某大桥标准节段牵索挂篮施工

xx大桥标准节段牵索挂篮施工1工程概况xx大桥是xx省西部沿海高速公路新会段的一座特大桥，全长1289.22m，其主桥为塔、梁、墩固结的双塔单索面预应力混凝土斜拉桥，长668m，跨径组合为50m+115m+338m+115m+50m，主跨338m，居国内同类型桥梁之首，主桥结构型式见图1。xx大桥主梁为单箱五室预应力混凝土梁，分为0#块、标准节段、合拢段、尾段。全桥共98个标准节段，标准节段长6m，宽26.8m，高3.48m,高跨比1:97,节段混凝土体积平均106.3m3。主墩采用双壁柔性墩，墩身高47.6m，横向宽12m，双壁之间中心距6m。桥面以上塔柱高73.5m，高跨比1：4.6，为单箱预应力砼断面，每側各25对斜拉索，全桥共200根。拉索为PES7-109~PES7-199规格的双层PE+PU防护半平行热镀锌拉索，梁上索距6m，塔上标准索距1.6m。标准节段施工采用单索面牵索挂篮悬臂施工、全断面一次性浇注的施工工艺。2牵索挂篮的设计与制造2.1牵索挂篮的设计与普通挂篮相比，牵索挂篮具有能长节段施工、线形控制较好、降低施工控制难度、降低主梁的施工内力等优点。xx大桥标准节段主梁施工采用牵索挂篮悬臂施工工艺，由于xx大桥主梁需全断面一次性浇注，而且桥址位于出海口的峡谷地带，常年风大，经反复的方案比较，采用一种下承式牵索挂篮，挂篮的承重结构均位于梁底。挂篮分底篮承重系统、止推系统、牵索系统、模板系统和移机系统五部分。整个挂篮约160t，各部分简述如下：底篮。底篮为一个全焊接的刚性钢结构，由主纵梁、边纵梁、前横梁、后横梁及分布纵梁五部分组成。主纵梁为二个单箱单室用缀板和精扎螺纹钢连接的组合钢板梁，长10m，为适应斜拉索空间索面变化，端头做成R=5.2m的弧形梁。边纵梁长15.9m，为单箱钢板梁。前后横梁均为刚度很大的钢板梁桁架，间距6.8m，之间用2I40工字钢作为分布纵梁连接。止推装置。为抵抗斜拉索对挂篮底盘施加的水平力，在主纵梁后端设置一个止推装置，止推装置由止推锲块、预埋刚板和ФM42精制螺栓组成。牵索系统。牵索系统由塔内张拉端、斜拉索、连接器、拉杆及杆端锚固螺母、卸载千斤顶组合而成。模板系统。模板与底盘用勾头螺丝连接，面板为4mm厚，加劲肋为4mm和6mm钢板，加劲槽钢为2L10。移机系统。挂篮的移机系统包括梁上移机钢板梁、吊杆和托架滚轮。移机时挂篮主纵梁前端通过吊杆在移机梁上行走，边纵梁后端在托架滚轮上行走。吊杆为Ф32精扎螺纹钢，移机设备为10t手拉葫芦。设置正、反向手拉葫芦控制每次的移机位移，保证移机安全。移机梁兼可起辅助抗扭作用。2.2挂篮的制造4套挂篮均在工地现场加工成整体后驳运至0#块下吊装。挂篮底盘采用全焊接连接，焊机采用可控硅K系列CO2气体保护焊。制造程序：主纵梁、边纵梁于胎架就位固定嵌入前/后横梁之上弦杆几何定位安装前/后横梁之下弦杆几何定位拼焊前/后横梁之腹杆焊接腹杆之缀板前/后横梁报验拼焊分布纵梁拼焊前/后横梁之间交叉杆矫正完成各纵横梁交叉部位三角肋板、节点板焊接挂篮报验。挂篮制造完毕后，在现场按最不利状况时逐级加载和偏载受力情况对挂篮进行了静载试验，以水箱压重，利用千斤顶模拟牵索拉杆受力，对各节点进行应变和挠度测试，结果表明，挂篮整体刚度和加工精度均符合设计和施工要求。3标准节段施工工艺xx大桥为单索面斜拉桥，主梁结构轻巧，为单箱五室三向预应力混凝土结构，施工复杂，难度较通常的边肋式主梁要大，采用下承式牵索挂篮悬臂浇注施工。标准节段施工顺序为：挂篮前移，立模绑扎钢筋、安装内模及预应力系统挂索，张拉25%索力浇注50%砼，张拉50%索力继续浇注砼至完成，第三次张拉索养生张拉主梁三向预应力系统体系转换，牵索终拉至100%索力。整个施工过程共张拉4次索，合拢后全桥索力调整。现将各主要阶段施工工艺简如下：3.1移机、立模移机前，将移机钢板梁伸出6m。挂篮边纵梁前端由精扎螺纹钢吊在钢板梁上的滚轮上，边纵梁中部支承在托架滚轮上，解除梁体与挂篮的所有约束，使挂篮处于简支状态。移机动力为4个10t手拉葫芦。桥面两个钢板梁各设置一个，通过钢板梁前端的反向滑轮拉动挂篮前进；中箱梁内设置2个，拉动挂篮后横梁前进。挂篮就位后，安装移机梁前端吊杆和中支点吊杆，收紧吊杆，安装止推锲块和抗剪杆，利用移机梁前端的手动千斤顶调整立模标高，立模标高实测值与控制值误差应控制在3mm范围之内。由于斜拉桥在白天日照下引起的整体温差、索梁温差和梁体温度梯度等会使主梁标高产生较大的变化幅度，经实测，温度每上升一摄氏度，主梁会向下挠约3~5mm，国内斜拉桥施工一般在清晨6：30完成立模，以消除温差的影响。由于xx大桥施工工期紧张，经常需在下午立模，经与监控单位研究，考虑到一个主梁节段只有6m，可以认为在不同温度场下前后两个节段高差保持不变，采用相对高差法立模，即按照本节段施工监控通知单上本待浇节段i与已浇节段i-1的计算高差值减去已浇节段i-1终拉后余留误差得出一相对高差值△i，测量已浇梁段前端梁底标高hi-1，本节段挂篮前端立模标高即为hi=hi-1+△i。此方法保证了施工单位24小时均能立模，经过几个节段的检验，证明是行之有效的，且能保证梁体线形的平顺，为施工赢得了时间，值得推广。3.2绑扎钢筋、安装内模及预应力系统移机就位，调好立模标高后，打磨底模，进行钢筋施工。钢筋在车间弯曲制作，运至梁上，再放样绑扎。钢筋骨架的吊运、安装由可移式扒杆吊辅助施工。当钢筋绑扎完，安装好内模后，就开始安装梁上锚管了。为了精确定位，减少砼施工对锚管造成的偏差，采用劲性骨架定位锚管。劲性骨架由定位骨架和临时骨架组成，临时骨架在砼浇注完毕后可以进行回收利用。3.3挂索xx大桥斜拉索为双层PE防护半平行热镀锌成品索，索长36.9m~176.8m，索重1.54~11.79t。1#~10#索较轻，可由塔吊直接吊至桥面；11#~25#索较重，由50t从场地吊到驳船运至主墩旁，由0#块处龙门吊成盘吊到桥面。挂索顺序为先挂梁上后挂塔上。索入梁上锚管方法：短索由塔顶吊机吊起，配合人工将另一端拉至梁上锚管口；长索在放索架上放索，索体贴在塑料滚轮托架上，并控制索盘转速，由卷扬机拉到梁上锚管口。将索塞进锚管，当索锚头露出锚管垫板后，拧上锚杯螺母，用厂家配套的连接器将索与挂篮拉杆相连，实现索与挂篮的连接。斜拉索入塔上锚管分为硬牵引和软牵引两种方法：（1）1#~10#索垂直提升采用塔吊，而牵引力由卷扬机提供，由塔内通过钢丝绳从锚管内将锚头牵入锚管内；（2）11#~25#索重，利用塔顶卷扬机提升，将索提升至锚管口后，通过钢绞线连接索头的补芯，张拉千斤顶将索锚头牵入锚管，拧上锚杯螺母。索的提升吊点是专门设计的握索器，内衬橡胶护索。挂索后即进行第一次索的张拉。索为塔内张拉，每塔布置4台YCW-500型千斤顶。张拉时中跨侧和边跨侧要对称张拉。第一次张拉25%索力。张拉后即可进行砼施工。3.4混凝土浇注、养生、预应力张拉设计要求中跨侧和边跨侧浇注混凝土时必须对称施工。由于大桥两岸均有汽车钢便桥直通主墩，无需水上拌和楼，可以由岸上拌和楼直接泵送混凝土至浇注点。主梁混凝土设计强度为50Mpa，每节段方量约106m3，浇注50%混凝土时需张拉索，加上构造复杂，要求混凝土的初凝时间不能少于10小时。主梁配筋密、预应力管道多，同时要求混凝土流动性好、坍落度大，对混凝土的质量提出了很高的要求。经过配和比设计方案比选，选用1：0.34：1.581：2.189的配和比，外掺0.7%WH-Ⅲ-A通用型泵送剂、0.15%木钙及0.03%CMC，水泥用量480kg/m3，粉煤灰用量48kg/m3，出泵混凝土坍落度控制在21~22cm，3d强度为54.6Mpa。考虑到单索面的特点,浇注时先中箱后斜腹板,底板均开槽振捣。浇注完50%混凝土进行第二次索张拉，索力为38％；浇注完成后进行第三次索张拉，索力为50％。待混凝土初凝后开始24小时洒水养生。xx大桥主梁设有三向预应力系统。张拉顺序为先竖向，再横桥向，最后为纵桥向。养生期满3天后混凝土达到85％设计强度后开始张拉竖向及横桥向的预应力筋，4天期满才可以张拉纵向预应力筋。3.5斜拉索终拉终拉前先进行体系转换，即使索力从作用在挂篮上转换到直接作用在主梁锚梁上。将梁端拉索锚头的锚杯拧紧，卸载弧形梁处拉杆端千斤顶，松掉连接器，使挂篮与斜拉索脱离，这时挂篮前端由移机钢板梁承受力。体系转换后终拉索至100％索力，张拉时塔内4台YCW-500千斤顶同步操作，张拉一般在晚上进行。索