b主桥箱梁挂篮施工总结.doc

中江高速公路西江特大桥主桥T构箱梁施工技术总结摘 要：文中简要介绍了西江特大桥主桥T构箱梁悬臂施工挂篮设计及箱梁混凝土、预应力的施工。关键词：T构箱梁，三角挂篮，混凝土浇注，预应力施工，施工监控一、工程概况西江特大桥主桥上部构造为1X70+4X120+1X70m预应力砼刚构连续混合结构。其中34#、35#、36#墩为三个T型连续刚构，33#、37#墩为二个T型连续梁。上部构造按上下行两座分离式桥设计，每半幅桥为单箱单室的箱梁截面，箱梁顶宽13.5m，底宽7.0m，箱下缘及底板上缘均按二次抛物线变化，梁高横向为变值，箱梁中心线处0#块高6.5m，跨中合拢段及现浇梁高2.8m，箱梁底板厚为变值，由0#块的板厚100cm向合拢段逐渐变为底板厚25cm。腹板厚0#块为90cm，1#6#块为60cm，7#块由60cm变为50cm，其余均为50cm。箱梁顶板厚0#块为50cm，其余均为25cm。箱梁设三向预应力束纵向预应力分别设置顶板束、底板束和腹板束。顶板束由15j15.24和12j15.24钢绞线组成。腹板束由15j15.24钢绞线组成，底板束由12j15.24钢绞线组成。横向预应力束，布置在桥面板内，由3j15.24钢绞线组成沿纵向每米一束。竖向预应力筋采用j25高强精扎螺纹钢筋。箱梁砼等级为C50，主桥双幅5孔共计16076m3。二、挂篮的设计2.1 挂篮形式的选择根据施工图要求以及权衡现比较常用的几种挂篮形式：棱形、弓形和三角形，选用三角形，其特点拼装节点少，安拆方便，受力明确，构件周转使用率高等特点，决定采用三角拉板式的挂篮。2.2 挂篮设计荷载挂篮现浇2#13#，其中2#和7#最重，皆为160t。2#节段长为3.5m，7#节段长为5m。挂篮的设计荷载将以这两个号块作为控制荷载。另考虑到以后施工有可能遇到的桥跨，设计时以160m跨的荷载计算，最重块按180t计算，尽量减少材料的周转和使用。2#节段较短，对挂篮的后横梁来说是最不利的，将2#重量作为挂篮后横梁设计的控制荷载。7#节段较长，则对前横梁是最不利荷载，将7#作为挂篮前横梁和三角架的控制荷载。同时再考虑挂篮的自重及其它施工荷载。2.3 挂篮主承重三角架的受力分析受力分析图如下:利用平面刚构原理对单片三角桁架进行计算，计算结果如上图，对三角架的各组成部分进局部受力计算，以选取材料型号和规格。其中三角架大梁选用236c焊成，其截面形式为格构式柱（如右）。按轴心受压格构式构件来计算。按公式计算其整体稳定性。其中为轴心受压构件稳定系数，根据大梁的长细比查表而得。三角大梁在平面外处于大悬臂状态，其稳定性由平面外稳定控制，其长细比最大，其中L为计算长度等于悬臂长的两倍，i为截面回转半径。根据钢结构设计手册，其缀板的承受的剪力，弯矩，其中A为大梁截面积，为钢材的设计弯应力，为钢材的屈服应力，为缀板中心间距，为两36中心间距。缀板按受剪力T、受弯矩M的受弯构件来计算。立柱按两端简支的轴心受压格构式构件来计算，其计算方法同三角大梁相同，其长细比中L取其销轴中心间距。经计算选用了230b，截面形式和三角大梁相同。斜拉板则选用222。两片三角架间用桁架联系在一起，保证三角架的稳定。2.4 挂篮后锚设置挂篮后锚力计算按60t考虑，按规范要求，安全系数为K=2.0，即后锚要按120t来设计。本桥箱梁腹板竖向预应力采用f=750Mpa的j25高强精扎螺纹钢筋，按计算需锚4根。且1-7#为双排，8#以后为单排，预应力筋的间距也发生变化，如采用结构本身的竖向预应力筋作为锚固，将使挂篮后锚装置比较复杂，且难以保证4根锚筋能同时均匀受力。最后采用预埋f=930Mpa的j32高强精扎螺纹钢筋的方法，只需预埋两根，长度都在0.61.0m，既能保证受力位置明确，又节约材料。2.5 挂篮的前后大梁及底平台 利用平面刚架程序计算，得到横梁的内力，根据受弯构件来计算，弯应力，剪应力。经计算，前上、下横梁取I45b，后下横梁取I56a。底平台分配梁按简支梁来计算箱梁腹板下的分配梁的受力较大，采用两组240的分配梁，其它皆采用225。设计时，考虑到分配梁与底模连为整体，故不在保证其整体稳定性上进行计算。但从现场施工情况看，横向联系不够，25的变形较大，施工时注意考虑底平台变形的影响，做好标高调整，以保证施工标高符合设计要求。2.6 挂篮悬吊装置挂篮主受力点皆采用16Mn钢的吊带，两侧附吊点受力较小，采用j32高强精扎螺纹钢筋。吊带的计算除考虑销子的抗剪、孔壁的承压外，还按规范要求设置销孔间距。销孔孔边离板边、销孔孔间净截面面积不小于吊带的计算截面积。挂篮的起落靠千斤顶来调节，吊带也可通过调节销子的位置来调整长短。2.7 挂篮的走行挂篮不采用压重的方法走行，这样大大减轻了挂篮的自重。将挂篮后端反扣在滑道上，用来抵抗挂篮走行时的倾覆力，前移挂篮使用20t穿心式千斤顶顶推方法，简单安全快捷，操作方便。三、箱梁悬浇施工箱梁悬臂施工关键是砼浇筑和预应力筋的施工。3.1 混凝土施工工艺3.1.1 砼的施工配合比分两个，一个是掺FDN-440高效缓凝减水剂，一个是掺FDN-5高效减水剂，都是同一个厂生产。在进行0#、1#块施工时就采用掺FDN-440减水剂的施工配合比。0#、1#块是分两次浇注的，每次砼浇注时间较长，采用FDN-440减水剂可以获得较长的初、终凝时间，保证每次砼施工都在终凝前结束。而其它的号块砼方量少，采用FDN-5减水剂可以获得早强，保证张拉周期。3.1.2 降低砼的入模温度3.1.2-1 在夏季气温较高时为保证入模温度满足施工和设计要求，采取了一些简单有效的办法。首先在开盘前对所有要使用的砂石料进行洒水降温，有两个好处：一是对外露的砂石料进行降温，二是对砂石料进行更彻底的冲洗，使骨料中的杂质更少，有利于保证砼的强度和弹性模量。3.1.2-2 降低搅拌用水的温度。用一个72m3的浮箱内装好每次搅拌用水量，首先在其内加入冰块降温，使拌和用水的温度控制在21左右，然后再抽水到搅拌用水的蓄水池，再用蓄水池抽到搅拌机中。这样既避免了有冰粒跑到砼中，又降低了水温。3.1.1-3降低模板温度。在开盘前，将模板彻底洒水降温，并且在混凝土入仓前将模内水吹干，在模板外侧从开盘到砼的前3天都用江水进行降温，只有待砼强度达到90%以上方可停止。经过以上方法处理，使在炎热的夏日气温38时施工砼，砼的入模温度也只有2829，而且在整个养生过程中也作好覆盖和洒水养护，使砼的内外温差减小，避免了水化热温峰与施工温峰的叠加，保证砼结构安全。3.2预应力施工3.2.1 成功的第一步是管道预留，现场除了采购质量较好的金属波纹管外，还在波纹管内加设了强度较好而且有一定柔韧性的PVC管以利形成曲线弯道。在浇注砼时对砼的冲击具有一定的抗压抗变形能力，而且砼浇注完成后在终凝前及时抽拉PVC管，保证成型后的管道直径和曲线满足设计要求。3.2.2张拉纵向束都是采用YCP-3000的千斤顶两端同时张拉。张拉应力是主要指标，伸长量作为校核。3.2.3压浆管道压浆是预应力完成的最后关键的一道工序，压浆饱满既可保护纲绞线，也保证了预应力的有效传递。为保证压浆饱满，现场采用真空压浆新施工工艺，真空度一般在-0.05-0.1MPa之间。真空压浆经现场施工及试验梁开孔观测,效果很好，另在长管道和有变坡点处均设出浆口，保证残余空气砌底排出管外，保证管道压浆饱满。四、施工监控主要分两大部分：4.1 测量控制在0#8#块采用的是绝对标高法放样控制，9#15#块采用的是相对标高法。由于在短悬臂状态下T构受温度影响较小。标高观测主要对箱梁底的观测，标高数值采用三种值：设计值、施工控制理论值（经桥梁结构结合施工况计算后所得）、预应力张拉后实测值。经对已完成的37#主墩T构施工的监控结果，施工控制理论值与预应力张拉后实测值最大差10mm，满足施工监控要求。4.2内力监控在每T构箱梁的8号块和9号块间的截面预埋应力感应片，对每个号块施工工况进行监控，经对观测数据分析，符施工过程的理论计算结果。五、结束语通过已完成的37#主墩的连续梁和边跨合拢情况看，结构无论在线型外观或结构内力监测结果等都非常良好，整个结构都是在良性状态下合拢，也就是无附加应力合拢。实践证