中铁隧道路桥处连续梁桥悬臂施工关键技术.doc

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1、1、预应力砼连续梁、连续刚构悬臂灌注施工 本线路主桥连续梁最大跨度为168m，为黄草乌江大桥，其主跨型式为96+168+96m预应力砼连续梁。连续刚构最大跨度为128m，为涪陵乌江大桥，其主跨形式为（72+128+72）m，中间支点梁高8.8m，跨中及边跨直线段梁高4.4m，箱梁为单箱单室变截面梁，箱梁顶宽8.1m，底宽6.1m，梁底按二次抛物线变化。砼为C50，为三向预应力结构。采用4套菱形挂篮在2个主墩上分别对称平衡悬灌箱梁。在主墩身周围用万能杆件搭设扇形托架，0#梁段在托架上浇注成形，其它悬浇段在挂篮上对称浇注砼，边孔直线段在支架上现浇。悬浇段和现浇段施工完成后，对合拢段约束锁定，灌注砼

2、，完成体系转换。边跨为支架现浇合拢，主跨利用其中一套挂篮合拢 ，先合拢边跨，再合拢中跨。 11施工顺序悬臂灌筑一般梁段边孔直线段箱型连续梁施工顺序为：0#段施工 边孔合拢 中孔合拢。12墩顶0#梁段在主墩浇砼前，预埋截工字钢、角钢牛腿，墩身施工完后，用万能杆件拼装扇形托架，支立联接在牛腿及角钢上，用槽钢30a作纵横梁，在其上支立0#段钢模板。为消除其非弹性变形，应对托架进行预压。0#块施工托架见墩顶0#块扇形托架施工布置图。121永久支座与临时支座（1）临时支座a、连续梁：由于桥墩与梁采用支座连接方式，永久支座不能承受施工中产生的不平衡力矩，故须设置临时支座，用以临时固结锁定梁体，平衡施工中产

3、生的不平衡力矩。每个墩顶设置4个临时支座，其结构为C40钢筋砼。在支座内设32的锚固钢筋，伸入梁体及墩身1m以上。为了便于临时支痤的拆除，在其中部设有3cm厚的硫磺砂浆砼夹层两层，中间布置10电阻丝，施工时分层灌注。b、连续刚构：T构连续刚构为墩梁固结体系，0#梁段与墩一次全断面浇筑。（2）永久支座永久支座采用盆式橡胶支座。单向活动支座的上下导向挡块必须对正，固定支座上下各部件的纵轴线必须对正。支座四角高差不得大于2mm。122 0#梁段施工（1）模板工程侧模及底模采用18mm厚的竹胶合板，内模采用竹胶合板和组合钢模混用，端模板（两节段相连接处断面的模板）是保证端部截面尺寸和孔道位置的重要部件

4、，可采用木模，木模现场制作，并预留预应力孔道洞口。（2）钢筋工程为保证钢筋的绑扎质量，加快施工进度，施工时在现场制作钢筋绑扎平台，在平台上分片分段绑扎吊装入模。在钢筋网内设钢管骨架作为起吊点，入模后再拆除钢管骨架。钢筋骨架外采用砼作保护层垫块，强度等级为C50，与梁体标号相同。为保证预应力筋束的位置，金属波纹管在现场安装定位。定位钢筋与钢筋骨架绑扎牢固，并增设定位钢筋。波纹管接头要平顺严密，孔道平顺、不漏浆。（3）预埋件及预留孔按设计位置正确预埋预埋件和预留预留孔。预留孔在施工完后用砼封堵。模板安装使用缆索或式垂直提升井架吊装到位。（4）混凝土灌注砼分两次灌注成型，先浇筑底板和与腹板相连倒角处

5、砼，待底板砼强度达到设计强度的80%时，在其上支立18的钢管支架，安装内模、绑扎顶板钢筋及预应力筋孔道，浇筑腹板、隔板及顶板砼。分层浇筑厚度控制在3050cm，从两侧向中间对称浇筑。外侧模安装附着式振动器，并配以平板振动器和插入式捣固棒辅助捣固。砼浇筑完后养生至85%强度时，张拉预应力筋。13悬臂梁段施工131挂篮的结构及特点挂篮的特点是桁架采用菱形结构，杆件数量少，结构稳定，刚性好，传力简单，受力明确，主梁不外伸，有利于竖向预应力筋的张拉。 作业空间大。本挂篮根据悬浇段的最大重量和长度而设计，悬浇段的最大梁段长为4.0m，最大梁段砼为77m3，重为192t。挂篮全重35t，挂篮利用系数0.1

6、8，所以挂篮自重较小。为提高挂篮走行时自身的稳定度，桁架制成前端后长状，使桁架走行时的稳定系数大于2.0，满足规范要求。（1）桁架部分：该桁架由两片菱形构件组成，两者用平联系连接，主杆件分别用25a和32a槽钢组成，平联系由16和20a槽钢构成，前吊梁和后锚梁均由两根I45a工字钢组成。受0#梁段长度的限制，两桁架主梁要进行拼接成一体，以便施工1号梁段时的联体和2号梁段时的分离。（2）吊杆：前吊杆和后锚杆均用32精轧螺纹钢筋，每一前吊杆均配两台不同起重能力的千斤顶，以便随时调整模板前端的标高。安装时按设计要求预留上拱度，拧紧螺母。（3）模板：内模面板采用40mm厚的松木板，背后衬以槽钢和角钢组

7、合成的骨架，骨架各杆件均为栓接，以便拆卸。顶板骨架制成活动式，以适应箱梁内腔宽的变化；腹板骨架为拼装式，以满足梁高变化的需要。顶板各骨架下方设有滚轴，以减小内模前移时的阻力。内模滑道采用2根30a槽钢组成空腹工字型。侧模及底模板均由4mm厚的钢板制成，背衬 5050角钢网格状加固，角钢与钢板间采用焊接，外焊有槽钢和角钢组成的骨架，各骨架间的杆件为栓接。骨架上设有滚轴以利移模。内、外模支架由纵梁承托，底模前横梁由吊杆与桁架前横梁相连，底模后横梁由锚栓联于梁体，横梁上铺纵梁，纵、横梁为销接并垫有调节底模的楔块。（4）走行系统：桁架走行系统由主梁支点和铺设于梁顶面上的轨道组成。外模与底模同步走行，利

8、用外模支架下的纵梁作滑道。内模走行时由内模支架下的纵梁作滑道。挂篮结构见菱形挂篮结构图。1.3.2挂篮的拼装和前移0#块施工完成后，在其顶面上对称拼装菱形挂篮。利用井架或缆车将挂篮主桁各杆件吊放在0#块顶面，按自下而上组拼各杆件。施工1#梁段时，两挂篮要在0#块顶面进行拼接成一体，底下主桁梁利用一个挂篮的底下主桁梁，两挂篮顶部主桁梁用32a槽钢连接起来。吊篮及内模在拼装场地组拼后整体吊装在挂篮吊杆上。1#梁段施工完成后，将每组挂篮分离，加拼杆件使挂篮成为独立体系。拼装与分离见下图：挂篮组拼结束后，为了保证梁体线型准确及防止由于挂篮的变形而引起的新旧梁段接缝处砼开裂，必须对挂篮进行调整，用抬高挂

9、篮的后支承点法：第一次灌砼时，将模板前端抬高高于设计高程1030mm。并同时用千斤顶顶起挂篮后支点，使之高于钢轨滑道。第一次灌砼时千斤顶不动，第二次灌砼时千斤顶分次下降，并随即收紧后锚杆的螺杆，使挂篮后支点贴近轨面。随着后支点下降，前支点必然上升一数值，此数值正好与第二次灌砼时使挂篮产生的挠度相抵消。预留值的大小必须根据实测数据来调整。每节梁段的三向预应力筋张拉完毕后，即可移动挂篮至下一梁段施工。挂篮走行与模板走行分离进行前移。首先将内模滑道前端用可调整高度的支架支撑于底板上，拆除内滑道前吊杆；用辅助吊杆将底模前横梁吊于内模滑道前端，拆除底模前吊杆用预留孔将侧模临时固定于已灌注好的梁段砼上，拆

10、除侧模滑道的前节杆和后锚杆。然后解除桁梁的后锚点，使用5t手拉倒链使桁架梁前移就位固定。将落于侧模骨架上的外滑道人工前移，并用吊杆将滑道前端临时吊在桁架前横梁上，后端临时锚固于已灌注砼的相邻梁节的前一节段后锚预留孔上；用手拉葫芦将底模前后横梁吊于侧模骨架上，松底模后锚杆及吊于内模滑道前端的辅助吊杆拆除，使侧模、底模落于外滑道上，人工牵引、调整底模、侧模到位，外滑道后部锚固于已灌注好砼的相邻梁段上的后锚预留孔处，调整外滑道前吊杆，联接侧模上下部对拉螺栓。将4个支架置于内滑道前后两端的适当位置处，松内模后吊杆，使内滑道落于支架上，使内滑道与支架脱离，人工推内滑道前移到位，前端用吊杆吊在桁架上，后端

11、锚固在已灌好砼的相邻节段的前一节后锚预留孔处，推内滑道到位。调整各部结构尺寸和标高，灌注新梁段砼，张拉预应力束。挂篮施工工艺流程见下面工艺流程图。挂篮施工工艺流程图挂篮前移就位调整挂篮模板标高箱梁段钢筋制作钢筋束吊装及绑扎端模制作立端头模板金属波纹管制作安装梁段三向波纹管调整钢筋及波纹管至设计位置监理工程检查签认制作砼试块对称灌注箱梁段C50级砼混凝土养生监理工程检查同意拆模及梁段接缝处理清洁波纹管道编制钢筋束预应力钢筋穿管按设计张拉顺序依次对称张拉预应力钢筋砼养生强度至80%以上灌浆机具准备孔通内压浆预应力钢筋两端封锚挂篮前移进行下一循环133混凝土灌筑梁体砼采用C50砼，砼由设在工地的砼搅

12、拌站供应，砼运输车运输，用砼输送泵进行灌注。按斜向4m分段，水平分层灌注砼，每层砼厚2035cm，腹板部位厚50cm。为了防止灌注腹板时，砼从底板处上翻，底板砼灌注完后在其顶面加铺模板并加重。底板与腹板连接倒角处振捣较困难，容易出现蜂窝麻面现象，振捣时必须格外注意。砼施工中必须采取下例措施，保证灌注砼质量：a、梁段砼一次灌注成功，并在初始灌注的砼终凝前完成，以免箱梁底板接缝处产生微裂纹。砼灌注完成终凝后在砼表面覆盖草袋洒水养护，养护时间不少于7天。b、必须严格控制砼的坍落度和配合比，根据温度变化进行调整，并掺用适量的减水剂和绶凝剂。c、严格控制砼倒入模的高度，泵管伸入到梁体底部灌注，振捣采用3

13、0mm插入式振捣器均匀振捣。d、箱梁两端必须同时平衡对称灌注，两端砼数量差不得短于2.0m3。e、砼每一节段的施工同期不应大于78天，以保证砼的弹性模量。砼配合比设计时对强度达到85%时的弹性模量进行测定，以确定张拉时间。134预应力施工纵、横、竖三向张拉，尤其是纵向预应力筋张拉是控制工期和质量的关键工序。张拉必须按设计要求的顺序进行，在梁段砼强度达到设计张拉强度的80%后即可开始张拉纵向预应力筋，横向预应力筋张拉在挂篮前移就位后进行，竖向预应力筋张拉待纵向、横向预应力筋张拉完成后进行。但纵向与竖向张拉的梁段数之差不得大于4。预应力筋的张拉应以张拉应力进行控制，以伸长量进行校核。充分考虑孔道摩

14、阻损失，保证有效预应力值，特别是竖向预应力筋应采取反复张拉的方法，减少锚固损失。孔道压浆前应先进行压浆试验，选择合适的水泥浆液稠度和压浆压力。水泥浆压注一次连续进行，间隔时间不得超过30分钟。压浆灌注完成后，将所有出口浆和孔眼封闭，压浆端的水泥浆压力最少保持0.7MPa维持10秒钟，为保证钢筋束全部充浆，进浆口应预封闭，直到水泥浆凝固。14边跨直线段边跨直线段施工在膺架上进行，在山洼陡坡地段搭设48钢管支架；在较平坦地段搭设碗扣式支架，并设置剪刀撑；上跨公路地段横向用4根580钢管作支撑柱，6.3号槽钢作为联接系统，I30工字钢作纵、横向分布梁。底模和侧模为整体钢模，背衬 5050角钢网络状加

15、固，内模、端模为木模。砼灌注前加载预压，消除支架在荷载作用下的非弹性变形，且测出支架在荷载作用下的弹性变形，保证合拢精度，使合拢段二端标高误差不大于2cm。15合拢梁段施工和体系转换合拢段长度为2m左右。合拢前调整中线和高程，将合拢一侧的临时固定支座释放，同时将两悬臂端间距离按设计合拢温度及预施应力后弹性压缩换算后采用体外刚性支撑和四束永久性钢束进行约束锁定。合拢梁段施工工艺流程：安装底模、侧模板，测量底模标高 绑扎底板钢筋，安装底板波纹管 安装底模支撑 绑扎腹扳钢筋，安装腹板波纹管、预埋件 安装顶板支撑，安装内模 绑扎顶板钢筋，安装顶板波纹管、预埋件 张拉顶板及底板临时钢绞线束灌注砼。灌注砼

16、选在日最低气温时进行，一般选定凌晨3时灌注开始，控制到5时完成。先合拢边跨，后合拢中跨。在边跨直线段膺架上完成边跨合拢段的施工，张拉预应力，然后拆除膺架和临时支座，将临时支座反力转移到永久盒式支座上，完成由双悬臂梁向单悬臂梁的第一次体系转换。中跨合拢利用一个挂篮来进行，移挂篮到中跨合拢段，在挂篮上完成中跨合拢段的施工，实现由两单悬臂梁向三跨连续梁的第二次体系转换。连续梁体系转换过程见下图：16线型控制我公司结合悬臂现浇施工研究并开发了悬臂梁施工线型控制软件，进行信息化施工过程跟踪监控，随时准备反馈及予测各种工况条件下的应力、变形，确保合拢精度。为保证箱梁结构尺寸，满足设计要求，施工中的线型控制

17、十分重要，箱梁的线型控制包括标高控制、中线控制、跨度及断面尺寸控制。（1）标高影响箱梁悬臂端产生挠度的主要因素有：梁体结构自重、施工荷载、挂篮结构的变形和气温等。0#梁段施工完毕后，在其中部顶横向两侧设临时水准点，作为箱梁施工标高控制点，并与两岸的水准点进行联测。在每节段设水准观测点9个，其中6个设于模板表面，3个设于砼灌注完后梁顶面。测量控制分为四个阶段进行：砼灌注前立模标高控制、砼浇注中的模板标高控制、砼浇注前预应力施加前的挠度观测及校核、施加预应力后的挠度观测及校核。（2）中线在0#梁段施工完毕后的梁顶中部设中线控制点，并常与两端中线控制点联测。中线测量包括三个阶段：挂篮定位控制、砼灌注前控制和砼灌注后复测。（3）节段长度及截面尺寸每节段施工完毕后，用钢尺对梁体长度、断面底板厚度、腹板厚度、顶板厚度、两翼板宽度及顶板总宽度进行复核，有误差时在一个节段及时预以调整。