主梁标准段施工汇报.doc

塔斜拉桥牵索挂篮施工2008-6-24一、概述二、标准段挂篮的总体思路三、标准段挂篮的结构形式四、标准段挂篮施工工艺及步骤五、挂篮受力分析六、挂篮设计特点七、注意事项一、概述：本工程主线桥主桥为独塔四索面预应力混凝土斜拉桥，跨径布置为150m+150m，采用塔、梁、墩固结体系，除了塔梁锚固区，其它位置主梁左右幅分离，斜拉索采用扇形布置，梁上索距6m，桥塔每侧布置21对斜拉索。每幅主梁采用预应力双主梁截面，两个边主梁为单箱单室结构，主梁顶面全宽22.5m，顶面横坡为1.5%，主梁施工分段包括0#段、1#段、2#21#标准段、边跨直线段23#段、合拢段22#段，其中0#段长度19.5m，1#段及2#21#标准段长度6m，边跨直线段长12m，合拢段长2m。除0#、1#段梁高由3.5m2.5m变高外，标准段梁高均为2.5m，重量280t。主梁采用三向预应力体系，纵向预应力钢筋包括精轧螺纹钢筋和钢绞线两种；腹板竖向预应力采用32mm精轧螺纹钢筋；横梁内布置钢绞线，规格采用S1515。主梁标准段采用从主塔墩对称双向牵索挂篮悬臂浇注砼的施工方法，浇注节段长6m，节段数量20对。设计建议方案为采用前支点牵索挂篮施工，且单侧挂栏重量不得超过节段重量的165T，拟采用长平台前支点牵索挂篮进行施工。二、标准段挂篮的总体思路a、在制订主梁标准段挂篮方案时，首先该桥主梁纵向长度达6m；梁面较宽达22.5m，块段重量达280t，为保证节段施工纵、横向变形协调，对挂篮的整体刚度要求很大，挂篮重量大。b、斜拉索采用扇形空间布置，牵索横桥向及顺桥向投影角度变化大，起始块段牵索穿越箱梁底板，牵索相对每个节段梁端锚固点不断变化，各节段迭合后斜拉索沿横桥向投影无共同交点，挂篮主纵梁及牵索设施设计困难。横桥向投影顺桥向投影c、斜拉索采用双索面空间布置，锚固于箱梁翼缘，斜拉索梁端锚固块高度变化，各块段施工，常规设计抗剪设施与牵索前后对应，作为传递水平力至梁体的抗剪设施设计困难。d、由于主梁左右幅分离，内侧间距只有40cm，牵索横桥向角度变化，致使左右幅牵索挂篮主纵梁相碰，砼箱梁施工设计要求左右幅基本同步，相差不超过一个块段，难于实现。e、由于主梁左右幅间距很近，只有40cm，常规通过悬臂板外挂吊钩式走行根本无法实现，走行方式困难。f、桥位处砼箱梁底板距离既有高压线近，牵索挂篮梁高受限，挂篮整体升降高度受限，砼箱梁中间底板走行前后无法采取整体滑移升降方式。综合考虑以上因素，标准段施工用牵索挂篮方案突破常规，在兼顾力学性、工艺性、经济性的总体思路下，挂篮设计采用钢箱梁空间整体式底平台，通过四组纵梁、三组横梁、前后交叉腹杆组成空间受力体系，保证挂篮的纵横向刚度，保证了节段纵横向线型。挂篮主纵梁弧形首半径渐变及横桥向设计一定宽度空档适应牵索纵横向角度变化。抛弃了常规水平抗剪设施与牵索纵梁前后对应，通过空间传力方式，将水平抗剪设施布置于次纵梁中部，放在砼箱梁中间直腹板下方，水平抗剪设施设计简洁合理，砼箱梁局部受力更优化。为避免左右幅砼箱梁基本同步施工时，牵索挂篮主纵梁不相碰，依据主纵梁的受力特点，将尾部受力小的区域梁宽减小。挂篮走行利用反锚于前一节段上的后走行框及挂篮辅助主梁前端的前走行框，通过千斤顶支顶在反力座上前移走行，摒弃常规外挂边吊挂的走行方式。横梁前端模板为整体式型钢骨架钢模，后端采用小块模板及拼装式扣件钢管脚手架作底模支架，每次走行前将横梁后端模板散拆放平在底平台上，底平台小起小落即可实现挂篮走行，解决了高度受限问题，操作方便安全。三、标准段挂篮的结构形式挂篮采用复合平台式，其主要由承重系统、悬吊系统、水平抗剪系统、走行系统、模板系统等组成。1.承重系统承重系统主要由主纵梁、次纵梁、前横梁、中横梁、后横梁、前腹杆、后腹杆及普通纵梁等杆件组成。除去普通纵梁为型钢外其余均为加劲钢箱梁。各梁段采用27普通螺栓拼接。2.悬吊系统悬吊系统由挂篮前端牵索锚固结构，中吊杆、后吊杆等组成。牵索锚固结构由新制成品索、张拉杆、连接头、张拉螺母、锚固螺母(材料40Cr) 、垫块及卸载千斤顶组成。中内吊杆材质均为40Cr，其余为精轧螺纹钢筋。由于挂篮施工节段较多，各构件需要进行多次张拉，所以注意密切关注其疲劳状况，及时补强或更换。3.水平抗剪系统包括水平抗剪档块、梁体预埋钢盒组成。平衡由于牵索产生的水平力。4.走行系统走行吊挂系统由辅助顶纵梁、辅助前吊挂、后走行框、后走行吊挂组成。为减小走行时阻力，在各滑道处加焊4mm不锈钢板，并及时涂润滑油。5.模板系统本套挂篮模板除主梁变化锚固块处梁面采用竹胶板(设计图仅为示意),主梁其余全部采用新制钢模及组合钢模板。其中两侧边箱梁底模、斜腹板侧模、悬臂板外侧模、横梁前侧模板为大块钢模板；边箱梁直腹板外侧模、顶板模板及横梁后侧模板为分块式小模板，可方便拆装，使挂篮顺利通过每节梁段的横梁。横梁前端模板为整体式型钢骨架钢模，后端采用小块模板及拼装式扣件钢管脚手架作底模支架，每次走行前将横梁后端模板散拆放平在底平台上，方便走行。具体形式见下图。五、标准段挂篮施工工艺及步骤1、挂篮操作工序流程2、关键工序a、调整挂篮平面轴线位置及提升挂篮挂篮梁顶辅助主梁走行到位后，立即利用梁面汽车吊千斤顶或倒链，调整好相对位置，安装后后锚固；挂篮底平台就位后，尾部利用螺旋千斤顶支顶后走行框，前端利用螺旋千斤顶支顶前走行框以调整挂篮底平台平面轴线位置；底模相对底平台纵横梁调整则利用导链调整，调整前松开底模与底平台主纵梁间锚固。挂篮调整就位后，安装中吊挂及前走行辅助吊挂，分别在底平台前后横梁正上方布置液压千斤顶作为挂篮提升设备，将底平台起升约1m，抄垫后保证挂篮尾部基本与梁体贴紧，在箱梁顶面利用液压千斤顶预拉中、后吊杆。 b、模板标高调整由于挂篮变形影响，在横桥向设置预拱度，预拱度的设置除考虑前横梁变形外，还要累加梁顶主梁及吊杆的受力变形，同时应考虑牵索的非线性修正后的弹性伸长值影响。横桥向不同位置预拱度不一致，底模前端横桥向不同位置的立模标高值是在监控指令标高上累加挂篮变形。c、牵索安装及中间调整索力牵索主纵梁精确定位锚固后，水平抗剪设施安装完毕，即可进行牵索安装，先将延长杆与锚头内撑套连接好，调整好锚杯位置，保证锚杯螺母与锚垫板间4左右空隙。走行到位后,应准确调整主纵梁前后位置，按浇注100%砼后斜拉索梁端索偏角计算设置牵索与弧形首交点位置，使牵引张拉杆与斜拉索同一轴线，且轴线位置准确。本桥牵索中间调整索力包括两次，第一次初索力在砼浇注前施加，第二次索力在砼浇注至50%时进行调整索力值。d、梁端索力转换砼浇注完毕，按规定养护，满足强度要求后拆除内模及堵头模板，预应力张拉完毕后，即可进行梁端索力转换，先旋紧梁端锚杯螺母，保证其与锚垫板紧贴，利用千斤顶放松锚固于牵索纵梁弧形首处的延长杆螺母，使其处于松弛状态。e、前移底平台当浇注段砼达到设计强度要求时，张拉预应力筋，安装辅助顶纵梁、后走行框及其相关系统，卸去牵索系统，将斜拉索由牵索体系转换到主梁上，第三次张拉斜拉索。收紧后走行框，对称同步解除外侧中吊挂和后吊杆，利用内侧中吊挂和辅助前吊挂将挂篮平台下降1000mm，使挂篮次纵梁后端作用于后走行框上，安装前移千斤顶，准备前移。3、挂篮走行工序挂篮走行分三步：第一步块段施工完毕，在牵索体系转换前，安装桥面辅助顶纵梁、收紧后走行框。第二步利用内侧中吊挂和辅助前吊挂将挂篮平台下降1000mm，使挂篮次纵梁后端作用于后走行框上。第三步利用设置于挂篮辅助主梁前端及锚固于前一节段梁端底板上的前后走行框作为滑移装置，千斤顶牵引底平台。5、挂篮受力分析5.1、计算假定：1、箱梁翼缘板砼及侧模重量通过支架传至挂篮普通纵梁及主纵梁；2、箱梁顶板砼、内模重量、底板、腹板砼通过底模传至普通纵梁及次纵梁；3、斜拉索荷载通过弧形首传递至牵索挂篮主纵梁；4、挂篮主要承受砼荷载及斜拉索的预拉力，并通过中内、外吊挂及后吊挂系统进行平衡；5.外模、底模、顶模及平台临走行时，其重量由后走行吊挂及辅助前吊挂承担。5.2、计算工况：1、荷载挂篮自重及施工临时荷载: q1；第一次斜拉索预拉力荷载:s150%砼荷载：q2第二次斜拉索预拉力荷载：s2100%砼荷载：q32、荷载组合挂篮空载：q1挂篮空载斜拉索第一次张拉：q1+s1浇注50%砼荷载：q1+s1+q2浇注50%砼后第二次调索：q1q2s2砼浇注完成时q1s2q35.2、检算项目：1、验算各种荷载组合下挂篮主梁结构受力情况及变形。2、分别计算出各种荷载组合下中内、外吊点反力及后吊挂反力，及剪力键反力。3、根据各支点反力设计吊杆大小及数量4、计算挂篮走行时吊点荷载及梁顶辅助纵梁受力情况5.2、计算结果计算结果以2块及21块进行说明1、2块计算结果、挂篮主梁最大应力97.2mpa,浇注完成时变形为32mm。、中内吊点最大反力为145t，中外吊点最大反力为31.1t,后吊挂最大反力为28.7t，剪力键最大反力为34.6t。、中内吊挂设计为2根60张拉杆，材质为40Cr，中外吊杆及后吊杆设计为2根32精轧螺纹钢筋。、挂篮走行时前、后吊点最大反力为50t，辅助纵梁弯距为370t/m,剪力即为吊点反力。2、21块计算结构、挂篮主梁最大应力150.2mpa,浇注完成时变形为52mm、中内吊点最大反力为90.0t，中外吊点最大反力为34.2t,后吊挂最大反力为62.5t，剪力键最大反力为186t。、中内吊挂设计为2根60张拉杆，材质为40Cr，中外吊杆及后吊杆设计为2根32精轧螺纹钢筋，、挂篮走行时前、后吊点最大反力为50t，辅助纵梁弯距为370t/m,剪力即为吊点反力。梁顶辅助纵梁设计为三片加强型贝雷梁结构。6、挂篮设计特点挂篮采用下复平台式，其主要由承重系统、悬吊系统、走行吊挂系统、模板系统等组成。承重系统主要为钢箱梁及型钢组成，钢箱梁由钢板焊接而成，挂篮标准梁高为1.2m,其中次纵梁B段及后外腹杆为变截面箱梁，梁高由1.2米变至0.35m,为满足设计院设计要求，挂篮施工时最多相差一个块，主纵梁设计为变截面梁，梁宽由1.0m变化为0.8,满足设计需要。由于此桥为双索面斜拉桥，剪力键设置时在中腹板处最为方便，且受力可靠，由于斜拉索作用点在纵桥向与剪力键不在一条直线，斜拉索的纵桥向水平反力通过内腹杆传递至剪力键。7、注意事项1.用作吊挂系统的精扎螺纹钢和40Cr两端须套双螺母及加垫板，通过连接器接长时，必须预先在距端头1/2连接器长度处做油漆记号，连接器两端对中连接。 2.灌注砼前，应在中、后吊挂处抄垫预定高度垫块或马凳对中、后吊挂系统吊带按给定的吨位进行预顶收紧，以使底模贴紧砼，防止在砼浇注过程中吊带发生变形。 3.挂篮使用时，应经常检查吊挂处纵梁节点、吊挂系统及牵索系统各联接点，连接螺母、连接套筒等关键部位。 4.在浇注砼过程中，应设专人随时测量挂篮前端产生挠度变形，且对弹性变形及时调整。 5.挂篮走行时要求均匀、同步。 6.松紧吊挂时，旋转螺母不得带动螺杆，以免使底部螺母或中间套筒旋落。 7.施工用脚手板宜用木脚手板,以免增加挂篮荷载。 8.挂篮平台走行前, 其上部构件应临时固定，以免因走行时晃动而造成滑落。走行应按要求进行，机具设备、内模支撑构件等不得放置在挂篮平台上一起走行。 9.施工前,所有吊挂系统的精轧螺纹钢和40Cr钢均应用PVC管套好，以免电焊碰伤。 10.挂篮走行前，辅助顶纵梁尾部须设置保护装置，以防止意外倾覆或纵滑。 11.前、后走行吊挂使用前，应严格检查或作受力测试。 12.悬臂施工前，应按要求设置防护栏杆及安全网。 13.挂篮体系转换时应严格对称同步，转换顺序应严格遵照牵索挂篮施工流程图进行。 14.张拉杆、套筒在使用前应做探伤检测。 15.张拉杆、套筒及锚杯间的螺纹应上满上紧，确保其联接可