100米悬浇箱梁施工工艺的改进措施.doc

100米悬浇箱梁施工工艺的改进措施一、 引言 施工成本在企业竞争中占据至关重要的地位，加强项目成本控制，从而对施工企业的市场竞争力和经济效益具有重大的现实意义。挂蓝施工作为一项成熟的施工技术，如果对结构没有特殊要求,它所需要的施工技术基本没有特殊性,就只有通过加强施工创新、注重对施工工艺的改进,以力求降低成本、提高建筑质量,。汉寿沅水大桥悬浇箱梁，采用挂蓝施工，在施工方案上做了一些成功的改进，降低了施工投入，加快了施工进度，取得了一定的经济效益。 二、 工程概况 湖南省汉寿沅水大桥是省道S205线跨越沅水的重要桥梁，桥梁全长7260.76米，其中主桥结构为100m预应力混凝土变截面悬浇连续梁，跨径布置为58m+6*100m+58m，单箱单室箱型截面，桥面净宽16m，共有七个“T”构，每个单“T”共分15段悬臂浇筑，分段长度有2.5m和3.5m两种，合拢段长2m。箱梁截面示意图如下： 三、悬浇箱梁施工的改进措施 1. 挂篮设计从实际出发，减少了施工材料的投入 汉寿沅水大桥悬浇箱梁的跨径为100m，与同类型悬浇箱梁相比大同小异，主要是采用挂篮施工，其施工技术和施工工艺已经相当成熟。从已完成的桥梁来看，挂篮形式上的区别主要在于主桁架的不同，有采用桥梁设备厂直接加工的成品，有采用型钢自行加工，有采用标准杆件或贝雷架拼装等多种形式。汉寿沅水大桥究竟采用什么形式的挂篮，则要根据项目的实际情况出发。选择挂篮形式时，项目部就确定了减少投入，方便施工，充分利用已有的设备和周转材料的原则。汉寿沅水大桥共有七个“T”构，如果采用型钢加工主桁架，则需要大量的50号以上型号的工字钢，而项目在平常施工中所使用的型钢通常是40号以下的型号，均不能满足主桁架的受力要求，只有全部采购，这是一笔不小的投入；如果采用桥梁设备厂的成品桁架，则投入更大，经济上更不划算；而采用贝雷架拼装作为主桁架，则具有很大的优势，贝雷架是项目常备的施工设备，其他常用的40号以下的型钢可作为挂篮的辅助材料，这样能够节省大量的材料投入，达到降低施工成本的目的。 挂篮由主桁架、上横梁、底篮和吊杆等四个主要部分组成，主桁架和上横梁均采用标准贝雷架拼接。单个挂篮共两组主桁架，根据箱梁段的最大重量，每组主桁架由4组贝雷架拼接，每组贝雷架由4片组成，采用特制花架将4组贝雷架连成整体，主桁架长度12m，高度1.5m。单个挂篮共有前后两组上横梁，每组横梁由2组贝雷架拼接，每组贝雷架由6片组成，长度18m，满足桥梁宽度16m的要求。 上横梁高度1.5m，采用适当的方法连接固定在主桁架上，避免施工过程中产生滑移，上横梁之间用20号槽钢分左右两道连接，形成整体，同时增强横梁的抗倾覆能力。主桁架是悬浇过程的主要受力构件，长度12m，高度1.5m，为了增强其刚度以及施工过程的稳定性，需在前后两端和中部加设三道桁架横系梁，横系梁由20号槽钢和10号槽钢焊接。 底篮由下横梁和底模系统组成。下横梁分前后横梁，根据悬浇箱梁的重量及吊杆的分布，前后横梁均采用2根40号工字钢并排放置，工字钢之间用钢板间断焊接形成整体横梁，前后横梁上纵向铺设25号工字钢和横向12号工字钢，上层铺设6mm厚钢板组成底模系统。（详见挂篮示意图） 吊杆采用32mm精轧螺纹钢筋，前后各4根吊杆，前后吊杆的水平距离为4.25m，吊杆上端用型钢枕梁和YGM锚具固定在上横梁，下端采用特制铰结构与底篮横梁连接。 挂篮的自锚系统采用32mm精轧螺纹钢筋，上端用型钢枕梁固定在主桁架顶面，下端用特制连接器与箱梁竖向预应力钢筋连接锚固（详见底篮铰结构示意图）。根据施工荷载，每组主桁架的后端需要有2根后锚杆，确保悬浇施工安全。 挂篮的外侧模和内顶模均采用大型骨架整体钢模，并采用滑移系统，达到整体安装，整体脱模，整体滑移的目的，这样可以加快工序施工进度，降低劳动强度。 沅水大桥采用的挂篮的特点是：自重轻、刚度大，能满足施工的需要。同时所使用的材料为可重复使用的贝雷架，以及常备的型钢；悬浇梁段采用全断面现浇，缩短了梁段的施工周期。整套挂篮包括模板等总重量约为45t，其中使用贝雷架56片，内外模板重10t，其余均通常使用的型钢。贝雷架的特点是刚度大，抗弯强度高，自重轻，拼接容易，可完全重复使用，若采用大型型钢加工主桁架，要达到贝雷架同样的抗弯强度，需要增加大量的施工钢材，同时也会加大挂篮的自重，不利于挂篮的安装和施工过程的滑移。 2. 1号箱梁段施工方案的改进 从以往完成的悬浇箱梁来看，1号箱梁段都是采用支架施工，在完成1号梁段后，再安装挂篮，然后悬浇其余梁段。沅水大桥墩身高度约20m，如果采用支架施工，需要搭设约20m高的临时支架，或者在墩顶侧面预埋钢板，焊接三角托架，不论采用哪种支架施工，除了投入大量的支架材料外，支架的搭设，托架的焊接，底模的拼装等需要花费大量的时间。能否直接用挂篮施工1号梁段呢？1号梁段梁重量较大，对挂篮主桁架的抗弯强度要求较高，而贝雷架的特点是：自重轻、抗弯强度高，经过计算，并改进部分工艺，1号梁段完全可以采用挂篮悬浇，具体施工步骤如下： （1） 按正常程序完成0号梁段的施工，待混凝土强度达到80%设计强度后，张拉0号梁段横向和竖向预应力，拆除0号梁段的模板和支架； （2） 拼接挂篮主桁架，将0号梁段两端的主桁架尾部连接起来，形成通桁架，利用通桁架来悬挑1号梁段； （3） 改变挂篮前支点位置，将前支点移至0号梁段顶面临时固结的位置，使0号梁段的悬臂部分不受外力弯距的作用。此时挂篮的受力状况与正常梁段施工时的受力状况不一样，挂篮前后吊杆与支点的距离都比正常情况要大，主桁架承受的弯距也就更大，因此主桁架承受最大弯距的部位需做一定的加强，也就是在通桁架顶面两个支点的前后采用专用贝雷弦杆进行加强，以增大主桁架的抗弯强度；（详见1号梁段悬浇示意图） （4） 利用悬浇箱梁的设计原理，在0号梁段的预应力备用孔位置增加4束临时预应力束，作为0号梁段抵抗弯距的安排储备，抵消1号梁段施工过程有可能对0号梁段产生的弯距； （5） 全端面悬浇1号梁段； （6） 1号梁段完成后，仅加长主桁架，前移上横梁就可。作为正常挂篮悬浇其他梁段。 （7） 1号梁段采用通桁架挂篮悬浇施工，不但节省了支架施工材料的投入，而且挂篮拼装几乎是一步到位，大大地节省了施工时间，缩短了每个“T”构的施工工期。 3. 边跨合拢段施工方案的改进 变截面连续箱梁由于边跨与主跨的跨径不对称，以及边墩的支撑需要，一般在边跨的过度墩位置设置一段现浇箱梁和合拢段，通过合拢段将现浇段与边跨箱梁相连形成连续箱梁。边跨合拢段的设计施工顺序为搭设现浇段施工支架，完成现浇段箱梁，再利用边跨箱梁的挂篮完成合拢段的施工。 由于合拢段不同于普通的悬浇箱梁段，合拢段的施工工序除了钢筋、预应力管道和模板安装外，还增加了合拢段的施工工序更加复杂，合拢段两端顶面高程的调整，两端箱梁之间的刚性连接，顶底板部分预应力的预张拉，以及平衡重量的配置等工序。另外在合拢段的中间位置还增加了一道横隔墙，因此合拢段施工花费的时间更长。按正常施工进度比较，普通悬浇梁每段箱梁的施工周期为10天，则一个合拢段的施工时间至少需要20天。 虽然合拢段的施工工序不能省略，但改进合拢段的施工工艺，同样可以加快挂篮的周转，达到加快施工进度的目的。汉寿沅水大桥的边跨合拢段的施工工艺由挂篮施工改为支架合拢，达到了预期的目的。 汉寿沅水大桥共有7个“T”构，如果采用14套挂篮同步施工，自然可以达到理想的施工进度，但施工材料的投入则相对较大，施工成本较高。为了妥善处理施工进度与施工投入的关系，投入8套挂篮，即根据下部构造的施工进度，最多4个“T”构同步施工，其余“T”构则周转使用挂篮。因此怎样加快挂篮的周转，是保证总体施工计划的关键，边跨合拢段施工工艺的改进也是基于此目的。支架合拢段的施工步骤： （1） 搭设现浇段支架，原设计现浇段支架长度7.5m，由于合拢段采用支架合拢，因此支架长度加长至9.5m； （2） 按正常工序施工现浇段箱梁； （3） 主墩“T”构完成15号箱梁段悬浇后，对称拆除挂篮，投入下一个“T”构的施工； （4） 松开现浇段箱梁侧模，滑移至合拢段位置，调整，安装。 （5） 绑扎钢筋，安装预应力管道； （6） 按设计要求焊接刚性连接，张拉顶底板部分预应力； （7） 选择一天之中气温最低时，一次性浇筑合拢段混凝土，由于合拢段在支架上现浇，混凝土浇筑过程中两端箱梁均不承受外部荷载，因此两端箱梁均不需要设置平衡。边跨合拢段施工工艺的改进，使一个主墩“T”构挂篮的周转时间提前了近30天，全桥按计划工期顺利合拢，实现了降低施工成本，保证施工进度的目标。 三、 结