连续箱梁悬臂浇筑改为支架现浇施工控制

连续箱梁悬臂浇筑改为支架现浇施工控制工程概述xx国道上跨xx路互通立交位于xx省xx市境内xx国道上，主线桥跨布置沿原xx国道，为方便xx路(沿江高速公路连接线)南北方向车辆通行和城市景观,设计为一跨越过xx路,主桥为33m+55m+33m三跨预应力混凝土变截面单箱单室斜腹板连续箱梁,采用纵、横、竖三向预应力体系,箱梁高度从跨中高1.8m按二次抛物线变化至距主墩中心1.25m处为3.4m,顶板宽为13.5m,设2%横坡,通过左右斜腹板不同高度调整(其中低侧腹板斜率2.25:1,高侧腹板斜率2.55:1),底板宽度从0#块5.25m随着梁高减小而增大至跨中处6.5m宽,主桥除0#块节段长8m外,其余分为6对梁段,3×3.5m+3×4m,采用对称平衡逐段悬臂浇筑法施工。方案比较xx国道xx路互通立交地处xx城市范围,又是高速公路入口,形象地称为”xx北大门”。交通流量大，安全隐患多，施工质量要求高，工期紧（14个月），施工方案遵循安全、技术可行、美观、经济原则。2.1现场施工条件1)桥梁桥跨布置在原xx国道上，现有路面为沥青混凝土路面，地基状况非常好，承载力高，节省支架基础处理费用，为支架基础施工提供良好地质条件，2）桥梁建筑高度相对较低（8m），路面平整，支架形式简单，平均只有三~四层门架层高,相对支架投入较少，很经济。2.2工期比较xx路互通立交工程合同工期紧,受到施工条件限制,实行原xx国道不中断交通,必须先做好主线两侧四个匝道对xx国道进行分流后,方可施工主桥,主桥实际施工期只有8个月,四个T构必须同时施工,下面就两种施工方案工序时间进行比较：0#块施工工序:a)采用挂篮悬臂施工工序时间：0#支架搭设模板安装压载（12d）→底腹板钢筋绑扎（2.5d）→波纹管定位（0.5d）→内模安装（1.5d）→顶板钢筋绑扎（1.5d）→混凝土浇筑（0.5d）→张拉压浆（4d）→挂篮安装压载模板调整(10d)。b)采用支架施工工序时间：0#支架搭设模板安装压载（12d）→底腹板钢筋绑扎（2.5d）→波纹管定位（0.5d）→内模安装（1.5d）→顶板钢筋绑扎（1.5d）→混凝土浇筑（0.5d）→张拉压浆（4d）→模拟挂篮配载(1d)；支架施工可以缩短9天。悬浇节段施工工序时间：a)底腹板钢筋绑扎（1d）→波纹管定位（0.5d）→内模安装（1d）→顶板钢筋绑扎（1d）→混凝土浇筑（0.5d）→张拉压浆（3.5d）→移动挂篮调模(1d)。b)支架节段施工工序时间：底腹板钢筋绑扎（1d）→波纹管定位（0.5d）→内模安装（1d）→顶板钢筋绑扎（1d）→混凝土浇筑（0.5d）→张拉压浆（3.5d）;在施工N节段施工时,已完成N+1节段支架预压,以及配载移动在施工其它工序时进行,不占用节段施工时间；支架施工每对块件缩短施工周期1d，六对块件可以缩短6天。00#墩身承台1#1#2#3#4#5#6#7#6#5#4#3#2#1#0#1#钢护筒钢护筒配重施工节段预压荷载配重施工节段预压荷载10.6110.610.60.810.810.810.810.810.810.8110.810.810.810.810.810.810.810.610.61IIII-II断面10.6墩身承台钢护筒钢护筒I刚性支撑刚性支撑6＃8＃过渡墩刚性支撑刚性支撑IIIⅣ-Ⅳ断面III-III断面Ⅳ刚性支撑IIIⅣ承台承台锚具Φj15.24钢绞线Φj15.24钢绞线IIIII-I断面3)对称两个T构挂篮悬臂同步施工时,随着节段增加纵桥向空间而缩小，施工至合拢段时，合拢段长度只有两米，不能满足两副挂篮同时施工最后对称节段空间，因此两个T构施工时必须错开一个块件周期（7d）避免两副挂篮”碰头”，同样左右双幅施工也必须错开一个块件周期（7d），避免左右挂篮移动模板安装“打架”；而满樘门式支架节段施工没有上述问题；支架施工可以缩短14天，理论上左右双幅同时支架施工可以缩短工期39天。2.3成本比较左右双幅四个T构同时施工,采用挂篮悬臂施工需投入四副挂篮和四套定性钢模板以及相应辅助型钢,采用轻型三角挂篮作为同支架施工对比，最大梁段重100吨（1#节段混凝土40m3），挂篮总重与箱梁块件之比取0.4：每个挂篮总重100×0.4=40吨，四副挂篮（含钢模板及辅助型钢）合重160吨，其中设计每套定型钢模重约15吨，四套为60吨，直接投入40万元，挂篮行架、悬吊、行走系统合重100吨，投入65万元,采用常规HR型门式支架搭设施工，每节段横桥向箱梁底板采用五排支架，高度平均按照三层支架；翼缘板部分两排支架，高度按照四层门架，横桥向计九片门架（0#底板局部除外），纵桥向支架平均间距0.7米(1#—3#块门架间距0.6米,4#—6#块门架间距0.8米)，门架上承托设置10cm×15cm方木为纵梁，上铺10cm×10cm间距30cm横向方木，斜腹板模板采用现场拼装，增设两道10cm×15cm方木围囹，固定10cm×10cm间距30cm竖向方木，所有面板均采用光洁1.8cm厚竹胶板,每个T构考虑三个节段底板、两个节段翼板支架和模板,四个T构则需门式支架3800片，每片门架重25Kg（门架20Kg+紧固件5Kg）合计95吨，10cm×15cm方木纵梁约30m3，10cm×10cm间距30cm横向水平和竖向方木35m3，所有面板1.8cm厚竹胶板1200m2，直接投入门架60万元，方木10万元，竹胶板7万元；0#及内模两种方案施工成本较为相近。支架施工比较挂篮施工减少投入30万元，门架在建筑施工中应用性广泛，投资回收快，挂篮只能专业用于悬臂浇筑桥梁施工，投入回收相对较慢。施工原理及控制xx国道上跨xx路立交主桥初步设计采用挂篮悬臂平衡浇筑施工，根据现场施工条件采用模拟挂篮受力状态改为支架逐段浇筑，经过设计单位设计验算、召开主桥施工方案专家论证会，同意施工单位采用支架浇筑施工方案，不需进行调整预应力束数量和张拉力，，节段中最重梁段100吨（1#块），挂篮工作系数设0.4，确定模拟挂篮行走配载重量为40吨。3.1流程控制为加快施工进度缩短周期,施工时需逐段搭设三个块件的支架与底模,每节段设定四个观测点，支架预压重量按照节段自身重量进行压载,在全断面均匀加载，同时每天对设定的观测点进行观测两次，节段之间支架模板断开搭设，避免相邻节段之间支架变形数据互相影响，提前预压,消除支架的非弹性变形及支架与地基接缝变形，压载观测稳定后，方可卸载或移至未预压的节段；配载重为40吨，N#节段张拉压浆完毕后，将N-1#节段上模拟挂篮配载移至N#节段上，调整模板标高，与一般预应力桥梁施工控制相似，逐块浇筑、张拉、拆除支架，循环逐块流水作业，所有压载、配载均用标准称重纤维砂袋，用吊车起吊对称移动就位，预压四套，配载八套。3.2线形控制在线形控制中，通过调整和控制立模标高来达到桥梁标高施工控制目标，立模标高为Hi=H0+fa+fb+fc；式中：Hi为i节段前端位置的立模标高，H0为该节段前端的设计标高，fa为该节段前端的设计预拱度值，fb为盆式支座压缩变形值5mm（由厂家提供数据），边跨合拢完成，解除临时支撑进行体系转换，T构混凝土重量对支座产生变形；fc为该节段支架变形值，支架变形分为非弹性变形和弹性变形，在支架预压观测中，压载前观测模板观测点标高H1，稳定后观测模板观测点标高H2，卸载后观测模板观测点标高H3，节段弹形变性值为H3-H2；节段弹非形变性值为H1-H3，其中非弹性变形再支架加载预压稳定后基本消除，fc=H3-H2。利用门式支架纵横向步距小的优点,为使变截面连续箱梁线形平滑流畅,每一节段施工时,沿纵向每步距(0.6m;0.8m)计算出该断面底板设计标高,并按照支架步距精确调整底模标高,使其更贴近设计线形,避免挂篮施工底模以3.5m或4.0m直线段(节段长度)过渡组成抛物线。通过在每一节段前端设置标高观测点，每个块件在浇筑前、后及预应力束张拉完成后，及时观测箱梁标高控制点，测试各施工阶段主梁的标高变化，同时可检测桥墩的沉降，并与施工控制数据、设计提供得数据进行比较分析，如有偏差，在下一节段施工中调整立模标高，使得桥梁建成后线形满足设计要求。3.3温度控制：温度变化对桥梁结构的变形有较大的影响，温度变化主要是季节温度和昼夜温度变化，由于季节温度变化较均匀，周期长特点，相对影响较小；主要是昼夜温差对桥梁施工的影响，1）由于桥梁是一种狭长结构，温度变化导致箱梁发生纵向位移（横向温差影响可以忽略不计），随着T构延长，变化越明显，2）日照变化会产生顶板和底板温度梯度，使主梁受力不均匀而发生伸长或缩短以及挠曲，在合拢时更要注意温度影响，支架施工使得梁段同支架地基连在一起，不能自由变形，影响合拢段施工质量和精度，因此在施工边跨支架现浇段和合拢段时，边跨支架现浇段和合拢段长度分别4m、2m，在搭设门架时，两个节段所有上托上方加一块10cm×10cm×2.5cm四氟滑板(20mm厚橡胶板,2mm厚四氟板,3mm厚不锈钢板),四氟滑