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【摘 要】上下双室预应力刚构桥梁是国内外先例;打破历来公路和铁路使用左右单箱和多箱的设计惯例。本结构是水利枢纽项目,为了满足结构跨度大、质量轻、承载能力强、水流阻力小的要求,改变了历来单箱小跨度设计观念,新增一道走水中隔板,顺利解决走水跨度和阻力问题。本桥梁采用挂篮循环作业,对称浇筑,最终实现全桥合拢,该工艺效果良好,可为今后同类工程施工提供有益参考。
【关键词】连续刚构箱梁;挂篮施工;上下双室 ; “日”字截面
1、工程概况
徐家湾渡槽主槽身为(95.95+2×180+95.95)m连续刚构,截面形式为上下双室“日”字形结构,箱梁0号段长12m,每个主墩“T”构纵桥向划分为24个对称梁段,分别为8×3.0m,10×3.5m,6×4.0m。箱梁为三向预应力结构,采用上下双室截面,箱梁顶板宽9.5m,底板宽6.25~5.25m,外翼板悬臂长1.625~2.125m,中板厚度0号梁段为0.53m,其余均为0.3m,箱梁内箱尺寸保持不变,为4.25*3.75m,腹板厚度1.1~0.5m,外箱尺寸根据内箱尺寸进行相应变化,箱梁顶板设置2%双向横坡。箱梁高度由0#段的13.8m变到合龙段的4.6m,梁底下缘曲线按1.5次方抛物线变化。
2、连续刚构箱梁挂篮施工工艺
2.1 1#~24#梁段施工工艺
连续刚构因结构特性,3个“T”构需同时施工,挂篮无法周转使用,需加工6套挂篮。根据本标段渡槽的特点和国内外挂篮的优点,挂篮设计为菱型桁架式挂篮。施工流程如下:0#段施工—掛篮安装—绑扎1#段钢筋—浇筑1#段混凝土—张拉1#段—挂篮前移至2#段—重复前段工序直至合拢。
2.2 挂篮的组成
挂篮主要由主构架、横联、前上横梁、轨道走行系统、悬吊系统、外模滑移梁、上下箱滑移梁,内外模板、底模架等构件组成。挂篮由1#段时上下双室,随后随着梁高的变化,将中板的挂篮拆除,最终变成普通的单箱挂篮。见图1.
2.3 挂篮的荷载试验
挂篮在使用前,进行试压目的是消除非弹性变形,检验挂篮承载能力并确定其弹性变形量。本试验由于在地面上进行,不可能将挂篮全部组装好,将挂篮主桁架构件进行了组装试验,加载状况基本与实际受力相似,具体见图2。
2.4 挂篮的安装
挂篮安装是个繁琐而细致的活,每道工序必须准确且规范,具体工序如下。
轨道—主构架—横联—前上横梁—前下横梁—后下横梁—底模系统—外滑移梁—中板滑移梁—下箱内模系统—顶板内模滑移梁—上箱内模系统。
2.5箱梁标高控制
每施工节段在浇筑混凝土前,在纵向距混凝土前端5cm处,横向在梁中心,两腹板外侧两翼缘板端面,中板和底板两边共9处,埋设ф20钢筋头,分六个时段即混凝土浇注前、混凝土浇注后、预应力张拉前、预应力张拉后、挂篮移动前、挂篮移动后、进行观测,定时观测温度及挠度的变化,当观测值与设计理论值误差在5mm以上,及时调整下一个节段施工立模标高。
2.6钢筋及预应力管道制作、安装
2.6.1 施工工序
钢筋及预应力管道安装是比较精细过程,尤其是预应力管道的安装,必须准确,否则可能会影响结构预应力分布进而影响结构受力。具体工序如下:底板底层钢筋—腹板套子筋—底板横向预应力钢筋—底板顶层钢筋—腹板纵向钢筋—腹板竖向预应力钢筋—腹板纵向预应力管道—中板底层钢筋—中板横向预应力钢筋—中板顶层钢筋—顶板底层钢筋—顶板纵向预应力管道—顶板顶层钢筋
2.6.2管道安装
波纹管安装:波纹管严格按设计位置随箱梁施工逐节安装,安装时将波纹管穿入定位网片网眼内,并与定位网片绑扎,安装过程尽量避免反复弯曲,以防管壁开裂和穿束困难,波纹管应露出梁端20cm~30cm。波纹管的连接采用专门的塑料波纹管接头进行套接。
纵向波纹管安装,钢束长度超过120m的在每束钢束中部设置通气孔,以利于压浆排水排气,保证压浆质量。
防堵管措施:混凝土灌注前,在波纹管内穿入内衬管,浇筑过程中及时检查管道是否通畅,发现漏浆时及时用高压水冲洗管道。
2.7混凝土施工
箱梁采用C55混凝土,采用在T构两端对称浇筑一次成型的施工方法。混凝土采用泵送混凝土,由输送泵泵到0#段,0#段设置三通管,砼直接泵送至所需梁段。混凝土浇筑时首先由低到高对称浇筑两面腹板混凝土至倒角顶面,然后再由前到后浇筑底板,由于箱梁较高,混凝土需经串筒入模,防止混凝土发生离析,底板浇筑完成后继续对称分层浇筑腹板混凝土,分层厚度为30cm。顶板浇筑遵循由两侧向中央灌注的顺序。T构两端平衡重应控制在设计允许的范围之内。
2.8预应力施工工艺
预应力材料和机具的使用前必须经相关检验,合格后方可使用。
2.8.1纵向预应力筋的施工工艺:
1)下料、编束和穿束
按设计图中的下料长度下料,下料采用线材切割机切割,编束后用20#铁丝绑扎牢固。为便于穿束,穿入端焊制成锥体状,并加以包裹,以防穿坏波纹管。中短束由人工单根穿束,长束和曲线束用卷扬机整束牵引。
2)张拉
张拉前检查梁段混凝土强度,达到设计强度的90%且龄期不得低于7天方可张拉。检查锚垫板下混凝土是否有蜂窝和空洞。纵向预应力束采用智能数控张拉机对称等比例张拉。张拉顺序必须严格按照设计图进行施工,以免产生次应力。张拉时千斤顶前严禁站人,张拉人员站在千斤顶侧面操作,不准踩踏攀扶油管,千斤顶内有油压时,不得拆卸油管接头。
3)张拉控制
本桥梁张拉采用智能数控对称张拉,张拉前将张拉控制级数和控制数据输入智能张拉系统。由智能张拉系统电脑自动调整控制张拉吨位和泵油速度,施工人员只需要在旁边进行跟踪监控,如有出现数据异常,及时停机处理。 施工前必须根据钢绞线长度和角度进行理论计算伸长量,并将理论伸长量和实际伸长量进行比对,如有超出规范,必须进行处理调整检查。具体计算如下:
2.9挂篮前移
混凝土张拉完成后,即可进行挂篮前移。具體如下:
⑴ 砼张拉完成后,挂篮后锚不能拆除,挂篮前端的悬吊系统均松开,底模后横梁悬挂在外侧模吊梁上,用两个千斤顶顶升挂篮的前支点,脱空即可。⑵ 顶升挂篮主构架,拆除轨道的锚固钢筋;⑶ 抽拉轨道到指定位置;⑷ 下落主构架使前支点立在轨道上面,移走千斤顶;⑸ 拆除挂篮后锚,使后勾轮勾住轨道,然后走行挂篮;挂篮走行时,T构两侧要对称,最大不能相差1m,走行速度不能大于40cm/min,⑹ 轨道前端安装倒链,牵引主构架前移,并带动底模平台和外侧模前移。⑺前移到位,进行挂篮锚固处理。
注意事项:T构两端的挂篮应同时移动;拆除后锚前要认真检查反扣轮各部连接是否可靠,发现异常情况及时处理;挂篮移动前要调整底模平台和外侧模水平并仔细检查挂篮各部位连接情况,检查挂篮上的安全网、钢筋头或其它绳索有无和箱梁勾挂情况,发现问题及时处理;挂篮移动要统一指挥,两台倒链尽量同步,并防止脉冲式行走,为减少摩擦便于滑动,在前支点轨道抹上黄油利于走行。
3 连续刚构箱梁挂篮施工工艺效果
经过施工,目前该桥梁已经顺利合拢,合拢误差7mm,具体见效果图。见图3-5。
结语:
本工艺的主题思想是为了满足结构跨度大、质量轻、承载能力强、水流阻力小的要求。
借鉴原来刚构桥梁的设计理念,将桥梁中间设置一道中隔板,保证水流在一个水平面,顺利解决走水跨度和平稳的问题。本桥梁采用挂篮循环作业,对称浇筑,就形成了上下双室“日”字形桥梁效果,最终实现全桥合拢,该工艺效果良好,值得推广和借鉴,可为今后同类工程施工提供有益参考。
参考文献:
[1]《水工砼施工规范》DL/T5144-2001;
[2]《水工砼钢筋施工规范》DL/T5169-2002;
[3]《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80/1-2004;
[4]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011;
[5]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002;
[6]《预应力混凝土用钢绞线》GBT5224-2003;
[7]《预应力高强精轧螺纹粗钢筋设计施工暂行规定》;
【关键词】连续刚构箱梁;挂篮施工;上下双室 ; “日”字截面
1、工程概况
徐家湾渡槽主槽身为(95.95+2×180+95.95)m连续刚构,截面形式为上下双室“日”字形结构,箱梁0号段长12m,每个主墩“T”构纵桥向划分为24个对称梁段,分别为8×3.0m,10×3.5m,6×4.0m。箱梁为三向预应力结构,采用上下双室截面,箱梁顶板宽9.5m,底板宽6.25~5.25m,外翼板悬臂长1.625~2.125m,中板厚度0号梁段为0.53m,其余均为0.3m,箱梁内箱尺寸保持不变,为4.25*3.75m,腹板厚度1.1~0.5m,外箱尺寸根据内箱尺寸进行相应变化,箱梁顶板设置2%双向横坡。箱梁高度由0#段的13.8m变到合龙段的4.6m,梁底下缘曲线按1.5次方抛物线变化。
2、连续刚构箱梁挂篮施工工艺
2.1 1#~24#梁段施工工艺
连续刚构因结构特性,3个“T”构需同时施工,挂篮无法周转使用,需加工6套挂篮。根据本标段渡槽的特点和国内外挂篮的优点,挂篮设计为菱型桁架式挂篮。施工流程如下:0#段施工—掛篮安装—绑扎1#段钢筋—浇筑1#段混凝土—张拉1#段—挂篮前移至2#段—重复前段工序直至合拢。
2.2 挂篮的组成
挂篮主要由主构架、横联、前上横梁、轨道走行系统、悬吊系统、外模滑移梁、上下箱滑移梁,内外模板、底模架等构件组成。挂篮由1#段时上下双室,随后随着梁高的变化,将中板的挂篮拆除,最终变成普通的单箱挂篮。见图1.
2.3 挂篮的荷载试验
挂篮在使用前,进行试压目的是消除非弹性变形,检验挂篮承载能力并确定其弹性变形量。本试验由于在地面上进行,不可能将挂篮全部组装好,将挂篮主桁架构件进行了组装试验,加载状况基本与实际受力相似,具体见图2。
2.4 挂篮的安装
挂篮安装是个繁琐而细致的活,每道工序必须准确且规范,具体工序如下。
轨道—主构架—横联—前上横梁—前下横梁—后下横梁—底模系统—外滑移梁—中板滑移梁—下箱内模系统—顶板内模滑移梁—上箱内模系统。
2.5箱梁标高控制
每施工节段在浇筑混凝土前,在纵向距混凝土前端5cm处,横向在梁中心,两腹板外侧两翼缘板端面,中板和底板两边共9处,埋设ф20钢筋头,分六个时段即混凝土浇注前、混凝土浇注后、预应力张拉前、预应力张拉后、挂篮移动前、挂篮移动后、进行观测,定时观测温度及挠度的变化,当观测值与设计理论值误差在5mm以上,及时调整下一个节段施工立模标高。
2.6钢筋及预应力管道制作、安装
2.6.1 施工工序
钢筋及预应力管道安装是比较精细过程,尤其是预应力管道的安装,必须准确,否则可能会影响结构预应力分布进而影响结构受力。具体工序如下:底板底层钢筋—腹板套子筋—底板横向预应力钢筋—底板顶层钢筋—腹板纵向钢筋—腹板竖向预应力钢筋—腹板纵向预应力管道—中板底层钢筋—中板横向预应力钢筋—中板顶层钢筋—顶板底层钢筋—顶板纵向预应力管道—顶板顶层钢筋
2.6.2管道安装
波纹管安装:波纹管严格按设计位置随箱梁施工逐节安装,安装时将波纹管穿入定位网片网眼内,并与定位网片绑扎,安装过程尽量避免反复弯曲,以防管壁开裂和穿束困难,波纹管应露出梁端20cm~30cm。波纹管的连接采用专门的塑料波纹管接头进行套接。
纵向波纹管安装,钢束长度超过120m的在每束钢束中部设置通气孔,以利于压浆排水排气,保证压浆质量。
防堵管措施:混凝土灌注前,在波纹管内穿入内衬管,浇筑过程中及时检查管道是否通畅,发现漏浆时及时用高压水冲洗管道。
2.7混凝土施工
箱梁采用C55混凝土,采用在T构两端对称浇筑一次成型的施工方法。混凝土采用泵送混凝土,由输送泵泵到0#段,0#段设置三通管,砼直接泵送至所需梁段。混凝土浇筑时首先由低到高对称浇筑两面腹板混凝土至倒角顶面,然后再由前到后浇筑底板,由于箱梁较高,混凝土需经串筒入模,防止混凝土发生离析,底板浇筑完成后继续对称分层浇筑腹板混凝土,分层厚度为30cm。顶板浇筑遵循由两侧向中央灌注的顺序。T构两端平衡重应控制在设计允许的范围之内。
2.8预应力施工工艺
预应力材料和机具的使用前必须经相关检验,合格后方可使用。
2.8.1纵向预应力筋的施工工艺:
1)下料、编束和穿束
按设计图中的下料长度下料,下料采用线材切割机切割,编束后用20#铁丝绑扎牢固。为便于穿束,穿入端焊制成锥体状,并加以包裹,以防穿坏波纹管。中短束由人工单根穿束,长束和曲线束用卷扬机整束牵引。
2)张拉
张拉前检查梁段混凝土强度,达到设计强度的90%且龄期不得低于7天方可张拉。检查锚垫板下混凝土是否有蜂窝和空洞。纵向预应力束采用智能数控张拉机对称等比例张拉。张拉顺序必须严格按照设计图进行施工,以免产生次应力。张拉时千斤顶前严禁站人,张拉人员站在千斤顶侧面操作,不准踩踏攀扶油管,千斤顶内有油压时,不得拆卸油管接头。
3)张拉控制
本桥梁张拉采用智能数控对称张拉,张拉前将张拉控制级数和控制数据输入智能张拉系统。由智能张拉系统电脑自动调整控制张拉吨位和泵油速度,施工人员只需要在旁边进行跟踪监控,如有出现数据异常,及时停机处理。 施工前必须根据钢绞线长度和角度进行理论计算伸长量,并将理论伸长量和实际伸长量进行比对,如有超出规范,必须进行处理调整检查。具体计算如下:
2.9挂篮前移
混凝土张拉完成后,即可进行挂篮前移。具體如下:
⑴ 砼张拉完成后,挂篮后锚不能拆除,挂篮前端的悬吊系统均松开,底模后横梁悬挂在外侧模吊梁上,用两个千斤顶顶升挂篮的前支点,脱空即可。⑵ 顶升挂篮主构架,拆除轨道的锚固钢筋;⑶ 抽拉轨道到指定位置;⑷ 下落主构架使前支点立在轨道上面,移走千斤顶;⑸ 拆除挂篮后锚,使后勾轮勾住轨道,然后走行挂篮;挂篮走行时,T构两侧要对称,最大不能相差1m,走行速度不能大于40cm/min,⑹ 轨道前端安装倒链,牵引主构架前移,并带动底模平台和外侧模前移。⑺前移到位,进行挂篮锚固处理。
注意事项:T构两端的挂篮应同时移动;拆除后锚前要认真检查反扣轮各部连接是否可靠,发现异常情况及时处理;挂篮移动前要调整底模平台和外侧模水平并仔细检查挂篮各部位连接情况,检查挂篮上的安全网、钢筋头或其它绳索有无和箱梁勾挂情况,发现问题及时处理;挂篮移动要统一指挥,两台倒链尽量同步,并防止脉冲式行走,为减少摩擦便于滑动,在前支点轨道抹上黄油利于走行。
3 连续刚构箱梁挂篮施工工艺效果
经过施工,目前该桥梁已经顺利合拢,合拢误差7mm,具体见效果图。见图3-5。
结语:
本工艺的主题思想是为了满足结构跨度大、质量轻、承载能力强、水流阻力小的要求。
借鉴原来刚构桥梁的设计理念,将桥梁中间设置一道中隔板,保证水流在一个水平面,顺利解决走水跨度和平稳的问题。本桥梁采用挂篮循环作业,对称浇筑,就形成了上下双室“日”字形桥梁效果,最终实现全桥合拢,该工艺效果良好,值得推广和借鉴,可为今后同类工程施工提供有益参考。
参考文献:
[1]《水工砼施工规范》DL/T5144-2001;
[2]《水工砼钢筋施工规范》DL/T5169-2002;
[3]《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80/1-2004;
[4]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011;
[5]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002;
[6]《预应力混凝土用钢绞线》GBT5224-2003;
[7]《预应力高强精轧螺纹粗钢筋设计施工暂行规定》;