矮塔斜拉桥单箱三室大悬臂主梁施工工艺.doc

矮塔斜拉桥单箱三室大悬臂主梁施工工艺 【摘 要】 :对大广高速解放至二莫段宁江松花江特大桥四塔单索面矮塔斜拉桥单箱三室大悬臂主梁施工工艺的施工技术及施工过程中应该注意的问题进行了系统介绍，旨在对以后同类型工程的施工提供参考。【关键词】: 挂篮 三向预应力张拉 挂索 体系转换 一、工程概况宁江松花江特大桥主梁采用单箱三室大悬臂变高度箱形截面。主墩墩顶处梁高5.5m，箱梁顶宽26.5m，单侧悬臂长4.5m，跨中箱梁底宽16.0m，支点箱梁底宽14.333m。箱梁外侧腹板采用斜腹板，厚度为50cm；内侧为直腹板，厚度为40cm；底板厚度在箱梁根部为80cm，渐变至跨中、边跨等高度梁段处25cm；边室顶板厚30cm，中室顶板厚度为50cm。主桥为95+3150+95m的四塔单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，主梁为悬浇连续箱梁，利用托架在主墩墩顶立模施工0#块，之后1#-18#梁段采用挂篮悬臂对称浇筑施工。主梁梁段长分别为4m、3.5m、3m。主桥悬臂梁挂篮施工前要对挂篮进行预压实验。 主梁采用纵、横、竖三向预应力体系，主梁纵桥向采用塑料圆波纹管成孔，两端张拉。顶板横向预应力采用塑料扁波纹管成孔，顺桥向横向钢束间距为50cm，采用单端张拉，张拉端、锚固端交错布置。竖向预应力采用精轧螺纹钢，采用塑料波纹管成孔。二、施工方案 1. 悬浇段梁施工工序118号梁段为悬浇段，采用挂篮悬臂对称浇筑施工1.1.悬浇段施工顺序为：1.1.1. 14号块：移动挂篮立模钢筋绑扎、布置预应力管道浇筑混凝土张拉梁体预应力钢筋。1.1.2. 514号块：移动挂篮立模钢筋绑扎、布置预应力管道安装斜拉索套筒浇筑混凝土张拉预应力钢筋张拉斜拉索。1.1.3. 15、16号段：移动挂篮立模钢筋绑扎、布置预应力管道安装斜拉索套筒浇筑混凝土张拉预应力钢筋。1.1.4. 17号段：移动挂篮立模钢筋绑扎、布置预应力管道浇筑混凝土张拉预应力钢筋张拉15号块斜拉索。1.1.5. 18号段：移动挂篮立模钢筋绑扎、布置预应力管道浇筑混凝土张拉预应力钢筋张拉16号块斜拉索。 2.挂篮拼装和吊装1、挂篮运输与现场拼装挂篮在工厂分片加工制造完成后，采用汽车运抵施工现场。0#段主梁施工完成后，拆除0#节段施工支架，在现场搭设挂篮拼装平台，挂篮散件在平台上组拼焊接完成后，经焊缝检测合格，进行挂篮的整体吊装。挂篮吊装目的是将施工挂篮一次性整体吊装到大桥桥塔两端的0节段主梁上，为挂篮的后续施工做好准备。首先对到场的工装件检查，以保证所有工装件符合图纸要求。大件在地面拼接好，用50的高压管垫在下面，前面用8T卷扬机牵引至总拼现场。小件直接采用吊车从便桥上进行吊装。拼装结束进行检验，保证纵横梁轴线及对角线的精度，合格后对挂篮整体焊接。焊接工艺按照图纸要求实施，确保安全，确保质量。2.挂篮吊装2.1机具准备使用4台8T卷扬机，卷扬机固定在承台上的钢架上，开口定向滑轮用16T，垂直到桥面下的12T的定向轮，桥面上用200的工字钢，4面包角做横担，长度不小于1m，穿插在26mm的钢丝绳的孔中，横向至50T的上4轮滑轮。下4轮滑轮的吊环用55T的U型环固定在55的吊装环上，55的吊装环用药芯焊丝（采用双面45度全容透焊逢，包角焊，焊缝高度宽不小于母材的1.2倍）。55的吊装环固定在主横外侧，离二头1.5M左右。每个吊点设计值50T，吊装用钢丝绳用26 6X19（每根8T*4.25=33T，每只4门滑轮最大起重量为33T*8=252T，保险系数是5倍，设计值每点为50T）。吊装前必须认真检查所有钢丝绳，滑轮，吊装环，卷扬机的电源，固定滑轮用的钢丝绳头，以及滑轮与滑轮的角度，钢丝绳与桥面的保护。挂篮各紧部件的连接是否正确牢固。检查以上的所有工序，每道工序由专业人员按要求检查。所有工序合格后，方可吊装。2.2吊装、由于是四台卷扬机联吊，因此卷扬机操作一定要统一指挥，并严格按照指令操作。、先将挂篮起升100mm，保持10分钟，观察有无异常情况。再次复检，确认没有任何问题的情况下，先试吊离地面30CM，配重并摇幌10分钟，确认每个点位是否正常，再次检查。、继续将挂篮提高至主纵梁离地3.5米处，并垫实主纵梁底面。、安装前中横梁下桁架和模板提升桁架的轨道。、此时挂篮重心前移，前吊点受力加大，利用卷扬机调整挂篮姿态，继续提升至挂篮平面离主梁底650mm。、微调卷扬机使挂腿本体和头部保持正确位置，安装挂篮外锚杆。、收紧外锚杆，使挂篮自重转移至外锚杆。、利用提升千斤顶提升挂篮到位，并在联系梁处顶实主梁底面。、吊装完毕。、用75吊杆螺栓固定好，马上用塔吊装配挂腿，焊接完成检验合格后，放置桥面的滑道内，检查尺寸。无误后卸去卷扬机的吊环。2.3. 挂篮预压方案为确保挂篮悬灌施工安全，需对挂篮进行预压试验以检验挂篮的承载能力和挠度值。通过模拟挂篮在施工过程的加载过程来分析、验证挂篮主纵梁框架的弹性变形，消除其非弹性变形。因为全桥挂篮形式一致，可通过在13#台进行挂篮预压试验，测出非弹性变形的数值和弹性变形的变化规律，用于10#、11#、13#墩挂篮的施工与线形标高控制。1）主桁架的预压方法：挂篮在主墩0#段顶部拼装完成并锚固牢固后，利用承台外侧施打的钢管通过钢绞线进行张拉预压。在预压过程中，把预压点控制在前托梁位置处，利用6个预压点对挂篮进行预压，每个预压点为2根15.2钢绞线，则6个预压点12根钢绞线。在0#段两侧的挂篮采用同步对称方法加载。加载顺序为：加载到20% 30.2t；、加载到40% 60.4t； 、加载到60% 90.6t；、加载到80% 120.8t；、加载到120% 181.2t。 采用QYC前卡式26T千斤顶及配套油泵各4台同时对称张拉。张拉完成后，检查挂篮的变形及挂篮的锚固情况，测量记录观测点的标高。2)挂篮在加载过程中注意两侧挂篮采取对称加载的方法进行加载，加载主要测定挂篮的弹性变形和非弹性变形；第五次为满载重量的1.2倍荷载，主要测定挂篮的安全性。3）进行观测点编号和加载前测量。在每次加载完成后，测量起对应数据，待各观测点数据记录后，即可卸载。4）卸载方案类似加载方案，只是加载程序的逆过程。加载完毕24小时后开始卸载，观测对应荷载级别各点数据。3.挂篮施工技术要点3.1 拉索体系转换和张拉上一节段梁体混凝土强度和弹性模量达到设计要求后，张拉体内预应力束，张拉完毕后立即进行压浆。完成后立即开始进行拉索体系转换，即牵索系统的千斤顶张拉出一定行程，将斜拉索锚固端的冷铸锚锚环紧密的连接在梁体锚垫板上，千斤顶回油，拆除牵索系统的锚固螺栓，拆除牵索系统与斜拉索的连接，通过锚环将斜拉索索力转换至梁体结构上，从而实现体系转换。体系转换后，通过塔上千斤顶张拉斜拉索至监控给出的索力值，并进行锚固，完成节段主梁施工。3.2.挂篮的下降和前移（1）、挂篮下降分别卸载内锚杆和外锚杆的预紧张拉力（先卸载外锚杆），拆除内锚杆组。150吨双作用千斤顶和分配扁担梁就位与外锚杆处，两边千斤顶活塞预顶50mm紧贴扁担梁锁紧张拉螺母，松开外锚杆的锁紧螺母，两油缸同步进油，使挂篮下降50mm，此时挂篮平面前倾约5度。联系梁处50t螺旋千斤顶顶起50mm，使挂篮平面处于水平状态。如此循环多次，至挂篮挂腿滑靴落在轨道面上，并安装反走轮（间距450mm）。（2）、挂篮行走挂篮前移使用100t液压穿心式千斤顶及9米长32精轧螺纹钢。在已浇筑完成的梁段上敷设轨道梁，严格控制其标高并与主梁纵向坡率吻合，挂腿滑块落下之前将轨道面打磨光滑并涂抹润滑油，减少阻力。挂腿下落，利用50t螺旋千斤顶安装反走轮，拆除内锚杆、外锚杆、止推块及止推座上座，放下模板升降桁架，使其低于主梁底面，安装行走反力架，焊接牢固确保与轨道连接牢靠。通过挂腿头部的60孔安装牵引用32mm精轧螺纹钢，安装穿心式千斤顶在反力架上，接通油泵（压力设定在45Mpa）。同步注油拉动精轧螺纹钢而牵引挂篮行走，每次最大行程500mm。调整精轧螺纹钢锚具，退回千斤顶活塞。如此循环往复使挂篮前移4米，进入下一个浇筑节段的施工位置。（3）、挂篮提升就位待行走完成，挂篮位置符合要求后便可进行提升。提升使用50t双作用千斤顶（RHD5010）4台及扁担梁进行操作。在已浇筑节段上安装止推块，每根精轧螺纹钢张拉预紧值为500Mpa（对应油表读数为24.5Mpa）。安装止内锚杆、外锚杆及推座上部，并利用螺旋千斤顶拆除反走轮。此时挂篮与主梁底处于平行状态（间距为450mm）。调整螺旋千斤顶，使联系梁和主梁底间距减小50mm（间距为400mm），此时挂篮前倾约0.5。在外锚杆处安装分配扁担梁和双作用千斤顶，接通油泵同步加压使挂篮挂腿滑靴脱离轨道，两边同时提升50mm，始终保持挂篮与梁底平行状态。如此循环往复，直至模板与梁底贴合锚杆张拉预紧值达到200Mpa（单根），并锚固锁紧。安装锚具及内锚杆并张拉，每根锚杆张拉值为500Mpa（对应油表读数为24.5Mpa）。挂篮就位：挂篮的纵向位置利用止推座的螺杆微调，并使止推座顶紧止推块。调整限位轮使挂篮在行走过程中，在横桥向保持正确的位置。高程依靠反走轮处50t螺旋千斤顶进行调整，调整完须用刚性材料讲联系梁与梁底空间垫实，替代千斤顶受力释放千斤顶，以免浇筑后自重增大破坏千斤顶或损伤梁体。（4）、安装斜拉索首先安装拉索套管，准确定位并固定，然后安装斜拉索并与挂篮弧首处的牵索系统相连接。（5）、绑扎钢筋绑扎底板及肋板钢筋，安装底板及肋板预应力管道，接长纵向预应力筋。提升挂篮后区模板到位，安装肋梁侧模及内模板并加固，绑扎顶板钢筋，安装顶板预应力，同时预埋桥面各种预埋件及挂篮下一段施工需要的各种孔洞。（6）、浇注混凝土挂篮悬浇节段梁体应边主跨、上下游对称、均衡浇筑，严格控制混凝土浇筑期间两侧不平衡荷载，以保证施工安全。混凝土灌注顺序：由前往后，先底板、肋板、横隔梁，后顶板。混凝土浇注过程中，实时监控挂篮标高，根据监控提出的要求，张拉调整斜拉索，控制挂篮标高，然后对称浇注剩余混凝土。单箱三室大悬臂主梁 (7)、主桥预应力钢束张拉a、梁段混凝土强度达到设计强度的90%后，方可进行预应力钢束的张拉。纵、横向预应力钢束张拉采用张拉力与伸长量双控的方法进行控制，纵向预应力钢束要求对称张拉，横向预应力钢束横桥向张拉端梁体两侧交替张拉。张拉过程中通过在具有代表性的钢束锚下预埋压力感应器，测控预应力的张拉效果及管道摩阻损失。b、竖向预应力钢筋采用单端张拉的方法。为保证竖向预应力筋的有效预压力，在有代表性的竖向预应力锚下埋设压力传感器，通过传感器的测试值；与张拉吨位对比的方法，确定竖向预应力筋的张拉吨位，以确定施加足够的竖向预压力。（8） 、三向预应力张拉完成，进行下一阶段循环施工。主桥挂篮施工图三、其他注意事项（1）箱梁悬臂对称浇筑施工，施工中严格按照设计图纸的主桥施工流程顺序进行。（2）预应力及斜拉索张拉顺序为：纵向预应力横隔板横向预应力桥面板横向预应力斜拉索竖向预应力。（3）箱梁施工时应注意准确设置桥面系的所有预埋件和预留孔。（4）浇筑预应力锚固的封端混凝土前，应对端梁混凝土凿毛，检查确认无漏压的管道，铲除承压板表面的粘浆和锚具外部的灰浆，对锚具进行防锈处理，然后设置钢筋网浇注封端混凝土。封端混凝土采用无收缩混凝土，封锚混凝土厚度不小于10cm，强度满足设计要求。（5)主梁混凝土应采用泵送。应具有大坍落度、缓凝、早强等性能。同时主梁混凝土的浇筑，除有对称与主塔的均衡要求外，还应有两侧相对于中线的对称、均衡要求。因此施工顺序应采取先底板、腹板、横梁，后桥面的顺序。（6）混凝土浇筑应先从前（悬臂远塔段）向后（接头近塔端）的方向进行，避免接头处因初凝而受振开裂。一个节段的桥面板混凝土，力求在腹板混凝土初凝前完成，否则按施工缝对待。（7）梁上拉索预埋钢管及锚箱定位，可参照塔上的要求进行，在精确定位并符合误差要求后，与主梁、横梁钢筋骨架焊接固定，之后再进行复测。放样及定位时间应选在22时至次日7时（标准时间），还应避开大风期。（8）在悬浇施工过程中除常规观测外，每两个月需进行一次全天24小时的全面精密观测，以便分析日照，温度对各部分变位的影响，便于对立模标高进行修正。 （9）挂篮注意事项及安全 a、铺设轨道时必须根据测量放点铺设，为防止后吊轮行走受阻必 须保证轨道接缝处平滑，轨道下须用垫枕以50cm间距铺设平整，菱形架立杆中心轨道下必须使用承压枕； b、在行走过程中两道安全锚循环倒用，始终保证有一道处于工作状态，安全锚下端锚固要牢固； c、在松掉后锚前必须逐一检查轨道压板是否牢固； d、在行走过程中务必要保持一个篮的4个菱形架同步行走，一个T构的两侧菱形架行走进度不超过千斤顶的一个行程； e、在行走完成后一定要使千斤顶处于回缩状态，防止损坏千斤顶； f、在各个锚固的精轧螺纹钢拧紧后，用油漆画出精轧螺纹钢进入连接