高速公路高架延伸线工程运河桥悬臂浇筑施工工艺170001

1、高速公路高架延伸线 运河桥悬臂浇筑施工工艺摘要 : 介绍 * 市 * 高架延伸线01 标运河桥工程的悬臂浇筑施工。关键词：连续刚构桥菱形挂篮悬臂浇筑一、 工程概况* 路延伸线是衔接* 路与 * 高速公路的接线工程，本工程跨越运河上部结构为72+120+72m勺连续刚构桥，纵坡1%横断面为单箱单室大挑臂结 构，主墩处梁高6.8m,跨中与边墩处梁高2.5m,梁高与底板高度按二次抛 物线变化。箱梁顶宽18.62m、底宽10m挑臂4.31m、顶板厚30cm底板 厚按30100cm变化、腹板厚60cm主墩采用双薄壁墩，基础为 0 180cm钻孔桩，承台尺寸17.3 X8.6 X3.5m。在120m的1/

2、2长度内共分14个节段，其中0号节段长8.5m, 12 号节段长3.0m, 37号节段长3.5m, 814号节段长4.5m,中、边跨合拢段 长1.5m,边跨现浇节段长11.19m。箱梁采用菱形挂篮悬臂浇筑施工。二、施工方法（一）0#、 1#节段施工运河桥0#、1#段共有箱梁混凝土 535 m3,承台平面尺寸为17.3X8.6m, 且襟边尺寸较大，具备钢管支撑条件，并且这样弹性及非弹性变形小，故19采用大钢管上架贝雷纵挑方案（见图一）r承台25x25大方木 30#工字钢45#工字钢80x80x0.8cm 钢板30#工字钢F -小70府管 ,第一次浇筑面I贝雷架-45#工字钢双拼力口1/2I-I

3、断面1721nl-ww因墩身竖向预应力束的顶张拉端在 0#段横梁的上部（不到箱梁顶面）， 因此0#段必须分两次浇筑；又因连续梁采用挂篮悬臂法浇筑施工，是从 0# 块起步的，而0#段的设计长度只有8.5m,不能同时满足两只挂篮的安装需 要，必须将两个1#段施工后，才能满足两只挂篮安装需要。考虑本桥工期 较紧，且0#段纵向没有预应力张拉锚固，故安排 0#、1#段混凝土一起分两 次浇注，第一次0#、1#段浇至墩身竖向预应力束的张拉端，共 348 m3混凝 土，张拉、压浆后，第二次浇筑 0#、1#段箱顶混凝土，共187 m3。（二）挂篮法分段悬臂浇筑全桥共配4套菱形挂篮，每套挂篮重85t （包括施工机

4、具），T构两边 对应节段硅同时浇筑。1、菱形挂篮设计要求适用最大梁段重2060kN,梁段长度34.5m,梁顶宽度19m,梁底宽度10m,梁高6.182.5m,走行方式为无平衡重自行。在14.5m的起步长 度内，同时安装2套挂篮。1.1 结构形式与工作原理1.1.1 结构形式：菱形挂篮由菱形桁架，提吊系统、走行锚固系统及模板系统四部分组成(见附图二)。主构架.L-自置后吊带1#革紧板550IIIIIIIIII”易二 hi lllilliiiilili_10T滑链底模纵梁w前下横梁霹鼾 1梁J 1 热J牵引锚固 钢枕；前吊带滑梁17II6 e力1619上*产地常豪依嘴孑增烟号审I.生七束L 千用f

5、 11内事*乘3”i.flf也南胃骤ii.MRiLM版吐千斤京i|,«*(1)菱形桁架菱形桁架是挂篮的主要承重结构，桁架分两组立于箱梁腹板外侧竖向锚筋位置，间距9.6m,其间用梢钢组焊成平面联结系。每片桁架除斜杆用232cA3梢钢组焊而成外，余均用32a A3梢钢组焊，节点板20mm厚，用M22高强度螺栓连接。前上节点和前上横梁联接，前上横梁为55#工字钢双拼，上设 13 个吊点，其中4 个吊外侧模，5 个吊内模，4 个吊底模架。（ 2）提吊系统前吊带由32精轧螺纹钢和用 A3钢板加工成的160x20mm钢吊带两 种，钢吊带和50mm贝雷销组合用于吊滑梁。底模前下横梁处前吊带设枕 梁

6、，上端吊于前上横梁，每组吊带用2 个 320kN 手动千斤顶及扁担梁调节底模标高。后吊带用A3 钢板加工成的160x20mm 钢吊带， 上部设置调节孔以适应梁底板厚度的变化，下端与底模架后横梁栓接，上端穿过箱梁（预 留孔） ，每个吊带用2 个 320KN 手动千斤顶及扁担梁支承在已成的箱梁上。（ 3）模板系统箱梁外侧框架由12梢钢和6梢钢组焊而成，面板用4mm钢板。外侧模板支承在外模滑梁上，梁后端通过吊杆悬吊在已浇好的箱梁顶板，后吊杆与滑梁间设后吊架，挂篮行走时，外侧模滑梁沿后吊架滑行。内模用竹胶板，顶模用5根25X 25cm的方木吊挂，前端通过 32钢 筋悬吊在前上横梁上，后端通过吊杆悬吊在

7、已浇好的箱梁顶板上（在浇注 顶板时设预留孔）。底模下横梁为45a#EC字钢，底模纵梁为48根22a#梢钢，底模板做成 弧形，用12#梢钢垫在底模架上，宽度比箱梁底小 2mm,两外缘立模时粘 双面胶，外模与底模夹紧，以防漏浆。（ 4）走行及锚固系统在箱梁顶面两组桁架下铺设15X 15cm方木短枕，间距50cm,前支点密铺 4 根钢轨短枕；上铺2 根 P50 钢轨做下滑道（轨道用钢板组焊，按梁段长度拼接）。主桁前端用1000X300x20mm钢板焊在桁架底，做前支座， 沿轨道滑行；主桁后端用1000X300x20mm钢板焊在底杆上下面，中间预留 梢道长75cm （通竖向锚杆用）。挂篮前移时桁架两侧

8、各用1只23t千斤顶牵 引。1.1.2 工作原理内顶模方木和外侧模滑梁随菱形桁架向前移动就位后，固定在滑梁前端的千斤顶牵引侧模、底模就位，支立堵头模板，绑扎钢筋并安装预应力管道，进行梁段悬臂浇注施工，当所浇梁段张拉锚固及孔道压浆后，挂篮再前移动进行下一节段施工，如此循环推移，直至完成最后一节梁段施工。1.2 结构计算根据菱形挂篮的结构与受力特点，分成四个部分进行分析，即主桁架、前上横梁、底模前后横梁、底模架纵梁，并对挂篮行走和悬灌时的稳定进 行检算。已知参数:最大梁段重206t （混凝土 79.63m3）施工荷载2Kpa, A3钢 6=170Mpa, Y=100Mpa, Eg = 2.1 x

9、105 Mpa ,虫 32mmy级冷拉钢 6=595Mpa; M22螺栓预拉力为200kN,钢材表面摩擦系数fM=0.4 （根据 同等条件加工下试件试验结果确定），角焊缝fWf=160Mpa,最大挠度lmax< 1/450。计算：菱形桁架受力计算（以最大节段荷载计算）5J：,：?()a、单位：cm杆件L (mm)A (mm2)l/aiNp变形量 （mm）6Mpa6 MpaN1550097400.5641.4471168；4.5119.9170N216685123000.543-1.759-14206.5-115.4M46N3380097400.390-1-8071.5-82.9164.9

10、N46685123000.5431.75914206.5115.4170N55500197400.564-1.447-116814.5-119.91154.7说明:1、表中的允许应力值已计压杆稳定的折减系数。2、从表中计算知菱形桁架包含施工荷载与1.2倍荷载安全系数下 2A=23.5mm 实际变形 23.5/1.2=19.6 mm由此可知，桁架杆件强度、刚度满足要求以N2压杆进行稳定分析与缀板连接设计长细比0.5入ma>=28.15>入1=24.3 ( 可)缀板尺寸初步确定：宽 200 mnix长170 mnm厚10 mm缀板中心距ai=600+200=800mm缀板内力及角焊缝连

11、接计算，采用hf = 10mm Lwdb = 200mm汴计回焊部分）缀板内力 T=48.2KN, Mk6.22KN - M, 6 f = 133.3 Mpa, Yf=34.4Mpa主拉力 f=114.5Mpa<fWf=160Mpa（可）缀板刚度验算两块缀板的惯性矩和线刚度I b=1333cm4, I b/ b O=51.6 cm3分肢槽钢的线刚度：I y=374cm4, I y/ a 1=4.68cm3线刚度比（I b/ b o） / （I y/ a i） = 11.0>6（可）节点板设计：安全系数采用1.7单个高强度螺栓允许承载力N=P fM/K=94.12KN 节点板连接螺栓

12、个数确定：N= Np/N=15.1 个，取 16个（ 4排，每排 4 个）梢钢强度：N1 杆 AJ=8268cm, 6 =N/N=141 Mpa< 6 =170Mpa （可） N4 杆 AJ=10092 cm2, 6 =N/N=140.7 Mpa< 6 =170Mpa （可）拼接板强度，拼接板厚度2cm,宽度不小于32cm。AJ=9120 cm2, 6 =N/N=155.7 Mpa< 6 =170Mpa （可）b、 前吊带、后吊带计算吊带承受拉力，按最大梁段进行计算，其拉力均小于 32精轧螺纹钢和 160x20mm A3 钢吊带的设计强度，也能满足销轴的抗剪和承压要求。c、

13、前上横梁计算前上横梁承受前吊带传来的荷载，2 根 55工字钢满足各吊带受力要求。d、 底模前后横梁、纵梁计算底模前后横梁承受底模纵梁传来的反力，45a#工字钢满足强度、刚度要求。纵梁承受底板、腹板混凝土重量，22a#梢钢22a#梢钢满足强度、 刚度要求。e、挂篮稳定计算悬臂灌注时，挂篮后端的拉力全部由8根4）32mmv级冷拉钢承受，具倾覆稳定系数为2.67>2 （可）。挂篮滑行即将到位时为最不稳定状态，在自 重作用下产生倾覆力矩，拉力全部由2根4）32mrW级冷拉钢承受，其倾覆稳定系数为6.3>2 （可）。桁架侧向稳定采用两片桁架间用水平连接系与封 门斜撑连接。1.3挂篮试验选择平

14、整场地，将一套挂篮的 2片主桁水平放置，垫离地面 20cm,并 用水平仪抄平，使得桁架在一个平面内，其后部用枕梁及6根虫32精轧螺纹钢锁定，2片主桁底杆前后端顶紧，桁架前吊点端用250t千斤顶张拉，见图三。_250t千斤顶731精轧3鸡纹钢x4耳卜K分配梁22 #XU 2cmi 冈板弋漪轧32M纹钢七此分配梁22#图三按10% 40% 30% 20% 20% 10% 20瘫节加载至 1038kN （施工要求荷载的1.5倍，施工荷载为692KN,每节加载后持荷5分钟。试验证明：菱形桁架试验结果与理论计算结果相吻合，实验过程无杆 件开裂情况，符合方案要求。2、悬灌施工2.1 挂篮拼装墩顶0#、1#

15、节段施工完毕后，开始拼装加工好的挂篮，拼装程序：走行 系统一 菱形桁架 锚固系统底模板内模。2.2 挂篮行走每个T构从2#段开始，对称拼装好挂篮后即进行2#段的悬臂灌注施工， 施工完2#段后，挂篮要前移至3#梁段，其行走程序如下：由作业队填报挂篮移动报告，经项目部批准并报检；在已找平2#梁段顶面放出走行轨道中心线，铺设枕木（15x15cm方 木作枕木，在前支点下用4根P50短钢轨作枕木）及轨道（轨道采用两根 P50轨并列摆放，间距用钢筋电焊固定），轨道顶面要铺平顺，接长钢轨头 易稍低12mm抄平左右两股轨顶，轨道顶标高要相同， 轨底与枕木间要抄 实；前后底横梁工字钢四角用4只10t倒链悬挂在翼

16、板架上；拆除精轧螺纹钢前吊带上下节连接器与顶板纵梁后吊带，拆除翼板 架外侧纵梁吊带，放松翼板架滑梁后吊带；在滑行轨道上每10cm用石笔做一标记，并标出前支座就位位置（支 座中心距梁端50cm）;在菱形桁架底杆分别安装一只 23t牵引千斤顶;安装滚轮架，拆除每片桁架后锚杆 2根，1根稍放松作保险；检查菱形桁架、滑梁、前吊带与其它部位连接情况，符合要求后，缓慢启动千斤顶，使左右菱形桁架滑移速度相当，滚轮架与后锚杆轮番倒换前移；移动时由专人指挥，滑梁后吊带与外模派专人看管，连接套筒必须安装准确，即上下杆各连接8cm； 内顶模纵梁与桁架同步移动，顶模纵梁前吊点不拆，后面在钢管支架上人工滑移；桁架就位，

17、每片桁架安装 3根后锚杆，位置与菱形桁架对拉试验时一致；割(拆)掉腹板对拉螺栓，拆除后吊带与底模架的联结，让侧模与梁体分离并搁于滑梁上，下滑4 只倒链葫芦，使底模与梁底分离；(10)在滑梁上安装YC-23型千斤顶，在滑梁上做好就位标记，移动底模、外模，不得超移，左右两侧对称前移就位，注意T 构两边挂篮要对称同步前移，前移相差量不超过1m,以免对墩身产生较大的不平衡弯矩；(11)移动到位后，安装后吊带与前吊带(用连接器将精轧螺纹钢吊带上下连接) ，将底模架吊起，通过螺旋千斤顶调整底模标高，用经纬仪放出底模中心线，使其与桥梁中心线一致；滑梁后吊点处用葫芦吊紧滑梁，解除外模滑梁上的后吊带，将吊架移至

18、2#梁段顶板预留孔处，然后再与吊带联结，用同样的办法将另一吊架移至2#梁段处；(13)安装滑梁后吊带，调整外侧模，使模板与混凝土搭接密贴，前端端面尺寸满足设计要求；(调整立模标高后，重复上述施工步骤进行3牌段的施工，直至14#梁段。2.3 钢筋安装桥面钢筋等材料必须在T 构两侧对称堆放。钢筋安装前梁端混凝土接缝必须凿毛；钢筋伸出节段端头的搭接长度应满足规范与设计要求，接头均采用焊接；竖向预应力筋在墙身内层钢筋帮扎前安装完；上层钢筋绑扎完后，对波纹管道进行一次检查与调整。2.4 预应力管道横梁的墩身横向钢绞线束（9弧15.24）的波纹管内径0 80mm;箱梁纵 向钢绞线束的波纹管内径：21弧15

19、.24为© 120mm, 15和12 © j15.24为© 90mm, 9弧15.24为0 80mm;腹板竖向© 32mmIV级钢筋的波纹管内径为 0 45mm;顶板横向钢绞线（3M15.24）的扁波纹管尺寸为65x 22mm。连续梁的预应力管道，最长达 263m随梁段悬臂灌筑而逐节接长，最 长的H3束分59段套接而成，且管道数量众多，共有 172束钢绞线，仅纵 向波纹管长度就有16800多米，近4200个接头。浇筑混凝土前加强波纹管接头、破损检查，浇筑混凝土时在波纹管中穿PVCf,混凝土浇筑完后立即用通孔器检查有无漏浆。2.5 浇筑混凝土箱梁采用C50

20、商品混凝土，合拢段混凝土采用 C55,内参微膨胀剂， 共5192.3m3,坍落度1214cm,石子粒径525mm。5天到90%设计强度的早强混凝土配合比如下:材料名称f、规格材料比例1m3用量(kg)水泥江山 P.O42.51509水自来水0.34173砂细度模品2.31.222622石子取大粒径525mm2.2751058外加剂局效高浓早强0.02211.2混凝土浇筑按照“由前往后，两腹向中对称浇筑”的顺序，两腹板对 称同时浇注，底板浇筑完后，上面压木板，防止混凝土上翻，发现有上翻 现象，停止混凝土浇筑，等到底板混凝土有一定强度后再浇筑腹板，浇注 顶板及翼板混凝土时，要从两侧向中央推进。T构

21、两侧对称浇筑混凝土，岸 上用汽车泵，运河侧用固定泵，补料均匀，最多不得相差1车8m3混凝土。挂篮第一次浇筑混凝土时，分三次观测挂篮与底模变形，第一次是在 混凝土浇筑到底板斜三角时，第二次是在混凝土浇筑到顶板下三角时，第 三次是在顶板混凝土浇筑完后。用观测值与理论值比较，若相差 1cm时， 则暂停混凝土浇筑，检查挂篮各杆件与结点有无开裂情况，当采取相应措 施后，方可继续浇筑混凝土；为防止由于不对称悬臂浇筑而造成挂篮失衡， 同只挂篮左右两侧观测点标高变化量不得超过 10mm。挂篮变形观测点设于 上横梁各吊点位置，通过挂钢尺测量，共 4点；模板变形观测点设于浇筑 节段底模堵头模板前端，共3点。2.6

22、 钢绞线钢绞线采用 弧15.24低松弛钢绞线，R：=1860MPa,锚下张拉控制应力 (rk=1395MPa,锚具采用 OVM15-21、15、12、9 及 BM15-3 张拉锚；竖向 筋采用0 32冷拉IV级钢筋R：=750MPa,6k=634.1MPa,采用轧丝张拉锚与固定锚，竖向预应力为保证张拉质量，在首次张拉到位后，过二天再次张拉。箱梁必须在混凝土强度达到设计强度的90%后，张拉预应力筋。2.7 现浇节段混凝土施工该段采用在大钢管支架上现浇的方法施工，分两次浇筑，第一次浇注底板与腹板，形成槽型梁，第二次浇注顶板，平衡段施工时间与悬灌段的最后梁段同步进行。2.8 合拢段施工及体系转换运河

23、桥合拢段有边孔合拢段和中孔合拢段，长度均为1.5m, 一个合拢段混凝土方量为21.86m3。先合拢边跨，再合拢中跨；边孔合拢后，结构由 双悬臂状态变成单悬臂状态，最后合拢中孔，形成三跨连续梁受力状态。合拢施工分8 步见图四合拢吊架见图五3、标高控制标高是控制悬臂浇注中线形控制的关键，是保证连续梁线形及结构是否符合设计要求的重要环节。3.1 标高观测点的设置0#块施工完毕后，在其上布设临时水准基点，作为箱梁施工标高控制点，104#墩与105#墩两0#块上临时水准基点进行联测，并在施工过程中经常保持同其它水准点进行联测，保证其观测精度。每个节段在离节段块件前端10cm处各设3个观测点，采用（i）1

24、6钢筋垂直对称布置在悬臂板与承托的交接点以及横截面的中心点处，钢筋高出硅面5cm,测点布置见图六：高程测试方法：1）每次测量均为统测；2）挂篮前移后24小时内测量一次标高，3！凝土浇筑完成后24小时内测量一次标高，预应力筋张拉完后4小时测量一次标高。3）测量记录用统一格式纸。111091110987657,8,9,9 8 7 6 5 4 3 22 3 . . 5 - 6 - 7 8 9JUL二109'8'765'4.第一步：104腌14#节段浇筑、张拉、压浆、穿104#边跨钢绞线，105#挂篮在13#节段上。9'1011 '12'5 678.鳍1

25、1312'11'。后.L TT10'9'8'7'65.567891011”213R0J3SL910115678第二步：104#t运河侧菱形桁架退后1.5m, 105#挂篮立即移动至14#节段就位，浇筑14#节段硅、张拉、压浆、穿105#边跨钢绞线。12.5t12.5th12111098765，*HnnF7,8 -9 -1011 '12'13挂篮50t，r14'11312'11'10'9'8.7'.”,789101112.5t12.5t121314合拢挂篮25t水袋27t第三步：拆除104腌T勾两侧挂篮，拆除105#边跨挂篮与中跨菱形桁架，安装边跨合拢段挂篮。11J 1413|211109 gj 山口 l,.1101112131414|1312'11'10'9'田出幽韭hi业式小i皿wiwilL史y士史00IL_11J11101112. 13141"3"也水袋27t挂篮50t0水袋27t合拢挂篮25t第四步：104腕跨合拢，张拉、压浆。合拢挂篮25t水袋27t