拉与压浆安排在a2梁段施工结束、挂篮移到a3梁段位置后进行。其他梁段的施工程序与此相同。 将a1梁段混凝土灌注前后观测点的高程差，即a1梁段端部挠度值h22一h21h21(h22-h21=h21)，以及预应力张拉前后该梁段端部挠度h24-h23=h22(h24-h23)=h22，与根据线形控制计算结果绘制出的“悬灌阶段梁体挠度统计表”中的h21计(h21计)和h22计(h22计)相比较。如果h21(h21)与h21计(h21计)、h22(h22)与h22计(h22计)的差值都小于5mm，则按上述步骤进行下一梁段的施工；若两个差值中有一个或者两个都大于5mm，则据需要在下一梁段按修正的立模高程施工。 同样的施工步骤将其余梁段悬臂浇汪。箱梁浇注过程中必须严格控制箱梁的线形，控制每个梁段的中线和高程。,八、预应力施工,梁面板内横桥方向的预应力筋采取先穿束法，即在混凝上浇注前就将预应力筋放在波纹管内，固定端锚于混凝土中；梁内纵桥方向预应力筋束采用后穿束法，但对于单端张拉的预应力筋束采用先穿束法。 后穿束法即采用钢绞线穿束机，将一束钢绞线端头戴上子弹头形护帽，从孔道的一端快速地推送入孔道，当戴有护头的索前端穿出孔道另一端规定长度后，再将新的端头戴上护头穿第二束，直到穿完所有的预应力束。当钢绞线束很长时，采用卷扬机牵引穿束，但需特制的牵头。竖向预应力钢筋采用镀锌铁皮管成形，在浇混凝土前固定在骨架内。 预应力钢束张拉要严格桉设计张拉顺序、张拉控制应力及张拉工艺进行，并认真做好张拉汇录。纵向预应力钢绞线束除设计要求采用单端张拉的以外，其余均要两端对称，同步张拉。横向预应力钢绞线单端张拉，但锚固端与张拉端要两面替换。 竖向粗钢筋在浇混凝土时预埋在梁体内，用铁皮管使其与混疑土隔离。预埋时应注意严格控制钢筋顶面高程，以免给桥面铺装造成困难。高强度钢筋严禁电焊，电焊使其强度降低。竖向预应力钢筋张拉在混凝土强度达到90设计强度以后进行，逐根张拉和锚固张拉沿中心线两测对称进行。,九、挂篮移位,完成一个梁段后、挂篮需前移以灌注下一个梁段，移位顺序为：将刚灌好的梁段顶面找平，然后铺设轨道；放松底模架的前后吊杆和吊带，将底模架后横梁用5t倒链悬挂在外模走行梁上；拆除后吊带与底模架的联结，解除桁架后端长锚固螺栓；在轨道顶面安装5t倒链，并标好前支座应到的位置；用倒链牵引前支座，使桁架、底模、外模一起向前移动，两边的挂篮要保持与之同步前移；移动到位后，安装后吊杆，将底模架吊起；解除外模走行梁上的一个后吊杆，将吊架移至待灌梁段顶面的预留孔处，再与吊杆连接，另一侧的挂篮用同样的方法移动(同一结构上的两个挂篮必须同步向两边移动)；调整挂篮位置和高程，进行待灌梁段的施工。,十、合龙段施工,一般在两侧边跨合拢后，应立即解除墩梁临时固结措施，使梁成简支悬臂体系，再进行中跨的合龙。 中跨合龙段施丁工艺流程为：拆除挂篮、加设平衡重安装吊架支立外侧模和底模绑扎钢筋、安装预应力管道和预应力筋支立内模加设体外支撑、张拉临时预应力束搭设混凝土工作平台、灌注混凝土混凝土养护张拉预应力筋解除墩梁临时固结压浆拆模。 合龙口的临时锁定支撑形式有：内外刚性支撑锁定措施、外(或内)刚性支撑和张拉临时束共同锁定、仅设刚性外（或内）刚性支撑锁定。,合龙施工要点： 选择日气温较低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注合拢段混凝土。 合拢口的锁定，应迅速、对称地进行，先将外刚性支撑一段与梁端预埋件焊接（或栓接），而后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接，临时预应力束也应随之快速张拉。在合拢口锁定后，立即释放一侧的固结约束，使梁一端在合拢口锁定的连接下能沿支座左右伸缩。 合拢口混凝土宜比梁体提高一级，并要求早强。 为保证浇筑混凝土过程中，合拢口始终处于稳定状态，必要时浇注之前可在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重，加、卸载均因对称梁轴线进行。 混凝土达到设计要求的强度后，先部分张拉预应力钢索，然后解除劲性骨架，最后按设计要求张拉全桥剩余预应力束，当利用永久束时，只需按设计顺序将其补拉至设计张拉力即可。 临时束的张拉力一般取0.450.5强度极限，以防在合拢过程中预应力束过载报废而需要重新更换新束。,十一、连续梁施工方法,1.逐跨连续悬臂施工法 (1)从b墩开始将墩梁临时固结，进行悬臂施工。 (2)边跨合龙，释放b墩临时固结后形成单悬臂梁。 (3)从c墩开始，梁墩临时固结，进行悬臂浇筑施工。 (4)bc跨中间合拢，释放c墩临时固结，形成带悬臂的两跨连续梁。 (5)从d墩开始，梁墩临时固结，进行悬臂浇筑施工。 (6)cd跨中间合龙，释放d墩临时固结，形成带悬臂的三跨连续梁。 (7)按上述方法以此类推进行。 (8)最后边跨合龙，完成多跨一联的连续梁施工。 逐跨连续悬臂施工从一端向另一端逐跨进行，逐跨经历了悬臂施工阶段，施工过程中进行了体系转换。可以利用已建成的桥面进行机具设备、材料及混凝土的运输，方便了施工。该法每完成一个新的悬臂并在跨中合龙后，结构稳定性、刚度不断加强，所以该法常用在多跨连续梁及大跨长桥上采用。,2.t构-单悬臂梁-连续梁施工法,(1)首先从b墩开始，梁墩固结，进行悬臂施工。 (2)岸跨边段合拢，释放b墩临时固结，形成单悬臂梁。 (3)c墩进行施工，梁墩固结，进行悬臂施工。 (4)岸跨边段合拢，释放c墩临时固结，形成单悬臂梁。 (5)bc跨中段合拢，形成三跨连续梁结构。 该法也可多增设两套挂篮设备，bc墩同时悬臂浇筑施工，再两岸跨边段合拢，释放b、c墩临时固结，最后中间合拢，成三跨连续梁，以加速施工进度，达到缩短工期目的。多跨连续梁施工时可以采取几个合拢