箱梁悬浇施工.doc

下巴河大桥主桥箱梁悬浇施工（中港第二航务工程局 殷爱华）摘 要：本文简要介绍下巴河大桥主桥箱梁悬浇施工的施工方法关键词：箱梁 悬浇 施工 方法一、工程概况黄冈市下巴河大桥是黄冈市江北一级公路上的一座特大型桥梁，大桥全长1934m，桥宽15.5m，主桥为528052m三跨预应力混凝土连续刚构。主梁为单箱单室结构，箱梁底宽8m，顶宽15.5m，墩中心处梁高4.6m，跨中及端支座处梁高为2.2m，纵桥向箱梁底采用二次抛物线变化，箱梁顶设1.5双向横坡，箱梁底板横向水平，底板厚度从60cm变化到跨中30cm，腹板厚度从60cm变化到40cm，顶板厚度从40cm变化到30cm。本桥26、27墩为主墩，除0块和边跨现浇段外，每墩各有悬浇节段9个，每节段具体参数如下表所示：节段号123456789砼方量(m3)44.5442.0150.1548.2251.6447.5045.3744.6140.58节段重量(t)116.9110.3131.6126.6135.6125109.7117.1106.5底板厚(cm)48.8845.3941.7738.6435.6533.331.5830.4930.0腹板厚(cm)606060605040404040顶板厚(cm)403535303030303030端部梁高(cm)371.4343.5314.5289.4265.5246.6232.8223.9220.2长度(m)333.53.544444二、施工工艺流程采用后锚式挂篮悬浇施工连续刚构是一种非常成熟的施工工艺，根据本桥的实际情况，并结合现场施工条件，确定施工工艺流程图如下：挂篮安装挂篮预压挂篮及模板系统调校底板及侧墙钢筋绑扎内模支架搭设及内模安装顶板钢筋绑扎、预应力管道安装端模安装混凝土浇注养护、穿束预应力张拉管道压浆挂篮移动就位以上工序中以挂篮模板调校至挂篮移动就位作周而复始循环，直至完成悬浇施工。三、挂篮选型、设计、加工及安装挂篮是主梁悬浇施工中的主要受力结构，是主桥上部结构施工的关键，要求刚度大、变形小，有足够强度，加工、安装、拆除方便，移动就位迅速，能实现7天/节段的标准化施工速度，尽快完成主桥上部结构悬浇施工和脱离悬臂施工的危险状态，安全实现全桥合拢，完成体系转化。1、挂篮选型悬浇施工采用后锚式三角挂篮（XGL150），全部采用常用型钢加工，结构型式简单，加工、安装和拆除比较为方便。2、挂篮设计1）、设计参数本挂篮最大设计荷载为150t（5块重量为130t，并考虑20t自重），挂篮自重控制在40t以内，确保挂篮自重/承载力0.3，实现轻型化。同时设计时以刚度作为主要控制条件，保证在施工过程中挂篮不致因有过大变形而导致混凝土开裂或标高失控。2）、挂篮构造本挂篮采用后锚三角型式，按结构分为主承重系统、底平台系统、模板系统、锚固系统、悬挂系统和行走系统六部分组成。（1）主承重系统主桁架主承重系统采用三角型式，重心低，结构受力明确，计算简单，加工和安装方便，施工过程中的稳定性较好。主桁采用232a和225a组拼而成，全焊结构，考虑到移动过程中的稳定性，在两片单独桁架之间以前后上横梁和主桁立柱上端水平拉杆作为横向联系以增强稳定性，具体施工过程中再根据实际情况考虑是否增加适当横向连接；（2）底平台系统底平台承受箱梁底板、腹板部分砼荷载，其结构包括底模、底模承重平台、底板前、后及箱梁外侧操作平台；底模采用墩身和0块模板改制，底模承重平台采用I36a、I25a以及18a焊接加工而成，形成框架结构，有足够刚度和强度；（3）模板系统挂篮模板系统包括底模、外侧模、内模、端头模和各种预应力槽口模板。这些模板与箱梁0块模板通用，其结构详见0块施工方案；（4）锚固系统挂篮锚固系统包括主桁锚固、底平台锚固及模板系统锚固等三部分。A、在单片主桁后支点处通过34根精轧螺纹钢和YGL联接器与箱梁腹板竖向预应力筋相连形成主桁后锚，每道后锚施加15t预拉力；B、底平台前、后端分别由6根和7根精轧螺纹钢锚固于主桁前上横梁和已浇节段箱梁底板上；C、挂篮外侧模和内模均采用精轧螺纹钢锚固于前上横梁和已浇节段前端。（5）悬挂系统挂篮悬挂系统主要用于将箱梁底板、腹板和顶板砼荷载传递给主桁和已浇节段梁端。吊杆采用32mm精轧螺纹钢，挂篮标高采用千斤顶和手拉葫芦进行调整；（6）行走系统挂篮行走是挂篮施工中安全问题最大的一个环节。有无稳定、安全、快捷的行走系统是决定挂篮施工成败的重要因素；本挂篮的行走系统由滑轨（梁）、滑船、挂腿、吊具和手拉葫芦等组成。3、挂篮加工本挂篮除少数精加工件需外联加工外，其余构件均自行采购和加工。材料采购和加工过程中应注意如下一些问题：1、型号和材质要求：采购时注意材料的型号切勿搞错，对于有材质要求的材料（如45号钢轴承），购买原材料时必须随货提供材质书，存于质检部备查；2、对于受力较大的焊接件（如吊具、挂腿），使用前必须作拉力试验，以验证其受力性能；3、所有焊缝均采用手工焊，焊条采用J422，焊缝质量必须达到二级以上标准；4、焊接时注意次序，保证对称性，控制焊接变形量；5、对每条焊缝逐一检查其厚度和长度，有缺陷的要及时修补，重要的焊缝进行超声波抽检，以确保焊接质量；6、挂篮加工完成后，由质检部、工程部联合按设计图纸和规范对挂篮几何尺寸和焊缝进行验收并出具相应报告，合格后方能投入使用，验收报告存于质检部备查。4、挂篮安装在0块预应力张拉压浆完毕，底模和部分支架拆除后，即可开始挂篮的安装工作。挂篮安装在0#块上进行，安装时要遵循由上到下，由里到外的顺序进行。四、挂篮预压挂篮预压是对挂篮设计、加工、安装质量的一次全面检验过程，是消除挂篮非弹性变形和观测弹性变形量的关键工序，更为重要的是观测数据将作为悬浇施工中箱梁每个节段立模标高的参考依据。结合现场实际情况，本挂篮拟采取砂袋预压的方式进行观测，具体观测施工过程及要点如下：1、在挂篮安装到位并锚固好后，将挂篮系统调整到1块需要的立模标高，并对挂篮各后锚施加15t预压力，以模拟节段砼荷载；2、将废旧钢卷尺切成20cm长若干段，用粘胶带将卷尺牢固粘于挂篮前端精轧螺纹钢吊杆上（设置高度满足测量需要），注意在预压观测施工过程中加以保护，防止移位、脱落而影响预压观测数据的真实性；3、挂篮预压采取分级加载，具体施工中加载按050100120分四级进行，卸载同样按120100500分四级进行，加载时严格按照底板、腹板、顶板的顺序模拟砼浇注过程进行；4、在达到100荷载后，稳压12h再加载至120；5、施工过程中派专门技术人员监督预压过程，保证加载的准确性和对称性，确保所采集数据能真实反映挂篮的实际变形量；6、砂袋采取每袋过磅的方式以确保加载的准确性；7、测量进行两班连续加载和卸载观测，直到完成预压全过程，预压完成后，及时整理观测数据，交工程部编写挂篮预压观测报告，形成书面材料报监理、监控单位，此报告将作为指导施工的重要依据；8、在有条件的情况下，在挂篮重要杆件和部位上贴应力应变片测定挂篮的实际应力和应变，以验证理论计算结果和采取的简化计算模式是否正确。五、挂篮模板系统施工1、挂篮模板系统调整在挂篮预压完成以及标准化节段施工中挂篮行走到位后，挂篮模板系统的调整是一个较为繁琐的过程，挂篮的可操作性将在这一方面得到进一步体现。1）、底模标高及轴线调整：用手拉葫芦将底模平台基本提升到位，然后用全站仪或经纬仪调校底模轴线（需要用到千斤顶、手拉葫芦和钢丝绳扣），在达到要求后将底模后锚稍微上紧，松紧前吊杆螺帽以微调底模前端标高（考虑预抬值），然后对后锚逐一施加15t预拉力锁紧；2）、侧模标高及轴线调整：侧模在底模调整后进行。首先用全站仪在已浇节段上做点，侧模标高通过卷尺拉侧模前端与底模的高度粗略测定，再用手拉葫芦调整侧模边线与桥轴线垂直，将侧模后吊杆锚紧后用长卷尺复核侧模前端顶宽（15.5m）是否满足要求，最后再用水准仪和经纬仪复核一次，确认无误后对吊杆施加10t预拉力以固定其位置。3）、内模标高及轴线调整：在底板和腹板钢筋绑扎完成后，将内模用手拉葫芦从箱梁内拉出，以侧模和底模作为参照进行调整，基本到位后测量复测其标高。2、挂篮模板系统施工要点1）、模板系统采用模板漆作为脱模剂，保证砼表面色泽一致；2）、底、顶板端模在模板系统调整到位，钢筋绑扎前安装到位，作为钢筋绑扎的依据，有利于保证钢筋绑扎质量和施工速度；3）、箱梁内腔顶板厚度在1、2节段从40cm变化到30cm，为保证加工的内模能满足连续施工要求，内模设计时以30cm厚作为设计依据。在施工1、2节段时，在内模倒角处分别焊510、05cm的渐变钢板，沿整个倒角处填砂压实，上敷水泥砂浆形成1、2节段内顶模；4）、箱梁内腔腹板厚度在5、6节段从60cm变化到40cm，为保证连续施工要求，内模设计分为两块加工，两块内模在箱梁顶板中部设置木板嵌缝以适应腹板厚度的变化；5）、为保证箱梁腹板的厚度满足设计要求，腹板内、外侧模之间必须设置内撑，内撑材料采用铁管，同时作为保护对拉螺杆的套管使用；6）、箱梁倒角在施工中要采取一些措施对倒角模板加以良好固定，保证在混凝土浇注过程中不变形、不移位；7）、箱梁内腔结构尺寸和外观质量常是施工中容易忽视的环节，在施工中要引起足够重视。六、钢筋及预应力管道施工1、钢筋施工悬浇节段钢筋比较复杂，加之三向预应力管道纵横交错，施工难度较大，施工中容易引发各种质量问题，施工过程应加强控制和监督检查力度。2、预应力管道施工悬浇节段预应力管道纵横交错，施工难度大，必须精心施工。管道的安装质量将直接影响后期预应力穿束、张拉及压浆质量。在以往施工中，经常发生因管道漏浆、变形、移位导致穿束困难，甚至无法穿束而必须开仓等情况发生，严重影响箱梁质量和施工进度。预应力管道安装是施工的重点控制和检查的环节：1）、施工顺序底板纵向管道腹板竖向管道横向管道纵向管道。2）、注意事项（1）、腹板竖向预应力管道在安装过程中应严格保证竖直，同时注意压浆管的安设质量；（2）、纵向波纹管采用30cm长接管接出节段砼端面，确保下次连接的可靠性；（3）、纵向波纹管内必须穿设PVC管或橡胶管，在浇注过程中经常转动胶管，防止进浆凝固堵死，浇注完成后及时拔出胶管，周转使用；（4）、严禁电焊烧伤波纹管，若发现孔洞应及时用海绵和粘胶带包缠；（5）、当横向管道与竖向管道冲突时，可适当移动竖向波纹管距离以保证横向管道的位置；（6）、除横向束和竖向预应力筋采用先穿以外，纵向预应力束尽量采取后穿施工；（7）、加工足够数量的U型卡，将管道定位牢固，防止在砼浇注过程中移位、变形，保证穿束的质量和速度；（8）、竖向管道压浆管采用透明钢丝管预埋，浇注前在压浆管内插入一根12mm钢筋以保证管道畅通。七、混凝土施工主桥箱梁为C50高标号预应力混凝土，要求泵送和早强，必须精心施工，确保质量。砼施工注意事项如下：1、为达到悬浇施工的对称性要求，泵管做成三通状，使泵送能通过闸阀实现两端均匀布料，将不对称浇注方量控制在5m3以内；2、严格按底板腹板顶板的顺序进行砼浇注；3、严禁采用通过腹板布料，用振捣棒赶料浇注底板砼；4、在浇注至底板与腹板倒角处，适当将砼坍落度降低，并减缓浇注速度，避免砼在浇注时从倒角翻出，造成人力和物力的浪费；5、砼浇筑后及时进行养护，本桥箱梁C50砼水泥用量达到495Kg/m3，前3天水化热极大，是养护的重中之重，养护工作稍不到位就会产生裂缝，严重影响桥梁的耐久性。八、预应力张拉和压浆主梁为三向预应力结构，与0块一样，施工中容易出现质量和安全问题，施工中应引起足够重视：一、准备工作1、千斤顶和油表的标定：在预应力张拉前，必须对千斤顶进行标定，根据回归方程计算张拉油表读数；在达到使用时间或次数后，应及时重新标定；2、工具：张拉杆、撑脚、钢板尺、退锚灵、工具锚（工具夹片）、限位板、1t手拉葫芦、0.5t卡环等；二、纵向束箱梁纵向管道主要布置在箱梁顶板与腹板承托及底板上。采用90mm金属波纹管制孔，内穿12j15.24mm钢绞线，控制张拉力为2343.6KN，采用280t穿心式千斤顶两端同时张拉。1、纵向束最好采用后穿，在砼浇注完成后12天内采用人工或机械方式进行，对于较短的束，可以采取人工穿束，当束较长时，人工穿束会比较困难，这时可考虑采用卷扬机进行穿束；2、由于穿束时每根钢绞线不一样长，下料时必须控制好下料长度，避免下料过短的情况发生，同时减少浪费；3、当纵向束较长时，张拉时千斤顶的行程有可能不能满足一次张拉到位，这时必须采取二次张拉，记录时必须特别仔细；4、采取测量伸长量的正确方法：当束较短时，钢束的张拉伸长量较小，不正确的量测方法将测出错误的伸长量，使误差超过规范允许的6；正确的量测方法是：在钢束上作标记，以千斤顶上固定一点作为参照量测，而不是通常所采用的量测千斤顶油缸伸长的方法，这样可以作到比较精确的量测；5、多余钢绞线必须采用手持砂轮切割机切割，严禁电气焊切割。三、竖向束竖向束采用50mm金属波纹管制孔，内穿32mm精轧螺纹钢，控制张拉力为542.8KN，采用70t穿心式千斤顶单端张拉。1、准备张拉杆、撑脚、铁钎和特制扳手；2、张拉时必须预张以消除撑脚处的非弹性变形量，以保证在正式张拉时能量取较为准确的伸长量；3、注意使张拉杆、千斤顶、撑脚及预应力筋处于一条直线上，保证张拉时不致偏心受拉折断后弹出伤人；4、锚固前用特制扳手或铁钎将精轧螺纹钢螺母打紧，量测回缩量确定是否锚紧；5、受挂篮主纵梁影响，竖向预应力一般要滞后纵向和横向束两个节段张拉。四、横向束横向束采用6020mm扁波纹管制孔，内穿3j15.24mm钢绞线，控制张拉力为585.9KN，采用25t前夹式千斤顶两端同时张拉。1、横向束采用先穿，注意浇注前的检查工作，防止波纹管进浆堵死，影响张拉和压浆；2、注意按照先内后外的顺序进行张拉，防止偏心；3、由于横向束束长只有15.5m，采用单端张拉亦可满足规范要求，但要特别注意伸长量的量测。五、其它注意事项1、张拉时严格按照纵向横向竖向的顺序进行，并尤其注意纵向束张拉时的对称性要求；2、张拉时箱梁砼强度必须达到80以上，由试验室出具张拉强度通知单，操作人员必须凭此通知单方能进行张拉作业；3、张拉时，千斤顶后端严禁站人；4、张拉时听到异常响动应立即停止作业并进行检查，待查明原因并解决问题后方可继续进行作业；5、张拉时油泵应缓慢、平稳送油；6、做好原始记录。第十三章：预应力管道压浆预应力管道压浆是保护预应力筋不受锈蚀，将预应力均匀传递到结构物上重要措施。施工中也是最容易出现质量问题的环节，如压浆不饱满、管道堵塞等。预应力管道采用活塞式压浆泵进行压浆，压浆嘴后设置球阀以便于能维持恒压。压浆水泥采用普硅R32.5以上。管道压浆之前先用清水清洗和湿润管道，以消除管道