三孔刚构连续梁悬臂浇注施工技术

[12-11 16:59:29]   来源:http://www.tmgc8.com  桥梁工程   阅读:3380

文章摘要:文章以洛清江大桥工程为例,阐述了三孔刚构连续梁悬臂浇注施工技术。

  关键词:挂篮,悬臂施工,合拢段,梁体线形

  一、工程概况

      为三孔刚构连续梁,三孔刚构连续梁为单箱单室直腹板式变截面预应力钢筋混凝土连续梁,孔跨形式为:38.6m+62m+38.6m。端支点及跨中梁高2.5m,中支点梁高4.2m,端支点处梁体下缘有10.5m的平段,中支点两侧下缘各有1m的平段,主跨跨中有6m的平段,平段间以1.8次抛物线连接;箱梁底宽3.2m,顶板宽6.5m,顶板厚36cm,腹板厚40~60cm,底板厚36~70cm,梁体沿底板纵向均匀变化。

     二、施工工艺

      (一)0#、1#、1′#块施工

      临时立柱采用Φ550mm钢管柱,支撑于承台顶面, 钢管柱间焊接角钢作剪刀撑,在钢管柱顶安装I56工字钢横梁,横梁上布置I56工字钢纵梁,铺设底模。临时支墩安装完毕后,对临时支墩做压重试验,压重材料选用预制的混凝土块,重量为设计重量的1.13倍,以消除非弹性变形并测量弹性变形,为立模高程提供数据。根据对所测数据的分析,临时支墩无变化。

      混凝土灌注,从墩顶开始对称向两端全断面一次浇注成型,混凝土缓凝时间不得小于8小时,要求整个灌注工作在最先浇注的混凝土初凝以前完成,以消除支架变形对混凝土的影响。墩梁结合处是施工的重点、难点,此处钢筋密集、预应力管道纵、横、竖交错布置、预埋件多,此处振捣根据振捣器作用半径,在外模布置附着式振捣器与插入式振捣棒配合使用,保证了混凝土质量。

      待混凝土强度达到设计强度的90%以上,按照设计张拉顺序张拉预应力束,张拉的基本原则为先腹板、后顶板,先上后下,左右对称。

      (二) 悬臂段施工

  1.挂篮拼装及试验。各T构的0号、1号(1′号)块施工结束后,首先清理梁顶面,并将铺枕部位找平,然后按下列程序对称拼装挂篮,挂篮采用无平衡重桁架式结构:铺设钢(木)枕→安装走道梁→安装前后支座→吊装军用梁→吊装前横梁→安装后吊带→吊装底板模架及底模板→安装外侧模。

  挂篮拼装完成,进行压重试验,模拟施工实重,测定挂篮杆件的应力和应变,测量挂篮在施工中的弹性变形,给实际立模高程提供可靠的数据,并消除挂篮的非弹性变形。

  2.模型安装。挂篮压重试验完成,调整模型中线及标高。立模高程由挂篮压重试验所测数据及悬臂梁段挠度预留抬高量等因素综合考虑后,经桥梁博士软件仿真分析、计算预告。紧固各锚固系统及模板。

  3.混凝土浇注。梁体为C50高标号预拌混凝土,要求混凝土强度在第三天达到设计强度的90%以上,进行预应力的张拉。因此在混凝土中掺入缓凝早强剂。因两悬臂端混凝土重量的平衡差不能大于2m3。故采用秒表计时的方法进行控制;经多次对混凝土输送泵车每分钟泵送混凝土数量的统计,得出每端浇注混凝土的时间控制在90s以内即可保证两悬臂端的平衡。浇注顺序为:先底板后腹板最后顶板;并在内模顶板和腹板开天窗进行混凝土的浇注。

  4.拆模及混凝土养护。待混凝土强度不小于设计强度的75%时,拆除侧模及内模。张拉完纵向预应力钢绞线后松底模。

  梁体混凝土浇注完毕后及时洒水养护,梁顶覆盖塑料布草袋,始终保持混凝土表面湿润。养护时间最少不小于3天,一般养护7天。

  5.预应力张拉。待梁体混凝土强度及弹性模量达到设计要求后,进行预应力束张拉。

  张拉程序:对于纵向低松弛钢绞线为:0→初应力→100%设计吨位→设计吨位103%→持荷5min→锚固;对于竖向及横向预应力粗钢筋为:0→初应力→设计吨位→持荷2min→锚固,(精轧螺纹粗钢筋要先冷拉放张后,二次张拉到设计吨位)。

  张拉设备及油压表定期进行标定,预应力孔道成孔做摩阻试验,测定孔道摩阻系数和偏差系数与设计是否相符,保证张拉力准确。

  张拉质量采用双控,即张拉力以油压表控制为主,并以伸长值作校核,实际伸长值与计算值之差再与计算值之比控制在±6%。

  预应力钢束张拉要两端保持同步,油泵加油均匀。

  6.挂篮走行及锚固。节段梁体纵向预应力束张拉完成后,即进行挂篮走行。拆除后吊带系统,松前吊带,使模板系统与梁体分离。

  在新浇注的梁顶面安装走道梁,走道梁接头处平齐。准备工作就绪,松后锚系统,人工拉倒链牵引挂篮前移。两悬臂端挂篮对称位移,走行过程中对挂篮各节点及连接部件进行检查。

  挂篮走行到位后,锁定后锚固及后吊带系统。调整模型中线及立模标高,安装固定外侧模。

  每节段挂篮走行的周期由开始最长的15天,到熟练后最短的6天,平均每节段的施工周期为8天,已达到此项施工工艺的技术水平。

  (三)合拢段施工

  1.吊架制造与安装。合拢段采用合拢吊架(自重控制在30t以内)施工,合拢吊架由施工挂篮改制而成,其安装与挂篮安装类同。

  2.标高调整。在浇注合拢段混凝土前,按设计合拢温度及预施应力后的弹性压缩和收缩徐变等调整高程及平面位置。悬臂端配重,随合拢段混凝土灌注量的增加而逐级卸载,使合拢段在施工过程中,梁体受力保持不变。

  3.临时锁定结构安装。按设计要求在箱梁底板及顶板设置钢性支撑和临时钢束进行锁定,使合拢段混凝土在不受外力的状态下灌注和凝结。

  刚性支架安装于合拢处,支撑两悬臂端,同时在合拢处临时张拉预应力束,使合拢段混凝土在灌注和凝结过程中不受拉、压应力的影响及混凝土收缩徐变的影响。

  4.灌注合拢段混凝土时选择在设计要求的温度范围内进行。

      (四)现浇边跨直线段

  边跨直线段在桥墩顶设两根立柱支撑悬臂端的挂篮,形成简支体系;安装底板模型,现浇直线段混凝土。

  三、关键过程的控制

  (一)梁体的线形控制

  控制过程:试验—施工—量测—分析—预告—施工的循环过程,利用桥梁博士软件进行仿真分析计算,对下一未浇注梁段的立模标高作出较准确的预测。经对每节段挠度变化的观测,成型后梁段的标高与预测标高的误差均在5~10mm以内。

  测定内容:节段的挠度变化值、应力与温度变化值、挂蓝自身的弹性变形及下一节段的恒载。

  测量仪器:自动安平水准仪、全站仪、MB-6TL读数仪及配套设备

  测点布置:在梁段端部左右腹板正上方各焊接1根短钢筋棒(顶端打磨光滑)作为观测点。对每段的立模、混凝土浇注前后、预应力张拉前后的标高进行观测;应力及温度观测点布置在距1#梁段前端1.5m的顶板和底板,埋设4只EM-4型振弦式传感器;桥墩表面距承台顶及梁底1m的两个截面,埋设4000型振弦式传感器。

  经过对每节段梁体的挠度变化观测和立模标高的准确预测,两“T”构合拢前两悬臂端的相对高差最大为5mm,中线偏差均小于6mm,符合规范要求。

      (二) 合拢段施工控制

  合拢段临时锁定及混凝土浇注要在设计的合拢温度范围内进行;设计要求合拢温度为18℃。

  锁定临时支撑:在合拢段设置临时劲性支撑和临时张拉预应力束,将两悬臂“T”构临时锁定为双悬臂“π”形,使合拢段两端形成能承受一定弯矩、剪力和轴力的刚节点,保证合拢前、后结构变形协调,防止由于温度等各种因素影响在合拢尚未完成前就产生变形。

  合拢段的混凝土配合比重新选定,使用掺有早强和微膨胀的混凝土。

  混凝土灌注过程中要保持合拢段的状态稳定,在各悬臂端施加与混凝土重量相同的配重,灌注过程中,边灌注边卸载,加、卸载对称于梁轴线进行。

  合拢后的梁底曲线圆顺,梁顶平直,线形美观。

  四、结语

      通过对0#、1#块的临时支墩、悬臂挂蓝的技术控制以及合拢段的技术监控,顺利的完成了三孔刚构连续梁的施工;并将每节段的平均施工周期控制在了8天以内,大大加快了工程进度。工程质量经验收达到设计和规范要求。此工程的成功,为以后类似工程施工积累了经验。
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