大跨径连续刚构箱梁挂篮施工技术与要点

发布时间：2014-07-28 10:07

　　一、工程概况
　　红水河罗天乐特大桥，桥梁全长763m， 广西岸引孔T梁：2*40米+主孔连续钢构：（126米+240米+126米）+贵州岸引孔：4*40米（T梁）+16米（空心梁）；其中3、4#墩箱梁采用挂篮悬浇施工，共28#个块段，其中悬浇块段1#～5#块长2.5m，6#～8#块长3m，9#～11#块长3.5m， 12#～15#块长4m，16#～17#块长4.5m， 18#～28#块长5m。其中悬浇最重块段为1#块，重250t。根据工期安排及实际施工需要，每个T单幅需要1对挂篮，共投入2对挂篮施工。砼标号为C55。
　　二、挂篮施工工艺
　　红水河罗天乐大桥主跨为240米连续钢构，主墩高度达131.5米，属技术复杂性特大桥，施工受龙滩电站蓄水的影响大，成本投入很大，进度慢，结合工程实际特点，经过多种施工方案的可行性分析，经济效益对比，为了提高桥梁施工质量，加快施工进度，本工程拟主桥3、4#墩箱梁采用挂篮悬浇施工。
　　挂篮是悬臂施工的关键设备，是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架，其锚固悬挂在已施工梁段上，在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设，混凝土灌注和预应力张拉，灌浆等作业。完成一个阶段的循环后，挂篮即可前移并固定，进行下一阶段的悬灌，如此循环直至悬臂灌注完成。
　　本工程挂蓝施工砼9562立方，钢筋1700吨，钢绞线770吨，砼标号为C55。主桥每个墩上构箱梁分31个箱段施工，其中悬浇块为28段，悬浇块段长分2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m六种。其中悬浇最重块段为1#块，重250t左右。计划每个墩投入2套挂蓝对称施工。
　　三、挂篮施工
　　1、挂篮构造及特点
　　本工程3# 、4#墩分别设置1对2套挂篮同时进行悬臂施工作业。每个挂篮自重约 84.6t，由承重结构、悬吊系统、模板系统、行走及锚固系统组成。
　　挂篮具有以下特点：结构重量轻，整体钢度大、变型小、构件数量少，拼装快，挂篮下有足够行走作业空间。挂篮同模板整体前移，加工容易，造价低廉操作系统实用方便。
　　2、挂篮安装
　　（1）挂篮承重构件的安装。首先在0＃块的腹板位置放出挂篮中心线，然后安装行走轨道，利用桥上精扎螺纹钢通过扁担梁锚固好行走轨道；在安装好的行走轨道上安装主梁前支腿；在安装好前支腿上安装主梁，并安装好后锚；在主梁上安装上后横梁和立柱；安装好两条立柱后进行平联安装，主副斜拉带安装；在主梁上安装上前横梁，并与主梁连接牢固；在上前横梁上安装底板前横梁吊杆，在吊杆下面安装下前横梁；安装下后横梁；在下前后横梁间安装底板纵横梁；安装内外模滑梁及分配梁。挂篮承重构件的安装完毕，然后进行挂篮模板系统的安装。
　　（2）模板系统安装。首先进行底模系统的安装，按最长现浇5米长梁段安装底模，规格为长6米（顺桥向）宽7米（横桥向），模板主要以大块模板为主，与横桥向22#槽钢分配梁点焊稳固。根据翼板分配梁的模型进行翼板模板的安装，侧模按大块模板加附带的方式在底板上拼装，最后整体吊装与翼板模板对接；内模利用钢套箱的面板，在面板上加设附带。内外模板的附带采用2根8#槽钢纵横布设，间据为1米，拉杆采用Ф20的圆钢，按1平方1根拉杆布设。
　　3、挂篮的试压
　　（1）挂篮荷载试验。挂篮安装完毕后，为了保证挂篮结构的可靠性和了解挂篮施工中的弹性变形，以及消除挂篮的非弹性变形，在使用前必须对挂篮进行试压，对拼装好的挂篮按挂蓝受力最大时的荷载进行施压，并将测试结果中的竖向位移，挠度提供给大桥施工控制小组。荷载试验采用“水箱配重法”。
　　经过计算，挂篮最不利工况为5m梁段的起始节段，即箱梁第18号梁段，此时前吊杆受力为最大，因此荷载试验仅根据18号梁段的荷载进行加载、观测。
　　（2）荷载试验材料采用采用水箱加压的方案，模拟砼浇注过程中的各个工况进行加载。试压方法：在安装完挂篮（内模系统暂时不安装）以后，根据分级加载的重量（其中浮箱按自重6T/个计算），利用索吊先把2个浮箱吊上挂蓝底板（横桥向一个竖放一个水平放）， 根据分级加载的重量进行加水和加叠浮箱。各联结、锚固点牢固可靠。
　　4、挂篮的前移
　　挂篮拼装并试压完毕，就可以进行施工。在梁段混凝土浇注完毕并张拉预应力筋后，就要把挂篮前移到下一梁段上进行施工。挂篮移动的步骤：
　　（1）张拉预应力筋后，利用32T螺旋千斤顶和10T手拉葫芦对挂蓝模板系统进行放松，以离开混凝土面20㎝到30㎝ 为宜。
　　（2）用千斤顶顶起挂蓝的前支腿落，装上移动滚轴；在主轨上利用锚固梁锚住主轨，然后拆除后锚，将挂篮上拔力转为由后锚（反力架）行走小车承受。
　　（3）利用穿心千斤顶（主梁两侧各一台），将牵引挂篮往前拖移，直至下一梁段施工位置
　　（4）挂蓝移动到位后，用千斤顶把挂蓝的前支腿落在主轨上（取下滚轴）。
　　（5）安装挂篮后锚杆，利用后锚千斤顶将挂篮上拔力转为后锚杆承受挂篮，后锚必须锚固可靠。
　　（6）根据施工控制小组提供的立模标高调校模板高程。
　　5、挂蓝悬浇施工
　　挂蓝经过预压测试，并取得相关控制参数后，可开始进行箱梁的悬浇施工。在底模板及外侧模、封头模安装调整好以后，即可绑扎钢筋，按照先底板、侧板，后顶板次序绑扎钢筋及安装预应力管道和竖向预应力筋，注意预留挂篮吊杆孔位。此时应特别注意竖向预应力筋的压浆管道及通气管道，横向预应力筋的压浆通气管道，纵向预应力管道位置定位、接头包扎情况是否漏浆，并保持预应力管道的顺道。在各项工序完成后，方可浇筑砼，砼浇筑时，用泵机对称浇筑。对预应力管道位置，振动时要特别小心。并用水平仪观测挂篮的变形，如果挂篮的变形值过大，砼还未终凝，这时可用吊杆将底模适当抬高。
　　悬浇时，用一台混凝土输送泵对称浇筑，重量偏差不超过25T的要求，同一梁段的腹板也要对称浇筑，浇筑按底、腹板、顶板顺序，浇筑从前端开始逐步向后端，最后与已浇梁端连接。对前梁段的接触面应凿毛、清洗干净。底、腹板、顶板、翼板的砼的振捣以插入式振捣器为主。砼成型后，要适时覆盖，洒水养生，使砼处于湿润状态，严禁干湿交替出现，养护7天。
　　经过砼养护，经试件试压达到设计要求时即可张拉，张拉顺序为先张拉纵（先顶板束后下弯束）向预应力束，后张拉横向束，最后张拉竖向预应力筋。
　　预应力束张拉完成后，即可松动挂篮吊杆，使挂篮底板离开箱梁底20cm，这时即可将挂篮前移至下一块段。
　　6、预应力施工
　　每块段砼浇注完成后，养护7.5天，待砼强度达到设计要求时，即可进行张拉。本桥投入8套千斤顶、12个油泵；拌浆机、压浆机各2套，张拉竖向预应力筋的千斤顶1台。张拉前对千斤顶、油泵进行校正，对管道进行清洗、穿束，准备张拉工作。
　　预应力管道应特别注意定位准确，定位筋50cm设置一道，曲线管道适当加密，安装时应注意管道的畅通，否则会影响钢绞线穿束困难以及钢绞线张拉时的伸长量。管道的接头部位用胶布包扎好，如采用塑料管配有专门的接头较为理想。砼浇完后，及时用水冲洗，如遇堵管实施开刀就比较困难。钢绞线的穿束用穿孔器，卷扬机整束一起穿。具体做法是先穿一根钢绞线通过孔道用钢丝绳牵引过去，然后用小卡环把钢丝绳和圆钢扣起来，然后缓缓开动卷扬机将钢绞线束穿入。竖向预应力筋主要应特别注意压浆管道及通气管道的安装，笔耕文化推荐期刊，浇筑砼时派专人用水冲管以防堵塞。
　　压浆后的管道在24小时内不得受振动。管道内水泥浆在压浆后48小时内，结构砼温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当白天温度高于35℃时，压浆宜在夜间进行。压浆时，每一工作班留取不少于3组试样（每组为3个70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件），标准养生28天，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
　　7、箱梁悬浇施工观测
　　悬浇施工箱梁由于受自重、温度、外荷等因素影响产生挠度，砼自身的收缩、徐变也会使箱梁产生标高变化，这种变化随着跨度的增大而增加。为了使成桥后的桥面线型达到或接近设计线型，必须在悬臂浇筑时进行标高控制，在施工中对已浇筑的箱梁各工序进行挠度、温度等观察，并以此随时调整悬浇箱段的立模高度。
　　立模标高控制值=箱梁顶面设计标高+设计施工预拱度+挂篮自重及浇筑砼后的变形值±日照温差修正值。设计施工预拱值需进行修正，由于设计状态和实际施工状态的差异，为了达到设计的理论线型，必须通过实际测量资料的集累和分析，找出各阶段的挠度变化规律，修正各项计算参数，使计算状态基本吻合实际，挂篮的变形值通过挂篮试压以及施工前几段产生的实际和挠度数据进行修正，砼的收缩可用折合降低温度的方法处理。对于张拉值的修正，通过锚下预应力损失理论公式以及实际观测值比较后决定。为尽量减小日照温差的影响，宜选择温度梯度较小的时候进行观察。另外，平衡力矩，施工荷载对砼标高也有影响，若两端荷载不一样，必然会产生一头低、一头高的现象，施工中力求平衡施工，消除影响，同时在计算控制也考虑该项内容。

 

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