连续刚构桥悬臂施工专项施工方案

中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 1 牛栏江特大桥牛栏江特大桥 1 1 22 悬臂段挂篮施工 悬臂段挂篮施工 专项施工方案专项施工方案 1 编制依据及原则编制依据及原则 1 1 编制依据 1 1 1 国家 交通部和地方政府 省 直辖市 的有关政策 法 规和条例 规定 1 1 2 国家和交通部现行设计规范 施工规范 验收标准 1 1 3 设计文件 云南省交通规划设计研究院出版的施工图设计文 件 1 1 4 现场调查的相关资料 1 1 5 施工单位积累的施工经验 1 1 6 本集团公司内部相关技术管理实施办法 1 2 编制原则 1 2 1 全面 充分响应指挥部 公司要求 严格执行技术规范 1 2 2 施工方案力求经济 适用 可行 1 2 3 推行标准化管理工程 做到安全 优质 文明 高效 1 2 4 坚持技术创新 推广和应用 四新 成果 2 1 工程概述工程概述 国家高速公路网 G85 重庆 昆明公路由四川宜宾进入云南省水富 县 经昭通 曲靖的会泽到达云南省会昆明 是云南出省通往四川 重庆及华北方向最便捷的交通运输通道 昭通至会泽公路是国家高 速公路网 G85 重庆 昆明公路的一段 也是云南省干线公路网规划中 七出省 通道昆明 水富公路的重要组成部分 2 2 1 结构形式结构形式 牛栏江特大桥位于牛栏江两侧 地跨会泽 鲁甸两县 桥梁上 部结构为 7 30m 先简支后连续 T 梁 102m 190m 102m 预应力砼连 续刚构桥 5 30m 先简支后连续 T 梁全桥全长 760 08m 主桥上部构造为 102 190 102m 三跨预应力混凝土连续刚构箱 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 2 梁 箱梁根部梁高 11 7m 跨中梁高 4 2m 顶板在 0 号节段厚 50cm 并于 1 1 号节段变化至 28cm 其余梁段顶板厚均 28cm 底板 厚从跨中至根部由 32cm 变化为 130cm 腹板从跨中至根部分五段 采用 90cm 70cm 50cm 三种厚度 箱梁高度和底板厚度按 1 8 次 抛物线变化 箱梁顶板横向宽 12 0m 箱底宽 6 5m 翼缘悬臂长 2 75m 箱梁 0 号节段长 13m 每个悬浇 T 纵向对称划分为 22 个节段 梁段数及梁段长从根部至跨中分别为 7 3 5m 9 4 0m 6 4 5m 节段悬浇总长 87 5m 悬浇节段最大 控制质量 3000kN 边 中跨合拢段长均匀为 2m 边跨现浇段长 6 0m 箱梁根部设四道厚 0 8m 的横隔板 中跨跨中设一道厚 0 4m 的横隔板 边跨梁端设一道厚 1 50m 的横隔板 主梁纵桥向按预应力混凝土设计 横桥向按部分预应力 A 类构 件设计 主桥上部构造采用三向预应力 纵 横向 部分竖向预应 力采用国家标准 预应力混凝土用钢绞线 GB T5224 2003 高强 度低松弛钢绞线 其标准强度 fpk 1860MPa Ep 1 95 105MPa 松弛率小于 0 035 设计锚下张拉控制应力 fcon 0 75 1860 1395MPa 塑料波纹管管道偏差系数为 0 0015 摩 阻系数为 0 17 金属波纹管管道偏差系数为 0 0015 摩阻系数为 0 25 箱梁纵向钢束每股直径 15 2mm 大吨位群锚体系 顶板横向 钢束每股直径 12 7mm 扁锚体系 为提高竖向预应力的有效性 箱 梁竖向预应力在梁高大于 7m 的节段 0 号至 12 号梁段 采用 15 3G 钢绞线 其余梁段采用精轧螺纹钢筋且辅以采用千斤顶进行二次 张拉 扭力扳手进行锚固等措施 纵向 横向预应力束采用预埋塑 料波纹管成孔 真空辅助压浆工艺 其余采用镀锌金属波纹管 2 2 2 牛栏江特大桥主要技术标准牛栏江特大桥主要技术标准 1 设计时速80km h 路基宽12m 双向2车道 2 荷载等级 公路 级 无人群荷载 3 桥宽 桥宽布置为0 5m 11m 行车道 0 5m 防撞护栏 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 3 4 高程 1985国家高程基准 5 坐标 1980国家坐标系和独立坐标系统 3 悬臂段挂篮灌注施工 悬臂段挂篮灌注施工 从 1 段开始采用两个独立的挂篮在 T 构两端进行对称悬臂灌注 施工 悬臂灌注施工工艺流程见图 3 1 悬臂灌注法的主要施工设备 挂篮 是一个能够沿轨道行走 的活动作业平台 它支承在已完成的悬臂梁段上用以进行下一梁段 的施工 待新灌梁段施加预应力及管道压浆后 挂篮即前移进行下 一梁段施工 如此逐段循环直至完成全部梁段 本桥 1 22 梁段施工挂篮采用菱形挂篮 挂篮构造详见挂篮总 装图 3 1 挂篮参数挂篮参数 适应最大梁段重 287 3 吨 适用施工最大节段长 4 5m 适用梁体宽度 顶板顶 6 5m 12m 适用梁高 11 7m 4 8m 挂 篮 安 装 就 位 调整底模 外侧模标高 安 装 端 模 板 绑扎底板及腹板钢筋安装预应力管道及竖向预应力筋 绑扎顶板钢筋 安装纵横向束管道及横向预应力筋 通 孔灌注混凝土制 作 试 件 清孔 养生 穿束梁段接缝凿毛 张 拉压 试 件 压浆 封锚 图图 3 13 1 悬灌施工工艺流程悬灌施工工艺流程 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 4 挂篮自重 95T 图图 4 24 2 挂篮总装图挂篮总装图 走行方式 全液压走行 工作状态倾覆稳定系数 2 5 走行状态倾覆稳定系数 2 5 挂篮由主构架 底模平台 内外模板 悬吊系统 锚固系统及 走行系统六大部分组成 3 2 挂篮总体结构挂篮总体结构 主构架 主构架是挂篮的主要受力结构 为菱形结构 由两片 菱形桁架及联结横联组成 桁架杆件采用钢板 型管材组焊件 节点采用 98 118 钢销连接 底模平台 由底模板 纵桁梁和前后横梁组成 直接承受梁段 混凝土重 并为立模 钢筋绑扎 混凝土灌筑 养生 钢束张拉及 压浆等工序提供操作场地 内外模板 外模板采用大块钢模板 长度方向为 2 块 高度方 向分成 4 块 单块高 2m 内模板为抽屉式结构 可由人工从前一梁 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 5 段整体推拉就位 采用组合钢模板并辅以部分木板拼组而成 并设 有调宽装置 以适应箱梁腹板宽度的变化 悬吊系统 其作用是将底模平台自重及梁段重量及其上的其它 施工荷载传递到主构架和已成梁段的底板上 悬吊系统又分为前悬 吊杆 后吊杆 前悬吊合计 4 个吊点 中间 2 个受力较大采用 40mm 厚钢板吊带 另外 2 个受力较小采用 32 精轧螺纹钢筋 后 悬吊前悬吊合计 4 个吊点 中间 2 个受力较大采用 50mm 厚钢板带 另外 2 个受力较小采用 32 精轧螺纹钢筋 锚固系统 其作用是平衡灌注混凝土时产生的倾覆力矩 确保 挂篮施工安全 该挂篮采用 2 组后锚 每组 6 根 32 精轧螺纹钢筋 每两跟螺纹钢筋通过一根后锚扁担固定在砼梁上 走行系统 走行系统包括轨道 前支座 后支座和牵引设备 轨道采用 I36a 双拼工字钢结构 挂篮走行采用液压走行系统牵引挂 篮前移 并带动底模平台和外侧模一同前移就位 挂篮移动过程中 的抗倾覆力由后钩轮轮传至轨道再传至箱梁竖向预应力筋上 3 3 主要特点主要特点 a 结构简单 受力明确 b 刚度大 变形小 c 起步长度短 d 作业面宽阔 e 可操作性强 f 利用箱梁竖向预应力筋作后锚 抗倾覆系数高 安全可靠 g 采用无平衡重走行方式可减少箱梁悬灌过程中的施工荷载 避免由于箱梁施工荷载过大而增加箱梁预应力筋数量 有利于降低 工程造价 3 4 挂篮操作规程及压重试验 挂篮操作规程及压重试验 为检验挂篮在悬灌及走行过程中的安全性 确保施工的顺利进 行 必须进行加载试验 加载按挂篮及最大梁段重之和的一半的 1 25 倍进行 卸除后锚 在前上横梁上模拟走行状态加载 试验走 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 6 行过程的安全性 通过加载试验测出挂篮的非弹性变形和弹形变形 用于挂篮悬浇时调整标高及线型控制 挂篮主要由主构架及走行系统 内模 外侧模 底模 前上横 梁 内外模走行系统以及前吊和后吊等组成 挂篮的总装图见图 4 11 主构架系统 主构架采用两片主桁进行设计 外形是菱形结构 杆件之间采 用销接 主构架之间通过横联连接 以保证主构架横向稳定的竖直 受力 主构架的侧面轮廓尺寸如图 4 12 所示 图图 4 114 11 挂篮总装图挂篮总装图 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 7 主构架的横联采用整片结构形式 构造如图 4 13 所示 图图 4 124 12 主构架系统主构架系统 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 8 图图 4 134 13 主构横联结构图主构横联结构图 外侧模系统 外侧模系统分为模板部分和走行部分 模板部分采用钢模板 长度为 5m 为了吊装方便 将模板分块 组拼 走行部分每侧包括两根走行梁 走行梁将外侧模板桁架托住 走行梁通过吊架固定于梁体上表面的混凝土面上 浇筑混凝土时 前吊杆和混凝土梁面锚好 此时后挂轮处于不 受力状态 挂篮准备走行时 前吊杆解除掉 后挂轮受力 随着挂 篮主构架走行而带动走行梁和外侧模架走行 由于梁体构造原因 两侧的外侧模并不完全相同 内模系统 内模包括模板 吊梁 竖带以及走行梁等组成 如图 4 14 所示 内模架可以实现自动变宽和变高 随着悬臂浇筑梁高的减小 竖带 逐渐缩短 内模在混凝土浇筑和走行状态与外侧模是相同的 区别是在走 行的时候只是吊梁带着桁架和竖带前移 而模板拆除 等带钢筋绑 扎完毕后 再将模板拼组完成 注意随着挂篮的前进 外侧箱室内 模的顺桥向轴线的横桥向位置是有变化的 图图 4 144 14 内侧模板断面图内侧模板断面图 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 9 底模系统 底模系统包括前后横梁 底模架和模板等 如图 4 15 所示 图图 4 154 15 底模示意图底模示意图 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 10 底模的前后横梁通过前后通过前后吊杆分别悬挂在主构架和已 浇混凝土梁内侧底板上 底模架通过螺栓连接放置在前后横梁上 底模架上放置大块钢模板 走行及后锚系统 走行及后锚系统是挂篮连续施工与完成混凝土浇筑的关键构成 部分 走行及后锚系统示意图见图 4 16 图图 4 164 16 走行系统示意图走行系统示意图 走行系统包括轨枕 轨道 锚固扁担梁 前支座 后支座以及 挂篮牵引动力装置等 轨道直接置于梁体上 铺轨前要用砂浆将梁 面找平 利用梁体内的竖向预应力筋把轨道锚固于梁体的表面 前 支座联结于挂篮的 C 节点 支承于轨道顶部 走行时支座下部的滑 块和轨道顶部涂抹黄油润滑 后支座联结于挂篮的 A 节点 利用滚 轮后钩到轨道的上翼缘的下部 与轨道产生相对滚动 采用液压顶推挂篮走行 当浇注混凝土时 将后支座 A 锚固于轨道之上 其滚轮脱离轨 道 处于不受力状态 走行时需要在挂篮主构架的后端用两个 10t 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 11 的导链保护主构架防止自溜 每片主构架后端锚点采用 6 根精扎螺纹钢作为锚固拉杆 在进 行后锚的螺纹钢操作时 需要保证六根精扎螺纹钢的初始受力基本 相同 可以通过锤击的方式感应初始受力是否基本一致 这样做的 目的是防止在施工过程中由于某根精扎螺纹钢受力偏大而首先拉断 造成连锁反应使后锚失效 3 6 挂篮的安装挂篮的安装 厂内试拼 待主构架所有杆件加工齐全后 应在试拼台上全面试拼 将 各主构架杆件检查销孔距离符合设计要求后逐根拼装 最后成型 底模架与其前后横梁的连接也应试拼 检查横梁前后吊点的 尺寸及外形尺寸 以及各耳板的同心度是否符合要求 模板的分块连接之间栓孔是否一致 要详细检查核对 准确 无误后才能进行 所有杆件齐全及相互连接均满足要求后应分组编号 作出明 确标记 准备运往现场正式拼装 现场拼装 1 准备工作 根据运输条件和塔吊的起重能力 本挂篮单件主要设计重量控 制在 5t 以下 若有些部件能够拼装后整体运输和吊装 则可以在工 厂试拼后 不必再拆卸 各部件的具体重量参见挂篮设计图 准备好拼装工具及各种连接销栓 2 拼装程序 安装走行锚固系统 首先安装锚固垫梁 锚固垫梁是通过竖 向预应力筋和混凝土梁面锚固在一起的 竖向预应力筋首先进行了 初张拉 然后将要放置垫梁的位置用水泥砂浆找平 注意两片主构架 下面的混凝土梁面高差要按设计要求做好 锚固好竖向预应力钢筋 每束竖向预应力筋的锚固力不能超过 5t 接下来安装轨道 安装之 前要检查单侧锚固垫梁顶面是否在同一个标高 符合要求后可以吊 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 12 装轨道梁 轨道是通过螺栓和锚固垫梁连接起来的 每个连接螺栓 均需要安装 并且施拧相同的扭力 以保证螺栓在挂篮走行时均匀 承力 最后把后钩轮吊装在轨道上 准备下一步吊装挂篮的主构架 部分 吊装主构架 先吊装 AC 杆件 并与后钩轮和前滚轮连接好 然后吊装 BC 杆件 并将 AC 和 BC 之间的连接钢销插好 接下来吊 装 AB 杆件 同样需要插好 AB 与 BC AC 与 BC 之间的连接钢销 接下来可以吊装横联并连接好钢销 将 BD 和 CD 杆件先通过钢销 连接好 然后整体吊装和 BC 杆件相连 并插好钢销 最后吊装前 上横梁 前上横梁吊装好后 可以吊装前悬吊系统的吊带和吊杆部分 此时因检查主构架是否到位 如果没有设计位置 应走行挂 篮到设计位置 后锚点需要用 6 根 32 精轧螺纹钢筋锚固好 保证 每根精扎螺纹钢的受力基本一致 吊装底模后横梁到 0 段的托架上 然后穿竖向吊带吊住底 模后横梁 吊装底模前横梁并悬挂在前吊带上 穿钢销时需要有人用 吊篮 调整底模标高 后端通过吊带和吊杆与混凝土梁锚固紧贴 这样底模就安装好 安装外侧模板 挂篮所用外侧模首先用于 0 梁段施工 在上 述拼装程序之前 应将外模走行梁先放至外模竖框架内 走行梁上 安装好走行吊轮 走行梁后端用角钢封端 以免走行轮滑出走行梁 走行梁后端插入后吊架上 0 段顶板上预留孔 先把后吊架安放好 两走行梁前端用倒链和钢丝绳吊在前上横梁上 然后用倒链将外侧 模拖至 1 梁段位置 在 0 段上安装外侧模走行梁后吊架 安装内模吊梁 并通过吊杆和前悬吊连接起来 以及和混凝 土梁连接起来 再吊装内模走行梁 然后吊装竖带框架 最后拼组 组合钢模板 调整好各立模标高 根据挂篮预压测出的挂篮弹性及非弹性 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 13 变形值 再加上设计立模标高值 为 1 段的立模标高 3 7 挂篮的施工挂篮的施工 每个 构从 1 段开始 对称拼装好挂篮后即可进行悬臂灌注施 工 1 分片吊装底板及腹板钢筋并安放预应力管道 2 将 0 梁段内的内模拖出 根据 1 梁段的高度调整下部模板 3 在顶板和腹板钢筋安装下料串筒的位置留洞 在腹板的捣固 位置 预留孔位进行捣固 4 安装端模板 并与内外模板连结 5 绑扎顶板钢筋 安放顶板预应力管道 6 各项准备工作完成后 再次检查底模标高是否准确 各受力 部件是否安放牢固可靠 7 一次对称灌注 1 梁段混凝土 8 之后对混凝土进行养护 到一定强度后拆除外模和内模之间 的拉筋 9 预应力张拉并压浆 10 最后走行挂篮到下一节段位置进行混凝土梁的浇筑 3 8 挂篮的走行挂篮的走行 当挂篮浇注完成一个节段后 需要走行到下一个节段浇注位置 进行混凝土的浇注 首先张拉完成混凝土梁节段 挂篮卸载 底模 后横梁的吊带和吊杆放松 并用 22 的钢丝绳穿过底模后横梁的边 吊耳悬挂底模后横梁在侧模的吊梁上面 这样底模就卸载了 然后 将侧模的后吊杆卸载 使后点支撑在走行轮上 内模的后吊杆同样 放松 是吊梁支撑在滚轮上 最后将主构架的前支点顶起 将垫块 抽掉 使前走行轮支撑在轨道上 然后在主构架的前后都用导链拉 紧 防止自溜 再放松后锚 后钩轮钩住轨道 这样挂篮主构架就 可以在轨道上走行了 走行过程中不断的倒换锚固垫梁和铺设轨道 各连接点必须按设计要求连接好 挂篮走行的注意事项 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 14 1 走行过程中两片主构架的前移速度需要基本一致 前后距离 之差不得大于 5cm 2 底模后横梁和侧模吊连接一定要牢靠 另外还需要有一个 16T 导链作为保险 且要连接在侧模吊梁的设计位置处 3 主构架前移过程中 必须要有保险倒链在后面边拉边放 防 止挂篮自行溜走 保险倒链连接在后面混凝土梁上有的预埋件上 4 走行过程要慢 且边走边观察各部分的变形情况 如有非正 常情况需要及时停止前移 等待查明原因且排除故障后再前移 5 走行过程中 轨道的铺设非常重要 必须保证轨道沿桥梁纵 坡角度铺设 另外横向轨道间距必须严格保证 误差不得大于 5mm 3 9 挂篮的拆除 挂篮的拆除 待合拢段施工后 便可拆除挂篮 拆除顺序如下 1 在梁顶面安装卷扬机 吊着外侧模前后吊杆 底模架吊在走 行梁上 徐徐下放 落至船上或陆地上 或先放底模架 后放外侧 模 2 合拢段不用的内模 在合拢段施工前拆除 余者可从两端梁 的出口拆除 3 拆除前上横梁 4 主构架可移至塔吊可吊范围内 分片拆卸 5 拆除轨道部分 3 10 使用注意事项使用注意事项 1 挂篮的安装 行走 使用及拆除过程均系高空作业 因此一 定要按规定采取安全措施 进行安全教育 随时进行安全检查 2 创造高空作业条件 挂篮作业人员必须系安全带 危险处应 设安全网 人员操作处要设防护栏杆 上 下梯需固定牢靠 3 使用的机器设备 应随时检查 维修保养 特别是千斤顶 倒链 钢丝绳等应有足够的安全系数 如有不符合规定者立即更换 所有动力 照明电路 须按规定铺设 定时检查 确保安全 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 15 4 现场技术人员必须随时检查挂篮的前后吊带 吊杆 吊架 后钩轮及后锚等关键受力部位 发现问题及时解决 重要情况及时 报告 5 反复检查挂篮所有预埋孔的位置 数量是否符合设计要求 特别注意预留孔洞位置是否垂直 主构架的底座下用水泥砂浆进行 标高抄平 混凝土浇注工况下两前支点之间的标高差在沉降后不得 大于 5mm 6 施工中应加强观测标高 轴线及挠度等 并分项作好详细记 录 每段箱梁施工后 要整理出挠度曲线 灌筑前底模架的后吊杆 一定要用千斤顶张紧 且各处要均匀 以防承重后和已成梁段产生 错台 7 施工过程中要经常注意主构架是否始终保持竖直状态 如果 出现倾斜 那么应该及时寻找原因并纠正 8 施工过程中要经常检查后锚扁担是否有要滑出主构架后端的 迹象 前上横梁和主构架前端也有同样的情况需要注意 9 每个预埋孔洞钢板盒在预埋后需要和钢筋网焊接起来 首先 保证孔洞的竖直 还要保证浇筑混凝土时不会被挤扁 10 后锚的精扎螺纹钢首先要从外观上检查是否有裂口或其他 瑕疵出现 还必须经过拉伸试验 在锚固挂篮后端时不能有太大的 预紧力 每根精扎螺纹钢的预紧力不能超过 5t 且预紧力要均匀 这需要专人负责后锚的螺母的拧紧 11 悬吊系统的吊带需要经常检查其连接部位是否有破坏的迹 象 如果有要及时报告并更换 3 11 施工挠度的控制 施工挠度的控制 为了能正确合理地控制梁体挠度 应采取如下措施 1 实际施工中 及时观测 a 挂篮走行前 b 挂篮走行后 c 灌注前 d 灌注后 e 张拉前 f 张拉后 6 个时态的挠度变 化 2 在灌注砼过程中 要及时测量底板的挠度变化情况 发现实 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 16 际沉落与预留量不符时 应及时调整吊带长度 3 合拢前 相接的两个 构最后 2 3 段 在立模时必须进行联 测 以便互相协调 保证合拢精度 4 构两边要注意均衡作业 砼灌注对称进行 挂篮移动时 两边距墩中心的距离差不要大于 40cm 移动速度应缓慢 不大于 10cm min 3 12 挂篮主构架的厂内试验 挂篮主构架的厂内试验 1 试验目的 1 检查挂篮加工及安装质量 2 测定弹性变形及非弹性变形 为各段箱梁立模的抛高量提供准 确的依据 3 检验主构架的受力是否可靠 2 试验方法 整个试验工作场地约为 13m 12m 要求平整 需要将场地弄平 整并硬化 1 主构架预压方法 主构架在试验场平躺安装 两片相同的桁架相对 后端用扁担 梁及 6 根 32 精扎螺纹钢锚固 中间支点对准 并垫好垫块 可用 锚固垫梁做垫块 在前端节点处拼装扁担梁 扁担梁用 6 根 32 精轧螺纹钢筋连接 利用一台 200t 千斤顶顶压扁担梁 其作用力通 过 32 精轧螺纹钢筋传递给挂篮的主桁架 达到预压的目的 如下 图 4 18 所示 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 17 加载等级 根据计算 主构架前端最大受力是 750kN 乘以 1 2 的放大系数 是 750KN 1 2 900kN 初始荷载到 187 5kN 第二次加载到 375kN 第三次加载到 562 5kN 第四次加载到 750kN 第五次加载到 900kN 第五次为超载加压 按 20 超载 单片桁共加载 900kN 卸载同样按此荷载等级卸载 加载过程中 需要注意结构的变形和焊缝情况 如有破坏迹象 要马上停止加载 加载到每个荷载等级时 必须准确记录变形值 卸载过程也要记录至表 4 1 中 3 试验内容 本次试验由于在地面上进行 不可能将挂篮全部组装好 但主 要承重构件均进行了组装试验 加载工况基本与实际受力相似 经 以往挂篮厂内试验的结果看 可以直接应用于桥位施工 而不必再 在桥位进行挂篮的整体组装好的预压 1 主构架的弹性变形量 每加减一级荷载测量一次主构架前端两 图图 4 184 18 挂篮主构架加载图挂篮主构架加载图 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 18 个节点间的距离 2 检查主构架 销座 销子和吊带等主要的受力结构的加工和受 力情况 4 所需机具设备 20t 汽车吊一台 YD100 型千斤顶两台 200t 液压千斤顶一台 10 米钢尺 2 个 32mm 精轧螺纹钢筋若干 5 注意事项 1 实验场地要求平整 2 本桥所有主构架都必须进行预压 主构架预压时 需要在竖杆 上部放置 10t 左右的压重 3 实验过程中 包括卸载过程 应设专人负责测量变形 观察构 件的受力变形情况 计算出弹性变形和非弹性变形 4 加载和卸载过程中派专人负责安全事项 5 注意在加载过程中为防止出现意外 需要清理场内的闲杂人员 而且实验人员必须站在安全的位置 即使出现螺纹钢断裂 或其他 构件在实验中破坏 也要保证人员绝对安全 3 13 挂篮施工连续梁工艺方法 挂篮施工连续梁工艺方法 1 在施工完成的 0 段上进行挂篮拼装施工程序 安装轨道 在横桥向水平拼装挂篮主构桁架 用塔吊将桁 片竖起吊至轨道上调整就位 并临时支撑 安装桁架联结系 安装上横梁和前吊杆 用卷扬机将在桥下拼装的底模平台 吊装就位 并与前吊杆联结 安装后吊杆 安装外模走行梁和内 模走行梁 将 0 段外模沿外模走行梁拖至 1 段就位 安 装内模 2 钢筋及预应力管道制作 安装 钢筋及管道安装顺序 箱梁底模板和外侧模板就位后即可进行钢筋及管道的安装 其 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 19 顺序如下 绑扎底板下层钢筋 安装底板管道及定位网片 绑扎底板上层钢筋 底板上下层钢筋之间用架立钢筋支撑焊牢 防止人踩变形和保持下层钢筋的设计间距 架立钢筋间距按设计呈 梅花形布置 绑扎好腹板骨架钢筋后 再绑扎腹板下倒角的斜筋 安装底板 上的螺旋筋和锚垫板 然后穿底板波纹管 在腹板钢筋骨架内安装竖向预应力筋管道及预应力粗钢筋 绑 扎固定管道定位网片 绑扎顶板和翼缘板下层钢筋 安装顶板管道定位网片 顶板锚垫板及螺旋筋 穿顶板波纹管 安装横向预应力钢束 绑扎顶板上层钢筋 用架立钢筋固定上下层钢筋间距 钢筋安装注意事项 锚垫板应与螺旋筋中轴线垂直 并预先焊牢固 防止在混凝土 振捣过程中造成锚垫板偏斜 在底板 腹板钢筋绑扎完毕后 进行内模安装时应在箱梁内设 脚手板 防止操作人员踩踏底板钢筋 钢筋伸出节段端头的搭接长度应满足设计要求 并全部采用焊 接 钢筋下应设砂浆垫块 以保证钢筋保护层厚度 垫块数量为 4 个 m2 管道安装 箱梁设三向预应力 横竖向波纹管采用金属波纹管在现场卷制 纵向波纹管采用塑料波纹管 波纹管安装 波纹管严格按设计位置随箱梁施工逐节安装 安 装时将波纹管穿入定位网片网眼内 并与定位网片绑扎 安装过程 尽量避免反复弯曲 以防管壁开裂和穿束困难 波纹管应露出梁端 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 20 7 10cm 波纹管的联接采用大一号的波纹管套接 套接重叠长度 20cm 并在接缝左 右各 5cm 长度范围内外缠胶带纸 并用 20 号 铁丝绑扎 5 6 道 管道接头处要做到无折角 无毛刺 不渗漏 以 防堵管或穿束困难 纵向波纹管安装 钢束长度超过 120m 的在每束钢束中部设置三 通管 以利于压浆排水排气 保证压浆质量 防堵管措施 在灌梁段的纵向波纹管内穿入相应规格的 PVC 管 或胶皮管作内撑管以提高波纹管的刚度 并保证管道曲线圆顺 混 凝土灌注完成后立即拨出内撑管 并用通孔器检查管道是否通畅 发现漏浆时及时用高压水冲洗管道 注意事项 灌筑混凝土时以减速漏斗均匀下料 严禁大量倾注 以免冲击管道造成管道变形 钢筋骨架焊接时 焊接火花不得落在 波纹管上 以防烧穿管壁 插入式振动棒不得接触波纹管 以免造 成管道移位或变形 在混凝土灌筑前和灌筑过程中加强波纹管安装 质量检查 3 混凝土施工 箱梁采用 C55 混凝土 采用在 T 构两端对称灌筑一次成型的施 工方法 混凝土采用泵送混凝土 由输送泵泵送到浇筑段 流槽下 料 灌注顺序 混凝土灌筑时首先由前往后对称灌筑两面腹板混凝土至倒角顶 面 然后再由前往后灌筑底板 由于箱梁较高 混凝土需经串筒入 模 防止混凝土发生离析 底板灌筑完成后继续对称分层灌注腹板 混凝土 分层厚度为 30cm 顶板灌注遵循由两侧向中央灌注的顺序 T 构两端平衡重应控制在设计允许的范围之内 混凝土振捣 混凝土采用插入式振捣器振捣 腹板开天窗人进入腹板内振捣 插入振捣厚度为 30cm 插入下一层混凝土 5 10cm 插入间距控制 在振捣棒作用半径之内 为避免砼内有气泡 振动棒要快插慢拔 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 21 振捣到混凝土不再显著下沉 表面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时 将振捣棒缓慢抽出 灌注混凝土注意事项 混凝土要分散缓慢卸落 防止大量混凝土集中冲击钢筋和波纹 管 T 构两端梁段要同时浇筑 严格控制梁段的不平衡重 捣固混凝土时应避免振捣棒与波纹管接触振动 混凝土入模过程中应随时注意保护波纹管 防止波纹管被碰撞 变形 混凝土灌注过程中要随时测量底板标高 并及时进行调整 顶 板混凝土灌注完成后 立即用土工布盖好 混凝土终凝后在土工布 上浇水进行自然养护 气温低于 5 时 混凝土应严密覆盖 保温 保湿 但不得浇水 养护浇水次数以能保持混凝土湿润为准 浇水 天数一般情况下为 7 天 梁体张拉检查试件 要存放在梁顶上与梁体同环境养护 4 预应力施工工艺 预应力材料和机具的进场检验 钢绞线和预应力粗钢筋 外观检查和力学性能试验 波纹管 外观形状 密水性试验 强度和刚度检验 锚具 外观检查 硬度试验 静载锚固试验 张拉机具 千斤顶的检验 电动油泵的校验 压力表的校验以 及千斤顶 油泵 压力表的配套标定 施工工艺 梁体预应力束张拉按照纵向 横向 竖向的顺序进行 a 纵向预应力筋的施工工艺 下料 编束和穿束 按设计图中的落料长度下料 下料采用线 材切割机切割 编束后用 20 铁丝绑扎牢固 为便于穿束 穿入端 制成锥体状 并加以包裹 以防穿坏波纹管 中短束由人工穿束 长束和曲线束用卷扬机牵引 张拉 张拉前检查梁段混凝土强度 达到设计强度的 90 即可 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 22 张拉 检查锚垫板下混凝土是否有蜂窝和空洞 纵向预应力束采用 两端同时张拉法 长距离时两端配对讲机联系 互对压力表读数和 钢绞线伸长量 保持油压上升速度接近 纵向张拉顺序 为先张拉靠近腹板处钢束 后张拉靠近顶板钢束 先张拉下部 钢束 后张拉上部钢束 并要左右对称张拉 张拉采用张拉力与伸 长量双控制 以张拉力为主 伸长值作校核 张拉时千斤顶后严禁 站人 张拉人员站在千斤顶侧面操作 不准踩踏攀扶油管 千斤顶 内有油压时 不得拆卸油管接头 b 横向预应力筋的张拉工艺 横向钢束采用单端单根张拉 钢绞线固定端采用钢绞线压花锚 固 张拉采用双控 以张拉力为主 伸长值校核 横向束应在灌筑 混凝土前安装好 c 竖向预应力的张拉 竖向钢绞线张拉 竖向钢束采用单端单根张拉 钢绞线固定端 采用钢绞线压花锚固 张拉采用双控 以张拉力为主 伸长值校核 竖向束应在灌筑混凝土前安装好 竖向预应力筋采用 32 精轧螺纹钢筋 采用 YG 70 型穿心式千 斤顶单端张拉 张拉采用双控法 以油压表值为主 油压表值的误 差不得超过 2 伸长量的误差不超过 6 伸长量的测量采用 千斤顶上的转数表与实际测量活塞杆伸出长度相结合的办法 d 智能张拉压浆具体工艺 1 智能张拉系统工艺原理 桥梁预应力智能张拉系统指一种预应力自动张拉设备及其计算 机控制系统 主要由预应力智能张拉仪 智能千斤顶 自带无线网 卡的笔记本电脑 高压油管等组成 其以应力为控制指标 伸长量 误差作为校对指标 系统通过传感技术采集每台张拉设备 千斤顶 的工作压力和钢绞线的伸长值 含回缩量 等数据 实时将数据传 输给系统主机进行分析判断 同时张拉设备 泵站 接收系统指令 实现张拉力及加载速度实时精确控制 系统还根据预设程序 由主 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 23 机发出指令 同步控制每台设备的每一个机械动作 自动完成整个 张拉过程 预应力智能张拉仪 此设备为超高压动力输出装置 它的作用 主要是为梁体的张拉装置 千斤顶 提供可靠 稳定的提升动力 具有提升 保压 回程等功能 该设备能够精准的实现程序设定的 命令 通过无线通讯接口确保数据通讯的可靠交互 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 24 智能千斤顶 它采用新型密封件 高压自增强油缸强度 优化 千斤顶结构尺寸 在保证千斤顶行程 油压不变的前提下 重量比 常规穿心式千斤顶减轻 30 45 使千斤顶的重量出力比达到 0 6 1 同时千斤顶长度和外径减小 能减小预留钢绞线的长度 可广泛应用于先张法和后张法的预应力施工 自身附带电子位移传 感器 用于千斤顶内缸伸长量的测试 具有精度高 误差小 量程 大 移动平顺等特点 自身附带高精度压力传感器 能精准测量千 斤顶输出的力值 设备无线连接 本系统采用局域网 WIFI 连接计算机与智能张拉 仪 利用计算机自带的无线网卡 使用方便快捷 性能可靠 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 25 高压油管 油管包括进油管 回油管 构成千斤顶提升 回程的油路 2 智能大循环压浆系统工艺原理 大循环预应力管道智能压浆系统特指预应力自动压浆装置及其 计算机控制系统 其主要技术原理如下 系统由系统主机 测控系统 循环压浆系统组成 浆液在由预 应力管道 制浆机 压浆泵组成的回路内持续循环以排净管道内空 气 及时发现管道堵塞等情况 并通过加大压力进行冲孔 排出杂 质 消除致压浆不密实的因素 在管道进 出浆口分别设置精密传感器实时监测压力 并实时 反馈给系统主机进行分析判断 测控系统根据主机指令进行压力的 调整 保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量 压力大小 稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程 确保压浆饱满和密实 主机判断管道充盈的依据为进出浆口压力差在一定的时间内是 否保持恒定 在预应力混凝土张拉完成后 采用快硬砂浆或快硬水泥对端头 预应力筋与锚具间缝隙进行封堵 同时布置施工设备及机具 准备 工作完成后 启动压浆系统 LZJ02 进行压浆作业 其工艺原理见示意图 4 2 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 26 智能压浆台车构成 a 高速制浆机 此设备将成品压浆料和水进行高速搅拌 制作可 用于压浆用的浆液 其转速为 1420r min 叶片线速度 10m s b 低速储浆桶 浆液在高速桶内配置好以后导流至此桶内低速 搅拌 转速 85r min 储存 以保持流动度和不因发热而改变性能 浆液一直处于高速搅拌状态则易发热而性能改变 c 灰浆泵 此为动力输出装置 将低速储浆桶内浆液加压并输送 至预应力管道内 d 水胶比测试仪 用于测量低速搅拌桶内浆液的密度与水胶比 e 进浆测控仪 此设备包含压力测量装置 流量测量装置 进浆 溢流阀 能准确测量管路中浆液的压力和流量 控制浆液的流向 f 返浆测控仪 此设备包含压力测量装置 流量测量装置 返浆 阀和调压阀 能准确测量管路中浆液的压力和流量 进行系统的自 动调压 设备无线连接 该系统采用局域网连接计算机与智能压浆台车 性能可靠 有 效控制距离为 200m 高压橡胶管 此设备为浆体的流动提供管路 需要现场连接的管路有吸浆管 进浆管 返浆管 两孔对接管 可承受最大压力为 8MPa 系统特点 a 实时监测水胶比 系统水胶比测试仪实时监测浆液水胶比 当 实测水胶超过规范要求时及时给出警示信息 公路桥涵施工技术规 范 JTG T F50 2011 规定 浆液水胶比宜为 0 26 0 28 b 精确控制压力 系统通过每次压浆时实测管道压力损失 以出浆口满足规范最 低压力值为原则设置灌浆压力值 保证沿途压力损失后管道内仍满 足规范要求的最低压力值 公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 27 2011 规定 对水平或曲线管道 压浆压力宜为 0 5 0 7MPa 关 闭出浆口后宜保持一个不小于 0 5MPa 的压力 c 实时监测流量 自动计算管道内浆液体积 系统智能测控仪可监测实时进浆 返浆流量及计算管道内浆液 体积与充盈程度 d 浆液循环排气 对于曲线管道 一次过浆往往很难将管道内的空气完全带出 而采用大循环回路方式 将出浆口浆液导流至储浆桶 从而可使得 浆液在管道内持续循环 通过调整泵排流量将管道内空气完全排出 同时通过浆液循环带出孔道内残留杂质 e 自动测试管道压力损失及自动调压 通过浆液持续循环实时测试管道进 出浆口压力损失值 并自 动调整灌浆压力以保证全管路灌浆压力值满足规范的相应要求 f 智能分析处理数据 自动形成工程管理所需的各种报表 g 能及时自动反馈数据 相关部门可根据反馈数据及时下达指令 h 系统采用傻瓜式操作控制 软件界面友好 易于操作 可靠性 高 3 施工工艺流程及操作要点 智能张拉施工工艺及操作要点 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 28 a 准备工作 准备与张拉系统能配套使用的限位板 锚具 夹片 电脑 预 装 Windows XP 操作系统 自带无线网络适配器 三相电缆 阳伞 等必须准备齐全 对照张拉系统清单 清点设备 确定设备完好 配件齐全 核对专用千斤顶的编号 由于专用千斤顶都在出厂前统一标定 使用时一定要注意对应正确的标定公式 确定好待张拉的梁板 进行技术交底 学习熟悉系统软件说明文件 布置张拉控制站 控制站选择在确定待张拉梁板侧面 要求不 影响现场施工 控制站能安全工作 无阳光直射 在张拉过程中无 需移动就能方便看到梁板的两端 能连接到 220V 电源以保证电脑 张拉过程中不掉电 取消电脑的屏幕保护 自动关闭硬盘等功能 安装好控制软件 将张拉仪主机和专用千斤顶布置于张拉端 并使 之能与控制站保持直线可视状态 电线连接 由专业电工连接好三相电源 连接三根火线 接电箱中 一般 数字 2 4 6 位置代表火线 字母 N 代表零线 不应该剪断或拆除接线插头 连接电线以后 用试电笔检查电源是否正常 严禁带电状态下作电 线连接操作 请见电线连接示意图 5 1 2 其中 2 4 6 位置代表火线 N 位 置代表零线 右侧图指明仪器插头中连接火线的位置 靠近凹槽位 置的一孔不连接电线 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 29 油管连接 连接好油管 仔细检查油嘴及接头是否有杂质 必须将其擦拭 干净 确保进油管与回油管不被混淆 回油管在千斤顶的安装位置为张拉时千斤顶远离梁板的一段 即千斤顶安装了黑色安全阀的一端 油管连接处必须使用铜垫片以 防止漏油 油管的保护弹簧应当靠近油嘴处以延长油管使用寿命 油管连接位置示意图 5 1 3 如图所示 进油管安装位置靠近数 据线接口 保护弹簧靠近油嘴起到保护作用 回油管安装位置远离 数据线接口 回油管的另外一端安装在千斤顶带有安全阀的油嘴处 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 30 专用千斤顶 天线 数据线安装 安装好限位板以后 起吊专用千斤顶 千斤顶必须采用钢丝绳 起吊以确保安全 起吊之后 安装好工具锚 工具夹片 工具夹片的安装必须符 合 公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 2011 相关要求 工具夹 片未起作用或未完全起作用都会导致最终伸长量误差偏大 然后连 接张拉仪与千斤顶的数据线 张拉一孔完毕 不得拉扯该数据线用 于移动千斤顶 为了使钢绞线受力均匀 应当采用梳编穿束工艺 接下来安装好仪器天线 a 千斤顶钢丝绳 仪器天线安装 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 31 b 数据线连接 锚具安装 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 32 张拉施工智能操作要点 a 控制软件回到主界面 检查软件左下角的状态栏 显示正常 右上角的 张拉梁号 正确 第 1 次 张拉为准备状态 b 再次检查确定梁板的两端千斤顶安装正确 然后启动梁板两 端设备 按下绿色 油泵启动 按钮 启动设备 电机运转声音正 常 平顺 仪器进行 5 分钟预热 温度低于 10 摄氏度时 进行 15 30 分钟预热 c 通知梁板两边工作人员 注意安全 点击控制软件的 开始张 拉 按键 第 1 次张拉施工 启动 此时密切注意在电脑上观测压 力值和位移值是否正常 有异常立即点击 暂停张拉 并进行相关 检查 电脑在张拉施工过程中严禁运行其他程序 操作人员时刻关 注相关数值 严禁离开控制台 d 在张拉过程中应密切注意梁板两端设备和千斤顶的工作情况 注意安全 如有异常情况立即单击 暂停张拉 按下张拉仪 急停 指示 按钮 停止张拉 排除异常情况后 方可继续张拉 e 每一孔张拉完成后 设备自动退顶 保存数据 并自动跳到下 一个张拉步骤 在下一个张拉步骤开始之前 计算机操作人员应再 次检查锚具 千斤顶 限位板是否正确 嵌套 数据连接线是否松动 被挤压 千斤顶是否压迫粗钢筋 等 张拉结束 a 整片梁板张拉施工完成后依次关闭软件 电机 切断电源 拆 卸千斤顶 油管 b 张拉系统所有设备在张拉完毕以后必须妥善保管 仪器 千 斤顶都必须有良好的防晒 防水措施 c 定期维护 油量不足情况下应及时加注符合要求的抗磨液压油 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 33 每三个月更换一次液压油 预应力筋加工与制作控制要点 a 预应力混凝土结构所采用的钢绞线与精轧螺纹钢筋的质量 应符合现行国家标准 预应力混凝土用钢绞线 GB T 5224 2003 预应力混凝土用螺纹钢筋 GB T 20065 2006 的规定和 要求 b 预应力筋进场时应分批验收 验收时 除应核对其质量证明书 包装 标志 规格和逐盘进行外观质量检查外 尚须委托有相应资 质的公路工程试验检测机构按照下列规定进行检验 1 钢绞线 钢绞线检验项目 检验频次 取样数量与质量要求见下表 5 2 2 1 检验项目取样数量抽验项目频次质量要求 1 外观 2 外形尺寸 3 抗拉强度 4 最大力总伸 长率 5 规定非比例 延伸力 6 弹性模量 3 根 1 1m 每批 7 松弛性能1 根 1 5m 每合同批 每批 60t 同厂家 同规格 同品种 同批号钢绞线 符合 预应力混凝 土用钢绞线 GB T 5224 2003 备注 1 合同批为一个订货合同的总量 2 样品应分别从 3 盘上 截取 如每批少于 3 盘 则应逐盘取样进行上述检验 检验结果中有一项不合格 则不合格盘报废 并再从未试验 过的钢绞线中取双倍数量的试件做该不合格项的复验 如仍有一项 不合格 则该批钢绞线为不合格 2 精轧螺纹钢筋 精轧螺纹钢筋检验项目 检验频次 取样数量与质量要求见 下表 5 2 2 2 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 34 检验项目取样数量抽验项目频次质量要求 表面质量 屈服强度 抗拉强度 极限伸长率 2 根 0 55 0 60m 每 批 每批 60t 每增 加 40t 增加一个拉 伸试验 产品应为 同厂家 同规格 同品种 同批号精 轧螺纹钢筋 符合 预应力混 凝土用螺纹钢筋 GB T 20065 2006 备注 表中检验项目 2 4 项均由拉伸试验得到 拉伸试验的试 件不允许做任何形式的加工 表面质量检查时应检查螺纹钢筋的螺 纹形状 不允许有螺纹错位 拉伸试验结果中有一项不合格 则需另取双倍数量的试件重 做各项试验 如仍有一项不合格 则该批钢筋为不合格 3 预应力筋的实际强度不得低于现行国家标准的规定 预应 力筋的试验方法应按现行国家标准的规定执行 4 预应力筋应存放于干燥的仓库中 露天及现场存放时应在 地面上架设枕木 严禁与潮湿地面直接接触 并加盖篷布或者搭盖 防雨棚 尽量缩短存放期限 特殊环境应该在订货中采用防锈包装 3 预应力筋的制作 预应力筋下料 预应力筋的下料长度应满足预应力筋设计尺寸及张拉需要 预应力筋的切断 应采用切断机或砂轮锯 不得采用电弧切割 下料过程中预应力筋严禁在地面上拖拉 避免预应力筋磨损 4 预应力筋锚具 夹具和连接器质量控制要点 预应力筋锚具 夹具和连接器应符合国家现行标准 预应力 筋锚具 夹具和连接器 GB T 14370 2000 的要求 预应力筋锚具应按设计要求使用 用于后张的锚具或其附件 上应设置压浆孔或排气孔 压浆孔应有足够的截面面积 以保证浆 液的畅通 中铁十二局集团第三工程有限公司 昭会高速公路第三合同段项目经理部 35 夹具应具有良好的自锚性能 松锚性能和重复使用性能 需敲击才能松开的 夹具 必须保证其对预应力筋的锚固没有影响 且对操作人员安全不造成危险 用于后张法的连接器 必须符合锚具的性能要求 用于先张 法的连接器 必须符合夹具的性能要求 锚具 夹具和连接器进场时 除应按出厂合格证和质量证明 书核查其锚固性能类别 型号 规格及数量外 还应委托有相应资 质的公路工程试验检测机构进行检验 a 锚具 夹具 连接器检验项目 检验频次