某大桥主桥无配重式挂蓝施工工艺

某大桥主桥无配重式挂蓝施工工艺一、主要工程简介XX县某大桥主桥上部结构采用三跨预应力连续箱梁，为变高度直腹板双向预应力连续箱梁，单箱双室断面。跨径布置为32m（边跨）＋49m（主跨）＋32m（边跨）。桥宽布置为3m（人行道）＋22m（机动车道）＋3m（人行道）。箱梁顶板宽14m，底板宽10m。梁高在主墩处为2.8m，在跨中及过渡墩处为1.5m。箱梁底板厚度和梁高按圆弧线变化。梁底板厚度由50cm变化至25cm，其间按圆弧线变化，跨中合拢段断面底板厚度为25cm，箱梁顶板厚度为25cm。共分7节施工，其中0#块长9米，1#节长3米，2～5#节长4米，6#节6.5米，合拢段2米。二.挂蓝结构设计1）设计对比：目前常用的挂蓝结构主要有贝雷架式和三角花架式。三角花架式挂蓝有自重小、行走便捷等特点，其缺点是稳定性差，主桁刚度差，抗倾覆和抗风能力差。贝雷架式挂蓝优点是抗倾覆能力强、整体结构刚度大；缺点是行走困难，安拆麻烦。我项目部结合本工程特点采用贝雷架式挂蓝。2）结构设计从整体结构上挂蓝可分为主桁承重系统，底蓝与模板系统和液压电气系统三个系统组成。目前我公司施工的挂蓝工艺较为简单，自动化程度较低，还没有涉及到液压及电气系统。（图1）3）主纵桁承重系统：贝雷钢架2组，横向3片为一组，间距为30cm，用∟10角钢焊接成连接架，用Φ20螺丝与钢架连接而成一整体。两组主纵桁间距9m，主纵桁的纵向连接及接长用炮弹钢销锁住，确保整体的稳定性和挂蓝接长的便捷性。挂蓝施工下一节段时依次用贝雷片将主纵桁接长向前延伸，挂蓝两主桁悬臂端长度为5.5m。（图2）2组贝雷架主纵桁安放在桥面钢支点上。钢支点采用I40型钢对焊，每一组主桁下面顺桥向4根上下焊接而成。每个主纵桁下前后各设两个钢支点。（图3）4）底蓝和模板系统：底蓝前横梁通过吊杆与主桁联结。底蓝后横梁中部锚固于已浇箱梁底板上通过螺帽施压预紧力使底模板与已浇混凝土密贴，确保接缝处不漏浆。两端锚固与后上横梁上。（图4）A、横梁分为前（上.下），后（上.下）横梁。前后横梁为各两根I40型钢用钢板焊接在一起，型钢间距约为6cm。B、上下横梁的连接：前横梁用5根Φ32精扎螺纹连接；后横梁用4根Φ32精扎螺纹连接（其中有2根事先在梁体内预埋预留孔，与梁体锚固成一体），两边用2根Φ32精扎螺纹连接。C、前后上横梁之间采用2根[10槽钢连接在一起，作为挂蓝行走时前后横梁同步行走的连接结构。D、主纵桁后锚点与梁体精扎螺纹连接，连接点不少于3个。其中前面2个后锚点之间距离后刚支点不小于4m，确保在浇注砼时主纵桁挠度、下沉系数与预抬值相等或接近，另外也确保挂蓝在行走时的稳定性与抗倾覆性。E、翼板、顶板前端分别用2根Φ32精扎螺纹与上横梁连接，后端用2根Φ32精扎螺纹与梁体锚固成一体（事先在梁体内预埋预留孔）。翼板、顶板前后点用[25焊接后再连接成一体。F、下横梁前后用I25型钢连接，横桥向间距约为80cm/根。前横梁与I25型钢之间每根下面放一个调节器，以便调整挂蓝前后的标高，再在上面铺放底板，确保砼表面平整度。(图5)三、挂蓝拼装1、临时固结制作及挂蓝拼装0#块施工前在盖梁上制作临时支墩，临时支墩采用C40硫磺砂浆夹电阻丝。0#块施工采用支架现浇法，在沉井壁上搭设贝类片支架，且在承台上增加支点。待0#块混凝土强度达到设计85%以上后进行张拉压浆。并张拉竖向临时固结钢筋。临时固结钢筋采用Φ32精扎螺纹钢筋，预埋在盖梁和临时支墩内。其作用是抵抗在挂蓝施工中产生的不平衡弯矩，增强施工过程中梁体整体抗倾覆能力。（图6）0#块临时固结张拉完毕后即可进行挂蓝拼装。挂蓝拼装的主要程序为：安装钢支点拼装贝雷架主纵桁主纵桁锚固安装前后上横梁安装外边模安装前后下横梁铺设纵向底板工字钢铺设底模挂蓝预压安装内顶板挂蓝标高及中线调整。主纵桁及上横梁拼装采用吊机配合人工在0#块上进行拼装完成。下横梁及边模用在桥面上安装的2台5吨卷扬机吊装就位。挂蓝拼装时作业人员必须明确每件结构的重量，操作时必须对称平衡、同步作业。先拼上部后拼下部。挂蓝标高调整是采用2台10吨吊链葫芦进行调整精轧螺纹钢筋吊杆及调整前横梁上调节器来实现。挂蓝拼装完成后安装栏杆和脚手板。2、挂蓝预压挂蓝预压分三级预压，分别为最大浇筑节段重量的80%，100%和120%。预压材料为沙袋预压，沙袋标准为1×1.2×1.5米。第一级试压荷载增加到最大浇筑节段重量的80%时，必须及时检查各杆件的连接状况和工作状况，及时作出是否继续加载的结论，如第一级加载后情况良好，进行二级、三级加载，并对每次加载的测量数据进行分析，分析挂蓝结构的稳定性及挂蓝结构的弹性和非弹性变形数据，并确定预留挠度数据。确定挂蓝结构稳定，调整好中线和标高及预留挠度后即可进行钢筋和混凝土施工。四、挂蓝行走待本节段预应力张拉完毕后即可将挂蓝前行到下一节段进行施工。松开各吊杆螺栓，利用下横梁及钢模板自重使模板自然脱落。拆除后横梁中间所有吊杆，底蓝和模板系统所有重量有两根后横梁两侧的主吊杆和前横梁5根主吊杆承担。挂蓝行走前采用吊机配合人工对主纵桁进行接长，用千斤顶在已浇混凝土段部将主桁纵顶起，并安放钢支点，并在主纵桁尾部进行锚固。此时前节段前刚支点变为后刚支点。利用固定在桥面上的2台5吨卷扬机牵引上下横梁，底蓝和模板系统整体同步向前移动，移动速度为0.25m/min。行走时派专人对横梁与主纵桁摩擦移动面、各滑轮点进行观察，确保各接触面位移一致。为防止在移动中横梁与主纵桁之间摩擦力不一致的情况，在每个摩擦面下铺垫一块10mm钢板，滑动面涂抹适量黄油。（图7）挂蓝行走时挂蓝后端必须设有留绳保险，防止意外。行走时前上横梁两点行程差不超过20mm。挂蓝臂上严禁站人和堆物。浇筑1#及2#节时，挂蓝采取锚固与前后段平衡相结合的方式，将一对挂蓝主纵桁用贝类片链接为整体，同时将主纵桁用4根Φ32精扎螺纹钢筋锚固于0#块上，待2#块施工完后两挂蓝分开工作。五、箱梁砼施工挂蓝悬浇箱梁梁段的施工步骤，必须按照程序进行，不得任意改动。悬臂两端浇筑砼同步进行，消除不平衡状态，其差值不得大于5m3。梁体浇筑砼时，随时观测桥挂蓝沉降，如两端沉降不一致时应及时调整。砼采用砼输送泵运输到桥面。箱梁砼浇筑方式采用全断面一次浇注。浇筑顺序为先腹板板，后底板板，最后顶板，水平分层浇筑，分成厚度为40cm。腹板浇筑至1/3处，并保证腹板混凝土不向底板流动时开始浇筑底板。顶板浇筑时先两翼，后中间，浇筑时加强振捣。底板与顶板施工均从未成梁端向已成梁段方向灌注，最后在已成梁段范围内合拢。浇筑腹板砼时，泵管端加软管从腹板内侧模板上预留的两开口处进入到箱梁腹板内下砼。砼施工中加强对锚固端和张拉振捣。振捣采用插入式振捣器，当振动时砼不再有显著的沉落，不再出现大量的气泡，砼表面均匀、平整，并泛浆，说明振动适宜。振动时间有可过短或过长，过短时砼振不实，过长时砼可能产生离析现象，振动时间约20~30s。砼浇筑完成后用锤检查，如发现空洞或不密实情况应及时处理。混凝土浇筑期间应设专人检查挂蓝、模板、钢筋及预埋件等稳定情况，当发现有松动、变形、位移、漏浆时应及时处理。六、预应力施工（1）、纵向波纹管按T构段长下料预埋，并逐段接长，接头务必严密。波纹管安装时应尽量减少接头数量，接头务必采用相应配套的波纹管做两根管道的外接头，其长度宜为25～30cm。外接头中心应与两管道对接头重合，且要用胶带布缠绕严密，在混凝土浇筑过程中管道内应穿内衬管，防止松动、脱落及漏浆。（2）竖向预应力波纹管在浇筑混凝土前上部管口用胶带布密封，防止在浇筑过程中混凝土进入管道影响张拉质量。七、合拢段施工合拢段施工顺序为先两边跨合拢再中跨合拢，待边跨预应力筋张拉完毕后，拆除中跨一端的吊蓝，利用另一端的吊蓝前移到合拢段施工。合拢段施工由于两悬臂受温度日照、砼收缩徐变的影响，应严格按设计要求的合拢顺序进行。合拢段落劲性骨架和砼浇筑应控制在一天中温度最低的时候。合拢段混凝土浇筑前为保证两边已浇筑段的位置相对固定，设置4根钢接杆组成临时刚性支撑，分别位于梁底板、顶板处，刚接杆预先焊接好，在箱梁两端对应预埋件上就位焊接。形成刚性接头。九、挂蓝验算1.）挂蓝的设计参数（1）挂蓝的抗冲击系数：1.2（2）.挂蓝的偏载系数：1.2（3）.挂蓝行走时抗倾覆系数：2.0（4）.自锚系统的安全系数：2.0（5）.上水平限安全系数：2.0（6）.主纵桁/片容许最大挠度(实际悬长)：[f]=1/400=2.8mm（7）.主纵桁/片容许最大弯矩：[M]=788KN.m（8）.主横梁最大容许挠度：[f]=10mm2）.材料的容许内力16锰贝雷钢架：容许拉应力：[δ]=273Mpa容许压应力：[δ]=273Mpa容许弯应力：[δ]=273Mpa容许剪应力：[τ]=208Mpa屈服点强度[δs]=351Mpa炮弹销在双剪状态下的容许剪力：[Q]=245*2=490KNI36，I25型钢单根容许剪力[Q]=730KNI40型钢容许剪应力[τ]=125MPaΦ32精扎螺纹容许拉力[F]=800KN3）.挂蓝各项恒载分析（1）.主桁自重：2组×3片/组×6片/4片/T=9T(2).横梁自重：I40I40:18米/根×8根×0.07T/m=10.08T(3).其他型钢自重（底板`翼板`支点横梁等）：约8.0T(4).模板自重：约：10.5T，其中翼板：约7.0T；底板：约2.0T；顶板：约1.5T(5)其他及人群荷载：约1.5T(6).挂蓝自重为(2+3+4+5)=30.8T(7).梁体最大节段的砼自重：107T各项荷载之和：(1+6+7)=9+107+30.8=146.8T=1468KN4).挂蓝恒载分析：吊杆（精扎螺纹）吊杆（精扎螺纹）的受力：梁体砼自重及各项荷载之和为1468KN，约有80%由其来承担即：F=1468KN×80%=1174.4KN承担此荷载的是有5根吊杆来共同承担（Φ32精扎螺纹），那么每一根吊杆承的担荷载：1174.4KN÷5=235KN<[F]=800KN在实际受力过程中，有一部分为顶板恒载，其前后分别有4根Φ32精扎螺纹来承担，为计算方便，再此忽略不计。剩下的20%为左右翼板恒载，将各由4根Φ32精扎螺纹来承担即：468×20%/4=73KN<[F]=800KN另外，Φ32精扎螺纹在张拉力573KN时，每米伸长量为3.3mm，故在此可以不考虑吊杆因受力而伸长导致模板下沉。所以，吊杆所受的拉力符合设计要求。5).横梁受力分析与计算：横梁所受剪力计算：I36型钢分析：主纵桁梁受最大剪力在2#块梁段(梁段重:1070KN)，其剪力的80%将由上`下两根横梁（每根横梁由两根I40并焊一整体）承担：主纵桁梁受荷载：P=1174.4KN，横梁所受剪力：F=1174.4÷2÷2=293.6KN<[Q]=730KN横梁挠度计算：f===0.44mmf<[f]=900/400=2.25mm5).主纵桁梁受力验算(1)贝雷钢架剪力的计算：贝雷钢架所受最大剪力处即为支点所受的反力：那么每个支点受力：RB=1468KN÷2=734KN每片钢架受的剪力：Qx=734KN÷3=245KN<[Q]=490KN(2)炮弹钢销受的剪力：因为每片钢架之间上下有两个钢销的连接，其受剪力等于钢架受的剪力即：Qx=245KN÷2=122KN<[Q]=490KN(3)主纵桁贝雷钢架所受最大弯矩验算：Mmax=F×L/4=1468×5.5/4=2018KN.m主桁共2组，计