浅析预应力箱梁施工工艺-移动模架现浇箱梁施工.doc

浅析预应力箱梁施工工艺移动模架现浇箱梁施工摘要摘要内容：本文结合在建的厦漳跨海大桥标实际情况，介绍了移动模架组成构件的功能作用、工作原理、现浇预应力箱梁施工过程。关键词：移动模架；工作原理；现浇预应力混凝土目录引 言1第一章 工程概况2第二章 移动模架构件简绍及工作原理32.1移动模架构件简绍32.1.1主要技术参数32.1.2主要部件重量42.2主要构件功能介绍52.3移动模架工作原理102.3.1移动模架施工状态102.3.2移动模架行走状态10第三章 移动模架拼装施工133.1南汊北引桥移动模架的拼装133.2北汊南引桥移动模架的拼装243.3移动模架拼装施工注意事项253.4移动模架的预压及箱梁预拱度的设置263.4.1移动模架拼装检查及验收263.4.2移动模架预压施工273.4.3箱梁施工预拱度的设置28第四章 现浇箱梁施工304.1移动模架现浇箱梁施工工艺流程304.2外模板调整及内模板安装314.2.1外模板的调整314.2.2内模板的安装314.2.3模板施工注意事项314.3钢筋制作、安装及预应力钢绞线安装314.3.1钢筋制作314.3.2钢筋及预应力管道安装314.3.3预应力钢绞线安装324.3.4预埋件安装324.4箱梁砼的浇注334.4.1砼配合比334.4.2砼浇注前的准备工作334.4.3箱梁砼浇注顺序334.4.4砼摊铺与振捣334.4.5箱梁表面及施工缝处理344.4.6砼的养生344.5箱梁预应力的施工354.5.1预应力张拉354.5.2压浆与封锚35第五章、安全控制385.1移动模架施工安全操作规程385.1.1一般要求385.1.2牛腿前移395.1.3模架前移就位39结语42参 考 文 献43致 谢44引言移动支撑系统即移动模架是目前世界桥梁施工的较为先进的桥梁施工设备，施工时无需在桥下设置模板支架，而采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承外模板，两主梁通过牛腿支架支撑在桥墩柱或承台上。移动模架设备由于本身体积庞大，安装比较麻烦，经过测算，如果一套移动模架施工桥梁长度不足800m，安装费用摊销很高。如果施工长度大于1300m，导致工程工期较长，所以移动模架施工的适用桥梁长度为8001300m；跨径为3060m的预应力砼多跨长桥。移动模架是一个可沿桥纵向移动的机械化程度很高的“桥梁工厂”，可在各种不同桥梁施工中使用，如单箱梁，双箱梁，双T梁等预应力混凝土连续箱梁逐孔现浇施工。特别是墩身超过一定高度搭设支架有困难时，施工现场地基软弱或桥下有通车通航要求时，采用移动模架造桥机施工具有很大的优越性。1第一章工程概况福建厦漳跨海大桥标段包括南汊北引桥和北汊南引桥。南汊北引桥起讫桩号分别为K8+224.490和K9+267.990m,全长1043.5m,分为上、下行分离的两幅桥，共六联，跨径组成为4(445)+（345）+(445)m,左幅第一联第一跨为桥面变宽段。上部结构均为预应力砼连续箱梁，单箱单室截面，箱梁顶宽15.9m,梁高2.5m,采用纵、横二向预应力体系。南汊北引桥现浇箱梁均采用移动模架进行施工，共投入1套移动模架，先施工右幅箱梁再施工左幅箱梁。图1.2-1南汊北引桥箱梁标准断面图北汊南引桥起讫桩号分别为K6+007.400和K7+757.400m，全长1750m，上、下行分离的两幅桥，分六联及一跨设置，跨径组成为5(650)+(350+235)+20m，其中50m、35m跨上部结构均为预应力砼连续箱梁，单箱单室截面，箱梁顶宽15.9m,梁高2.8m,采用纵、横二向预应力体系，北汊南引桥50m、35m跨现浇箱梁均采用移动模架进行施工，共投入2套移动模架，左右幅错开3跨，先施工左幅箱梁再施工右幅箱梁。图1.2-2南汊北引桥箱梁标准断面图第二章移动模架构件简绍及工作原理2.1移动模架构件简绍厦漳跨海大桥南汊北引桥及北汊南引桥共投入3套移动模架，均为下行自行式移动模架，施工过程中不需倒运牛腿，依靠系统自身液压系统将牛腿前移就位。移动模架系统主要由牛腿（托梁）、主梁、前鼻（导）梁、横梁、后吊C型梁、中吊点横梁、前支撑横梁、外模及内模组成。每一部分都配有相应的液压或机械系统。图2.1-1MSS下行式移动模架一般构造图2.1.1主要技术参数系统最小曲率半径1500米施工状态下主梁最大净挠度跨径的1/500纵向推拉能力640KN1m4台横向推拉能力490KN0.5m10台系统纵移速度0.5米/分钟系统适应桥梁最大纵坡4%系统横移速度0.5米/分钟系统适应桥梁最大横坡3.0%系统落模顶升能力5000kN0.35m12台;640kN1.20m2台；490kN0.43m16台适合施工桥宽15.9米单孔施工跨径50+8米（悬臂）最大承重砼荷载1920吨主梁带动外模升降和侧移外模调节通过调节横梁和模板间机械螺旋，调节标高。主材最大(应力)安全系数2整机浇注砼状态安全系数1.5上吊点横梁(吊重状态)安全系数2行走时抗倾覆稳定系数1.25非工作状态允许最大风速12级移位状态时允许最大风速6级牛腿前移方式：自行（液压缸提升及顶推）安全防护：顶升采用自锁液压缸；安全溢流阀2.1.2主要部件重量主要部件大约重量如表2.3.1.2-1所示。表2.1.2-1一套移动模架主要部件大约重量序号部件名称重量（吨）1外模板1152横梁383主梁2904前鼻梁785推进小车406牛腿及支腿907后横梁108内模板509C型梁2510前横梁811人行道护栏1512螺栓613机加工件12合计7772.2主要构件功能介绍牛腿牛腿采用自行式牛腿，为钢板焊接的三角形结构，通过墩身预留孔附着在墩身上。牛腿共有二对，它的主要作用是支撑主梁，将施加在主梁上的荷载通过牛腿传递到墩身上。每个牛腿顶部滑面上安装有推进平车。并配有两个横向移动液压缸、两个竖向顶升主液压缸、一个纵向顶推液压缸与四个牛腿竖向调节液压缸。主梁支撑在推进平车上。牛腿上表面与推进平车下表面分别镶有不锈钢板和高密度塑料滑板。推进平车滑动中央面安有高密度塑料滑板，通过三向液压系统使主梁在横桥向、顺桥向及竖向正确就位。牛腿行进时，通过推进平车上的纵移液压缸驱动，使推进平车带着牛腿沿主梁下推进机构向前推进，中间不需要辅助设备。图2.2-1牛腿施工照片主梁移动模架系统主梁为一对钢箱梁。根据计算，主梁刚度按最大挠度1/500施工跨径控制，最大净挠度控制在100mm（45m跨径的为90mm）以内。主梁截面尺寸为2200mm3400mm,上、下翼缘板厚为2040mm，腹板厚为1216mm，主梁长度约为63m，分为五节，节间用高强螺栓连接。主梁前端设有前鼻梁，前鼻梁长约为42.5m，分为三节，节间用高强螺栓连接，前鼻梁起到移动模架向下一孔移动时的引导和承重作用,并作为牛腿移位时的支撑纵梁。图2.2-2主梁施工照片横梁横梁为型钢焊接的桁架形式,截面尺寸为2550mm200mm，同一断面上每对横梁间用高强螺栓连接，横梁上方设有机械调节螺旋顶，以安置模板横梁和外模支撑框架。图2.2-3横梁施工照片后吊C型梁后吊C型梁为一根钢箱梁，下面设有两台5000KN液压缸。主要作用为：在设备纵移时悬吊MSS移动模架系统。图2.2-4C型梁施工照片中吊点横梁中吊点横梁为一根钢箱梁，具备两个功能。一是浇注完第一孔后，放置到混凝土箱梁悬臂端，通过液压系统悬吊主梁，行走牛腿；二是在每一联的第二孔及以后各孔时，通过吊杆将MSS移动模架系统后端吊起，与已浇注完毕的箱梁混凝土锁紧在一起，使新浇混凝土与已浇混凝土共同变形,防止新旧混凝土接缝处出现错台。图2.2-5中吊点横梁施工照片前支撑横梁前支撑横梁为钢箱梁，通过吊杆将鼻梁前端吊起，横梁中间为钢销连接，下面设有千斤顶。主要作用为MSS移动模架系统牛腿纵移时，通过千斤顶将鼻梁端顶起，以减小前鼻梁的受力和变形的作用。图2.2-6前支撑横梁施工照片外模外模由底板、腹板及翼缘板组成。底板分块直接铺设在横梁上，并与横梁相对应。底板与横梁采用普通螺栓连接。腹板、翼缘板也与横梁相对应，并通过在横梁上设置的模板支撑来安装。外模板面板采用6mm的钢板，翼缘板及侧模纵肋采用不等边角钢，底板纵肋采用H型钢和不等边角钢。以起到减轻模板重量和增加模板刚度的效果。图2.2-7外模板施工照片内模内模系统采用小块组合钢模板以利于快速拆卸，加快施工进度。液压系统MSS移动模架系统配有七套液压系统：四套推进（滑移）小车液压系统，一套中吊点横梁液压系统，一套前支撑横梁液压系统，一套后吊C型梁液压系统。每套液压系统由液压站、液压缸、液压管路和电气控制系统组成。推进小车液压系统每套推进小车液压系统设有一台高压液压站、两台推力5000KN行程350mm的竖向顶升自锁液压缸、两台推力490KN行程500mm横移液压缸、一台推力640KN行程1000mm的纵移液压缸、四台推力490KN行程430mm带双向液压锁的牛腿提升液压缸、液压油管和电气控制系统。后吊点C型梁液压系统设有两台推力5000KN行程350mm的竖向顶升自锁液压缸，两台推力390KN行程1000mm的横移液压缸。中吊点横梁液压系统设有一台高压液压站、两台推力5000KN行程350mm的竖向顶升自锁液压缸。液压站外形与推进小车液压站相同，液压站驱动四台自锁液压缸，设有高压系统油泵及控制系统。前支撑横梁液压系统设有一台高压液压站，两台推力640KN行程1200mm的竖向顶升自锁液压缸。2.3移动模架工作原理2.3.1移动模架施工状态本合同段每联箱梁采用移动模架施工分为3种不同的施工状态，第一种状态是施工起始跨，南汊北引桥起始跨浇注长度为52m=45+7m，北汊南引桥第十二联起始跨浇注长度为43m=35+8m,七至十一联起始跨浇注长度为58m=50+8m；第二种状态是施工标准跨,南汊北引桥标准跨每次浇注长度为45m，北汊南引桥第十二联标准跨浇注长度为35m和50m,七至十一联标准跨浇注长度为50m；第三种状态是施工结束孔，南汊北引桥结束跨浇注长度为38m,北汊南引桥结束跨浇注长度为42m。如图2.3.1-12.3.1-3。图2.3.1-1移动模架施工状态1(单位：mm)图2.3.1-2移动模架施工状态2(单位：mm)图2.3.1-3移动模架施工状态3(单位：mm)2.3.2移动模架行走状态利用移动模架进行箱梁施工，可以减少模板安装的重复性操作，进行首次模架安装并完成一孔混凝土箱梁施工后，用液压驱动系统前移整个移动模架至下一孔，进行钢筋、预应力、模板、混凝土施工。移动模架的横向和纵向行走主要依靠液压驱动系统完成，主要操作步骤如下：支撑牛腿的转运与安装一跨箱梁钢筋、预应力、混凝土工程施工完毕，并完成了箱梁预应力的张拉后，起用后吊C型梁、中吊点横梁和前支撑横梁，使模架主梁及模板等荷载全部由吊架承担。拆除支撑牛腿，在液压控制系统的推动下，沿着主梁轨道移至下一墩柱，并完成安装。如图2.5.2-1所示。图2.3.2-1支撑牛腿的转运示意图图2.3.2-2支撑牛腿的转运施工照片移动模架的横向开启牛腿完成向前一跨的转移后，将模架下落至牛腿上，此时模架由后吊C型梁及两个墩上的牛腿（前支点和中支点）承受。为保证移动模架能够顺利纵向行走，模架必须先完成