挂篮悬浇（精选8篇）
挂篮悬浇 篇1
摘要：采用MIDAS Civil2013大型桥梁空间分析软件,对(60+100+60)m连续刚构施工阶段混凝土浇注工况和挂篮移动工况下悬浇挂篮的受力进行分析研究,结果表明:合理的挂篮设计是保证悬浇施工顺利完成的重要保证。
关键词：连续刚构梁,挂篮,受力分析
1 概述
挂篮分为桁架式挂篮、三角式挂篮、棱形挂篮和斜拉式挂篮等,是预应力混凝土连续梁、T形刚构和悬臂梁分段施工的一项主要设备,它能够沿轨道整体向前移动,在桥梁施工中应用最为广泛。随着近几年山西省高速公路的快速发展,大量连续钢构桥得以修建,挂篮施工作为一种技术成熟、施工便捷、安全可靠的施工技术得到了广泛的应用。
2 挂篮设计
2.1 挂篮构造
拟建桥梁采用(60+100+60)m的连续刚构桥型,采用挂篮施工,挂篮结构采用三角挂篮,主桁架间距6.08m,中间用横联加强横向联系;主构架中支点至后锚点距离5.12m,至前支点5.12m,采用双[30b槽钢组合截面。后锚点通过精轧螺纹钢和扁担梁锚固于已浇箱梁翼板和顶板上;前吊点上设置前上横梁,长度11.6m,采用双I45b工字钢组合截面,前上横梁通过螺栓与主构架连接。
底横梁采用[40b槽钢,长度8.0m。底横梁分为前下横梁和后下横梁,前下横梁通过180×36钢吊带悬吊于前上横梁,后下横梁通过180×36钢吊带锚固于已浇筑梁段底板。所有钢吊带吊点处均设置扁担梁。
内模和外模系统均落于行走梁上,内外模行走梁均采用[32b槽钢组合截面。行走梁前吊点通过PSB785Φ32精轧螺纹钢悬吊于前上横梁上,中吊点通过PSB785Φ32精轧螺纹钢锚固于已浇筑梁段翼板。行走梁后端焊接角钢限位块。
2.2 计算参数
(1)混凝土容重26.5k N/m3。
(2)混凝土超灌系数1.05。
(3)浇注混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数2.0;
自锚系统的安全系数:2.0;
混凝土浇注时的动力系数:1.2;
挂篮空载行走时的冲击系数1.3;
活载分项系数1.4;
恒载分项系数1.2。
(4)施工人员及施工机具荷载:2.5k N/m2;
振捣荷载:2.0k N/m2;
倾倒混凝土荷载:2.0k N/m2。
(5)Q235钢:E=2.06×105,[σ]=190MPa,[σw]=190MPa,[τ]=85MPa
IV级精轧螺纹钢:[σ]=650MPa
40Cr:E=2.06×105MPa,[σ]=470MPa,[σw]=470MPa,[τ]=280MPa
16Mn钢:E=2.06×105MPa,[σ]=300MPa,[σw]=300MPa,[τ]=175MPa
(6)挠度容许值:l/400。
(7)挂篮前端位移≤20mm。
2.3 荷载计算
根据挂篮的构造及受力特点,需要将梁段横向分割为梁段底板和腹板、箱室顶板、翼缘板。底板和腹板混凝土荷载将对底模、底模纵梁、前下横梁和后下横梁、前吊杆及后吊杆产生影响;箱室顶板混凝土荷载将对内模、内模滑梁、内模吊杆产生影响;翼缘板混凝土荷载将对外模、外模滑梁、外模吊杆产生影响。
(1)梁段混凝土自重:混凝土自重取26.5k N/m3,将各梁段混凝土自重分区后单块区域混凝土自重计算汇总见表1:
根据挂篮的构造及受力特点,将混凝土自重分配到各钢构件的荷载如表2所示:
(2)模板自重:模板系统纵桥向长度4.5m,模板自重加载长度4.5m,内模重量为3.0k Pa,底模重量按2.5k Pa,将模板系统自重(包括内模、侧模、底模及外侧组合钢模),分配到各承重构件上的荷载如下:
内滑梁承受的内模自重:
外滑梁承受的顶模及侧模自重:
底模纵梁共16根,每根承受底模自重:
(3)其他荷载:施工人员及设备荷载P2=2.5k N/m2,振捣荷载P3=2.0k N/m2,倾倒混凝土荷载=2.0k N/m2。
内滑梁承受的荷载:
外滑梁承受的荷载:
底模纵梁共16根,每根承受底模自重:
最终各构件荷载计算汇总见表3
2.4荷载组合
分别考虑浇注梁段混凝土和挂篮空载行走时的荷载组合:
(1)荷载组合Ⅰ:挂篮结构强度检算
(2)荷载组合Ⅱ:挂篮结构变形检算
(3)荷载组合Ⅲ:挂篮空载行走
挂篮空载行走时,解除后锚,考虑滑梁受力最不利情况,即内外侧行走梁释放后端约束,由机具牵引至中吊点,此时滑梁受力长度最大。考虑行走时的冲击系数1.3,作用荷载组合:
3 结构计算
结构计算需要计算两个工况,分别是混凝土浇注工况和挂篮移动工况。
混凝土浇注工况:本工况受力较为复杂,需要考虑混凝土、模板、人员、机械等重量。
挂篮移动工况:本工况受力较为简单,上一工况计算满足受力要求后,一般情况下可不对本工况进行额外的计算(特殊情况除外)。
两工况均需对挂篮的各部件:底模边纵梁、底模中纵梁、底横梁、内滑梁、外滑梁、前上横梁、主桁架、前主吊杆、后锚系统进行结构受力验算,验算结构需满足《钢结构设计规范》(GB50017-2014)各项规定。下面以底模为例进行验算,其他各部件与其验算方法一致。
3.1 工况1计算
工况1的计算主要是底篮前托梁、后托梁、纵梁、吊杆的计算底。篮纵梁选用Ⅰ32b工字钢,腹板处间距35cm,顶、底板处间距70cm,前后托梁采用2[36a槽钢,间距4.8m。
(1)计算模型
结构分析计算采用MIDAS Civil2013大型桥梁空间分析软件。底篮计算模型如图3。
(2)计算结果
采用MIDAS Civil2013大型桥梁空间分析软件对混凝土浇注过程中底篮的受力进行分析,得到底篮受力应力分布图见图4、位移分布图见图5、反力图见图6。
根据分析结果可以得知,采用此设计方法,在混凝土浇注过程中底篮强度、刚度均满足要求。
(3)吊杆计算
由反力图可知底篮最大反力为353.45k N,底篮吊杆采用PSB830的Φ32的精轧螺纹钢(A=8.042×102mm2)满足要求。
3.2 工况2计算
工况2计算是挂篮行走状态的计算。此工况下荷载主要是杆件的自重,底篮前点锚在前横梁上,后点用手拉葫芦挂在外滑梁上,计算模型及运行结果见图7~图9。
根据上述分析结果可以得知,此种设计方法,在挂篮行走过程中,底篮强度、刚度、轴向应力均满足要求。
(3)吊杆计算
由反力图可知底篮最大反力为15.4k N,底篮吊杆采用PSB830的Φ32的精轧螺纹钢,A=8.042×102mm2。
3.3 结果分析
(1)由于计算结构的特殊性,计算时的荷载组合应考虑动力附加荷载、人群荷载、机具荷载、模板荷载、风荷载等。
(2)计算工况一般分为混凝土浇注工况和移动行走工况,但根据浇注混凝土节段长度的不同应增加工况,确保浇注的安全。
(3)挂篮走行时,仅承担底模、侧模以及滑道的重量,各杆件的受力要比浇注工况小得多,一般情况下可不对走行工况验算。
(4)底模纵梁、前主吊杆、后锚系统是挂篮的主要构件,经计算此受力也是最大的,挂篮设计时应适当加强以上三处的强度,施工时应注意监控维护,防止意外发生。
4 结语
(1)在挂篮设计过程中,保证浇注工况下的各杆件的受力条件,可以对行走工况不进行验算。
(2)挂篮设计时应适当提高底模纵梁、前主吊杆、后锚系统的受力。
挂篮悬浇 篇2
关键词:富湾特大桥挂篮悬浇施工
中图分类号:U445.4文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0063-02
1 工程概况
广明高速公路西樵至更楼段,SG2标的富湾特大桥全长3.09km,主桥上部结构采用112+2×200+112mPC连续刚构,全长624m。上部结构为预应力混凝土单箱单室变截面箱梁,采用C60砼,箱顶宽16.38m,箱底宽8.0m,两侧翼缘板悬臂宽4.19,桥面纵坡为2.1%,横坡为2.0%,采用三向预应力体系,箱梁梁高及底板厚度变化采用1.6次抛物线,梁高由根部11.6m变化到跨中4.2m,底板厚由1.2m变化到0.30m,腹板厚由0.9m变化到0.5m,除合拢段外共分24块段,块段最重253.8t、最长5m。箱梁0#、1#块利用托架进行施工,其它梁段采用挂篮对称悬浇施工。全桥共投入挂篮6套(共12个),其结构形式完全相同。
2 挂篮悬浇施工
(1)总体施工顺序见图1。(2)挂篮结构型式。菱形挂篮采用我公司自行设计研发的菱形桁架轻型挂篮,挂篮主要由主承重系统、悬吊系统、锚固系统、行走系统、模板系统五部份组成,单个挂篮自重约80t。该挂篮的设计运用具有以下三方面的优点:①重量轻,受力明确,调整标高方便快捷;②安装、拆除、锚固简单、方便;③无需配重,整体式移篮,安全可靠。挂篮委托专业厂家加工并进行拼装,安装完成后必须经过严格验收并经过预压,合格后方能投入使用。(3)挂篮安装。浇注完成箱梁0#～1#块(0#块10m+1#块3m×2)砼、预应力张拉压浆及拆除工字钢托架后即可进行菱形挂篮安装,安装在塔吊、卷扬机、50T大吊船的配合下进行。安装顺序:清理桥面,测量放样出中轴线→安装前移滑轨、行走滑轨→安装菱形主桁架→安装后横梁→安装前横梁→拼装、吊装底模→安装侧模→安装内顶模→挂篮支承转换→安装焊接各施工工作平台及安全防护措施。(4)挂篮预压。挂篮预压选取在55#墩左幅箱梁2#块更楼侧进行,箱梁10#块块体重量最大,为253.8t,挂篮预压荷载模拟10#块重量进行。预压采用液压千斤进行加载,在2#块端面腹板内预埋2I56工字钢三角架作为预压反力点,并在2#块端面内设反力梁。根据挂篮底板受力情况设四个预压点,预压荷载等级按照20%→50%→70%→80%→90%→100%进行分级均匀对称加载,卸载按80%→50%→0%进行。加载过程中密切观测、记录应变及挠度数据。从实测应变数据和挠度数据分析挂篮各部件均是否满足结构的设计要求,满足要求才能安全投入施工生产。
3 钢筋工程
箱梁钢筋在加工场加工完成后,由平板车转运,通过塔吊垂直运输至墩顶进行绑扎。钢筋半成品的保存及转运过程要保证钢筋整洁不变形,根据设计图纸和规范要求,先绑扎底板再绑扎腹板、同时安装纵向波纹管道及竖向预应力筋);最后绑扎顶板钢筋(同时安装顶板纵向预应力筋及横向预应筋);钢筋的加工与安装必须严格按照设计及有关的技术规范、标准进行。钢筋型号多、间距密,在制作时,必须认真理解图纸,严格按图纸制作。钢筋制作完成后,要统一编号,整齐摆放。钢筋绑扎应注意先后顺序,绑扎规范,间距均匀。钢筋骨架外侧挂水泥砂浆保护层垫块,保护层厚度必须满足设计要求。水泥垫块的配合比由试验确定,以保证保护层垫块自身砼强度与构件强度一致。部分钢筋与预应力筋位置发生冲突时,可适当调整钢筋位置或将钢筋弯折。
4 模板工程
挂篮模板委托专业厂家严格按设计要求进行加工,模板保证有足够的刚度、平整度和垂直度,并布置足够的拉杆孔,设置成1m×0.6m网格。内侧模采用22mm厚光面木夹板,内肋、外楞采用10cm×10cm木枋加钢管对顶。设通长拉杆,镀锌钢管内撑,模板保证要求拼缝严密,表面平整光滑,间缝平顺、平直,不出现错缝,严禁使用变形、陈旧的木夹板。
5 预应力施工
上部结构箱梁采用三向预应力体系,纵向钢绞线抗拉强度标准值fpk=1860MPa,其中顶板纵向钢束为120束,预留孔为4束,钢束类型为15-22及15-27两种;腹板纵向32束,钢束类型为15-25;底板纵向钢束类型为15-19及15-25两种;顶板横向预应力钢束采用2φs15.24高强松弛钢绞线;箱梁0#块横隔板及竖向采用直径32mm精扎螺纹粗钢,抗拉强度标准值fpk=930MPa,单根张拉力为675kN,在横隔板及顶板上进行单端张拉。(1)预埋波纹管成孔。纵向预应力孔道采用塑料波纹管内径为Ф120mm及Ф100mm(22、25、27股фs15.2,采用内径Ф120mm,19股采用内径Ф100mm,浇筑前弯管设置塑料内衬管,内衬管外径比塑料波纹管小3、4mm),竖向孔道采用内径为Ф50mm镀锌金属波纹管,横向孔道采用内径为50mm×19mm扁型镀锌金属波纹管,纵向塑料波纹管接长采用卡箍套管接长,横向、竖向波纹管采用大一级波纹管,接管部位应交错布置,并用封箱纸包裹。波纹管的埋设可在非预应力筋骨架形成并垫好保护层后进行,也可根据需要,在钢筋骨架绑扎过程中一起进行。严格按照图纸设置定位钢筋,在直线段定位钢筋的纵向间距不大于50cm,在曲线段定位钢筋不大于25cm,控制预应力孔道位置偏差在允许偏差之内,纵向偏差不大于1cm,横向偏差不大于0.5cm。孔道与工作垫板的连接边也应确保密封,防止漏浆。设置好排气孔、排浆管,混凝土浇筑后检查每一个管道是否漏浆和堵管,在穿钢绞线前用高压水冲洗和检查管道。(2)预应力制束与穿束。箱梁设纵、横、竖三向预应力,施工时要注意预应力筋的型号、下料长度、位置等。所有预应力筋均采用砂轮机切割下料,制束作业在钢筋绑扎、模板安装并完成混凝土浇注前进行,预应力钢束采用人工或卷扬机配合穿束。纵向、横向、竖向预应力筋按设计图纸长度进行制作,但竖向预应力筋因利用其作为挂篮的后锚点,故制作时根据设计施工图纸长度各加22cm,委托专业厂家进行制作。到场后的竖向筋应根据长度统一进行编号,整齐堆放,按编号进行安装,不得错乱。应区分好竖向筋的上下垫板,(上垫板有凹槽,对应的螺母是有尖嘴,下垫板是平垫,对应的螺母是平底)及高低端。螺纹筋栓进下螺母必须凸出螺母3.5cm,螺纹筋栓进上螺母必须凸出螺母30cm,作为张拉及挂篮后锚用,注意螺纹筋没经同意高出部分不得随意割断,以免影响挂篮锚固。安装前要把波纹管、螺旋筋、上下垫板及螺母和压浆嘴套在螺纹筋上,然后再安装螺旋筋(φ12的钢筋制作),最后用定位筋(即井字架或U型架)进行加固,加固时注意不能用电焊碰螺纹筋,如果螺纹筋被电焊碰到必须更换,否则张拉时螺纹筋容易断裂。压浆嘴必须安装牢固,压浆嘴采用直径20mm长度20cm钢管与直径50mm钢管侧面焊接在一起,直径50mm钢管与下垫板焊接在一起,另一端与波纹管连接,焊缝绕钢管一圈,直径20mm钢管外接钢丝胶管,浇注砼时注意振捣棒不得碰到压浆嘴,以免造成压浆嘴碰断或阻塞,施工过程要注意保护好压浆嘴及排气管,以便防止管道阻塞。(3)预应力张拉。梁体砼强度达到设计强度的90%后,按照设计要求张拉龄期为5天才可进行张拉,预应力张拉应两端同时对称进行,张拉油泵采用ZB2×2－500型电动高压油泵。预应力张拉施工之前先对千斤顶、油泵、油表进行配套检验标定,合格后才能使用。严格按照张拉程序进行张拉,即0→10%σk→20%σk→50%σk→80%σk→100%σk,并持荷三分钟,分别记下读数,计算伸长量,与设计对比,在伸长量符合要求后保持油表读数稳压5min,再卸荷锚固。预应力张拉控制采用张拉应力和伸长量双控:以张拉应力为主,伸长量为校核,实际伸长量偏差要在设计允许偏差±6%范围内,否则,要立即停止张拉,查明原因,并采取有效措施后,方可继续张拉。(4)预应力管道压浆。纵向采用真空压浆,竖向和横向采用普通压浆。管道压浆要求密实,所以要采用最优配合比,压浆前须对孔道进行压水,一是看管道是否通畅,二是清除管道内杂质。张拉完成后应尽快进行压浆,以使预应力筋与梁体砼之间产生粘结力,均匀分布预应力,减少锚口处的预应力峰值。压浆所用的水泥浆的水灰比不得大于0.4,强度等级不小于C40,采用42.5普通水泥或硅酸盐水泥,并在水泥浆中掺入适当的减水剂和膨胀剂。压浆之前,应先进行水泥浆的水灰比试验,包括进行流动性、泌水性、膨胀率和强度的试验,以选择最佳的压浆配合比。压浆完成后,锚具夹片外留30mm的钢绞线,多余的用砂轮锯切割掉,用水泥砂浆封裹锚具及张拉槽口。
6 砼工程
对于箱梁梁高大于8.5m的梁段,砼浇注分两次浇注完成;对于箱梁梁高小于8.5m的梁段,砼浇注均一次浇注完成。浇注顺序为:底板→腹板→顶板,塌落度控制在180～220mm。
采用泵机泵送砼施工,泵管可通过支架铺设至浇注点,浇筑时倾落高度超过2m时,可通过串筒设施下落,由于浇筑高度较高,需按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑,浇筑层厚度控制在30cm左右,采用插入式振动器,移动间距在超过振动器作用半径1.5倍,与侧模保持在5～10cm,插入下层混凝土5～10cm,每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒,对每一部位的振动,必须振动到该部位混凝土密实,其标准是混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈平坦、泛浆。混凝土浇筑期间,由专人检查挂篮、模板和预埋件稳固情况。箱梁砼浇注时要注意平衡进行,不得大于设计平衡重。注意不振破预应力波纹管道,砼浇注7小时后安排专人进行养护,并覆盖土工布洒水保湿养护不少于7天。
7 混凝土养护
混凝土浇注完成后,加强混凝土的养护工作,混凝土初凝后即开始养护,水平面混凝土覆盖草席麻袋洒水养护,垂直面混凝土双面浇水养护,混凝土表面要始终处于湿润状态,养护期不少于14天。
8 结语
挂篮悬浇箱梁施工技术 篇3
1) 0#节段的临时支撑体系
临时支撑体系, 是箱梁悬臂施工中的主要受力构件。当箱梁两悬臂偶尔出现不对称荷载作用时, 临时支撑体系要承受压力和拉力, 它是保证施工安全及悬臂倾覆稳定的重要措施。
临时支撑体系, 承包人应有专项报告, 进行设计和计算。监理要对其进行复核。并按批准的方案进行施工。检查临时支撑体系 (包括与桥台锚固) 。必要时进行试验。另外, 从某种意义上讲, 在悬浇箱梁施工过程中, 支座不能完全承受桥重压力, 特别是偏压。
临时支撑三角垫块, 可保证工字钢顶面与箱底板、预应力束锚板与底板密贴, 三角垫块应与箱梁底板施工同步制作, 并根据纵横坡度进行调整。
2) 支座安装
(1) 安装前, 把支座上板打开, 检查不锈钢板与聚乙烯板相对滑移面是否有污物, 用乙醚或酒精清洗除污, 再重新涂抹硅脂5201-2型润滑剂, 使支座滑移灵活; (2) 支座顶面的高程和滑移伸缩方向符合设计要求; (3) 支座中心线与主梁中心线应平行或重合, 其误差<2mm; (4) 支座四角应水平, 误差<2mm; (5) 支座底板与垫石 (墩身) 接触面应密贴, 安装时可在垫石上面抹一层环氧树脂砂浆, 坐浆法安装支座。特别注意盆式支座的方向。监理应全过程旁站支座的安装。
3) 模板
箱梁线形复杂, 模板立体交叉, 又分内、外模板, 承受荷载大。应对模板、支架及拱架结构按受力程序分别验算其强度、刚度及稳定性。模板板面之间应平整, 接缝严密, 不漏浆, 保证结构物外露美观, 线条流畅。其允许偏差按《公路桥涵施工技术规范》执行。
支架底部如果立于地面上, 还要进行地基处理及承载力计算, 对支架进行压, 预压的重量可取本节段砼重量的1.1倍
4) 钢筋加工及安装
钢筋加工及安装, 与一般结构物相同。但是, 由于箱梁钢筋密集, 立体交叉, 监理要提前加入。对底板、腹板 (横隔板) 、顶板的钢筋要分门别类进行检查。
预应力筋的管道, 要检查其位置、尺寸、规格、固定情况。波纹管安装要顺直, 弹簧筋安装正确, 锚固牢固, 还要检查锚压板的位置、尺寸。注意锚垫板应与预应力筋垂直。如预应力筋采用精轧螺纹钢, 埋在结构物端的螺纹钢要伸出螺帽 (锚具) 以外, 竖直钢筋应垂直。
5) 砼浇筑
悬浇箱梁各节段砼用量多、体积大。在浇筑中, 应按设计浇筑顺序进行。如果设计没有说明时, 应遵循“先下后上, 先远后近, 先悬臂后根部, 对称均衡, 振捣密实”的原则。
具体来说, 先浇筑腹板 (横隔板) 高度的1/3, 使之与底板连接处砼密实, 在后续的浇筑时使不外溢——底板——腹板 (横隔板) ——顶板。在浇筑顶板时, 特别要注意从翼板最远处分别向箱中心线靠近。整个浇筑过程都要前后左右对称进行, 防止产生偏载引起砼裂缝。
应分层振捣密实, 特别是两个立体面的交错处, 最易发生漏震, 致使砼松散或产生蜂窝、空洞。节段间新老砼密切结合, 是至关重要的。监理必须检查前一节段老砼凿毛情况, 凿毛以不留平面, 见到石子为止。
6) 预应力筋的张拉、压浆
张拉、压浆的准备及张拉后的工作, 与一般结构物相同。
悬浇箱梁一般采用纵、横、竖三相预应力体系, 因此预应力筋比较多, 一定要注意张拉顺序。其基本原则是“先纵后竖、横, 先长后短, 先中后边, 先腹板后顶、底板, 对称均衡”。
具体来说先张拉腹板, 后顶板、底板钢束。张拉和压浆对悬浇箱梁来说, 都是关键项目。因为悬浇箱梁是建立在预应力基础上, 在施工和使用中, 预应力筋起到主要的抗拉作用, 因此, 监理必须进行全过程旁站, 防止漏拉、漏压。
张拉完成后, 应检查锚垫板有否发生向内凹进或裂缝, 有否发生断丝、滑丝。滑丝的检查方法是张拉结束后, 在千斤顶的工作锚具外缘, 对每束钢绞线用特种红铅笔画记号, 待千斤顶回油取下后, 观察这些记号是否仍在同一平面上。滑丝最易发生在张拉后半小时内, 也有个别在张拉后两天发生。一旦发生滑丝, 往往长度会超过5mm。
另外, 还要检查夹片平整情况。如两片 (有的为三片) 高低相差2mm以上, 必须进行退锚调换钢绞线、夹片重新张拉。
7) 挂篮的预压
挂篮预压的目的是消除结构的非弹性变形, 测定结构的弹性变形值, 绘制挂篮弹性变形曲线, 给箱梁的挠度控制提供依据, 为以后逐段立模标高提供可靠预调数据。同时也验证挂篮各部分结构的安全性。
挂篮变形的主要位置, 挂篮主桁, 前上横梁, 前吊带, 后锚及前支点。设立观测点进行测量。挂篮拼装完成后, 要对各连接件, 前后锚梁的连接螺栓进行检查, 要做到受力点连结牢固, 行动自如, 安全可靠。挂篮是悬浇箱梁最主要的机具, 其安全性特别重要。
8) 悬浇箱梁的施工监控
施工监控的目的是确保结构的安全和稳定, 使成桥后的轴线和桥面线型达到设计要求, 并且使结构的内力分布与设计理想的内力状态基本吻合。
施工中存在着许多误差, 这些误差将不同程度地对成桥目标的实现产生干扰, 并且可能导致桥梁合拢的困难, 成桥线型、内力状态可能与设计不符。
施工控制是根据连续梁桥箱梁成形要求对梁段施工变位 (及标高) 实行监控, 监测箱梁中轴线平面位置跟踪测量分析。基本方法是采用预测控制法, 包括施工控制模拟结构分析、施工监测、施工误差分析以及后续施工状态预测。
监测小组由设计、施工、监理或专门队伍组成。目前, 国内通用的做法是由具备资质的专门监控单位担任。为了保证本工程的质量和顺利施工, 建议聘请专业单位专职进行。监理的责任是按照监测小组根据实测进行分析计算后的数据, 即立模高程, 中线纠偏数据, 监督施工单位执行, 并对其抽查是否准确, 发布指令。
施工现场实测是监控计算的基础和依据, 实测质量的好坏, 直接关系到计算的正确性。因此, 监理必须在现场进行旁站, 抽查施工单位的测量数据, 对已成型节段的箱底曲线定期进行测量。
9) 箱梁的合拢
合拢的顺序按设计要求, 如无设计要求时, 一般先边跨, 后次中跨, 再中跨。合拢的一个基本原则就是合拢段砼在浇筑和养护时不产生应力, 不受其他外力作用, 为此经常采取:
(1) 采用合拢劲性骨架, 使之具有足够的刚度和强度, 能够完全控制因温度、湿度、风载等荷载引起合拢段两端的相对位移, 以致发生剪切应力; (2) 根据梁的收缩、徐变以及温度变化确定梁的轴线变形, 确定其变形的外力, 预先施加外力来达到控制变形的目的。可用千斤顶相对桥轴线对梁段预压, 压缩值等于箱梁收缩、徐变值;
(3) 在合拢段两节段顶板放置水箱, 容积一般为30m3, 作为合拢段的平衡重。在合拢段砼浇筑时, 逐步放水, 保证砼浇筑期间, 受力基本不变以维持两端负荷和挠度不变; (4) 合拢段砼应一次浇筑完成, 待砼强度达到设计要求后, 按顺序施加工况后预应力。
在合拢前, 测量箱梁顶面标高及轴线, 连续测试温度影响偏移值, 观测合拢段在温度影响下梁体长度变化。复查、调整两悬臂端合拢施工荷载, 使其对称相等, 如不对称时, 应用压重调整。
监理应认真检查测量数据的正确性, 按合拢的顺序进行合拢, 对于劲性骨架和预埋筋、预埋构件, 要检查其位置、尺寸、规格及电焊的质量。
10) 养护及裂缝防治
悬浇箱梁的一个特点, 就是对温度影响特别敏感, 悬浇箱梁是一个节段一个节段施工, 新老砼的结合和养护, 也是一个重要的问题。悬浇箱梁一般砼用量大, 表面积大, 又要求四天以上就达到早期强度, 以便进行预应力束的张拉, 加快施工速度。因此, 砼的早期养护尤为重要。在砼终凝后, 就要盖上覆盖物, 进行洒水养护, 养护时间一般为七天, 这里要提出的是, 悬浇箱梁的养护, 不仅仅是顶板, 还要对其底板及拆模后的腹板进行养护, 以达到箱梁各部位温度差异不能太大。
箱梁的裂缝, 简单地可分为两种, 一种是由荷载直接作用 (或由于结构次应力的叠加作用) , 砼超过拉应力的极限而引起的裂缝, 亦称荷载裂缝或结构性裂缝。还有一种由于变形变化引起的裂缝, 如结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝, 亦称变形裂缝, 大多为非结构性裂缝。这种裂缝的产生一般会有个“时间过程”。不是瞬时产生的, 有一个应力累积的过程。就变形裂缝来说, 又可分为砼收缩裂缝和温度变化引起的裂缝, 对于监理来说, 要控制因施工问题引起的荷载裂缝。
摘要：本文结合笔者多年的工程实践经验就挂篮悬浇箱梁施工工艺及质量控制进行叙述, 以期为类似工程的施工提供一些借鉴与参考。
关键词：挂蓝,悬浇,箱梁
参考文献
[1]刘文安.箱梁施工裂缝产生的原因分析及预防措施[J].广东科技, 2007 (3) .
[2]林型瑶.预应力简支箱梁预制施工方法的探讨[J].科技创新导报, 2011 (3) .
[3]卜海丽.简述桥梁连续箱梁施工[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2011 (4) .
[4]王茂盛.32m后张法预应力双线双箱整孔铁路箱梁预制施工技术[J].中国新技术新产品, 2010 (24) .
悬浇箱梁挂篮的结构设计与计算 篇4
昆山市城北大道金鸡河大桥工程是昆山外环线快速干道中的B3标, 大桥全长961.8m, 主桥为54m+88m+54m三跨预应力混凝土单箱双室直腹板连续箱梁, 采用挂篮施工, 引桥、匝道桥均采用逐跨现浇预应力混凝土连续箱梁结构。
主桥箱梁按悬臂施工法设计, 墩身与箱梁临时固结, 用挂篮分段对称悬臂浇筑, 中跨合拢段为2m, 边跨合拢段为2m。
2 挂篮的主要结构形式
挂篮是悬浇箱梁的主要设备, 根据梁分段情况、挂篮承受荷载及施工经验进行详细设计, 除满足强度、刚度、稳定性要求外, 行走、锚固要方便可靠, 便于拆装。挂篮由主桁架、前后横梁、纵梁、锚固系统、平衡系统、行走系统及吊杆等部分组成。
2.1 主桁架系
主桁架为主要的受力构件, 每道主桁架用三排单层上下加强的贝雷片拼装而成, 设计纵桥向采用4节贝雷片, 长12米。为加强两桁架之间的横向联系, 在挂篮首尾均设置厂家定制的剪刀式风撑。
2.2 横梁系
横梁系由前上横梁、前下横梁及后下横梁组成, 挂篮前上横梁固定在主桁架上, 底横梁悬吊在侧模托架上, 前下横梁通过悬吊系吊于前上横梁上。前下横梁和后下横梁共同承托底模及梁段的大部分钢筋混凝土的重量。本挂篮前上横梁设计采用2根I45b工字钢组合而成, 前下横梁设计采用2根I36b工字钢组合而成, 后下横梁采用2根I40b工字钢组合而成。
2.3 悬吊系
悬吊系是挂篮的升降系统, 位于挂篮的前部, 其作用是悬吊和升降底模、侧模及工作平台, 以适应悬臂梁段高度的变化。本挂篮的悬吊采用螺杆式。本挂篮吊杆采用ΦL32精轧螺纹钢筋, 每根吊杆之受力以<54T为准, 其刚度及强度均满足要求。
2.4 挂篮的模板系
模板系由底模、侧模、内模等组成。本挂篮设计底模采用底纵梁上横向布置8#槽钢作为分配梁, 上设4mm厚的钢板作为底模。
外模采用型钢骨架加4mm厚的钢板组成。外侧模滑梁设置考虑外侧模重心位置及翼缘板重心位置, 使悬吊体系处于易调整外侧模位置。外侧模在移动过程中搁在底平台上, 随挂篮同步移动。
2.5 后锚系统
本挂篮后锚固利用竖向预应力筋锚固。在实际施工时, 后锚固点不得少于8根预应力粗钢筋, 挂篮前移后, 对竖向预应力筋补拉并进行封锚。
2.6 行走系
挂篮的行走靠2个10T的手拉葫芦牵引挂篮前移, 并带动底模平台和外侧模一同前移就位。在两侧倒链拖拉过程中, 必须做好桁架的走向和速度, 并保持两侧挂篮同步。
3 挂篮结构计算分析
3.1 荷载情况
(1) 1#块 (支架现浇) 混凝土重量161.2吨;
(2) 挂篮重量 (包括模板及外荷载) 60吨。
3.2 挂篮受力分析
挂篮验算时, 主要考虑两种受力状态:1、混凝土浇注状态—即该节段混凝土刚浇注完毕, 还不能考虑混凝土初凝对结构的影响, 相当于该节段完全作用于挂篮上。在此荷载组合下分别验算横梁、纵梁、主桁架、吊杆及后锚的强度及刚度。2、拼装和行走状态—主要验算底篮拼装成整体后在自重作用下挂篮采用四点吊装时的强度及刚度。
下面以底板纵梁计算为例。
底板纵梁采用21根32b工字钢, Ix=1 1 6 2 0 c m4, Ix=1 1 6 2 6 c m4, Wx=726.7cm3, 截面面积A=73.52cm2。根据实际受力情况, 建立相应的计算模型, 对构件进行受力分析, 其最大剪力为23481N;纵梁弯矩最大弯矩为36952N·m。
通过验算可知, 底板纵梁采用32b工字钢可以满足受力的要求。
底板纵梁位移其在荷载作用下的最大挠度为3.4mm<L/400=12.5mm, 可以满足刚度的要求。
通过模拟计算可得知挂篮其余各部件在混凝土浇注状态下的受力及变形情况 (如表1) 。由此可得出结论, 该挂篮满足规范要求及施工需要, 可投入使用。
结语
金鸡河大桥悬浇箱梁挂篮采用贝雷片拼装而成, 结构设计简单, 变形小, 行走和拆装方便, 整体结构安全可靠, 综合性能优越;挂篮结构计算采用非线性有限元杆系程序进行模拟计算, 其结果精确, 满足规范及施工需要, 该挂篮可投入使用。
参考文献
[1]JTG/TF50-2011, 公路桥涵施工技术规范[S].
[2]GB50017-2003, 钢结构设计规范[S].
[3]路桥施工计算手册[M].人民交通出版社.
挂篮悬浇连续箱梁桥施工控制技术 篇5
桥梁主桥上部结构为预应力混凝土变截面连续箱梁,箱梁截面断面设计为单箱双室(变宽度为三室)。箱梁的顶板厚度统一为30 cm;箱梁底板为变厚度,由主墩附近的90 cm至跨中附近的25 cm逐渐变化;箱梁腹板为直腹板形式,变厚度设计,主墩处厚度为80 cm,经过渡段变为50 cm。主墩处箱梁中设2 m厚的横梁;两边跨的过渡墩处设1 m厚的端横梁,中孔跨中设60 cm厚的中横隔板。箱梁梁底曲线采用二次抛物线。箱梁为C50混凝土。为了不影响桥下河流的通航,该桥梁桥跨结构采用现浇悬臂施工。由于桥跨结构为纵向不对称现浇悬臂施工,施工难度大,因此对该桥进行了全程现场施工跟踪控制。
2 监控测点的布置
2.1 变形测点布置
每个悬浇箱梁节段各设3个测点(三室截面设4个测点),测点均布置在腹板中心处,测点离节段前端面20 cm。变形测点的横截面布置如图1所示。边腹板测点标志采用短钢筋制作,钢筋露出箱梁截面混凝土约1.0 cm;中腹板的测点钢筋下缘与底板底模板接触,钢筋长度比相应截面高度稍长。变形测点的钢筋露出端加工磨圆并涂上红漆,埋入部分与箱梁内的钢筋骨架进行牢固焊接。
2.2 应力测点布置
对箱梁控制截面进行混凝土正应力监测,观测施工过程中的箱梁截面混凝土正应力是否在设计要求范围内。观测预应力钢束张拉锚固、恒载、体系转换等作用下箱梁混凝土正应力变化等。图2,图3分别为其中控制截面C和截面E的应力测点布置图。截面C为纵向布置,截面E为变宽截面最大宽度处的横向布置。
3 监控结果分析
3.1 变形分析
左幅桥主梁在施工过程中1号～10号梁段的端部截面底缘的预测高程与实测高程的比较见图4。图中数据显示,在桥梁合拢之后(桥面进行铺装之前),除了两幅桥的北岸边跨的实际高程普遍略低于预测高程之外,其他梁端截面的实际高程均在预测高程上下浮动,满足监控要求。
3.2 应力分析
通过现场监测,截面C所有应变测点,都是呈压应力状态,没有拉应力出现和异常现象。从纵向时间上看,各测点压应力基本都是开始呈增大趋势,到边跨合拢后,压应力基本不再增长或者开始减小。横向比较各测点,底缘压应力都要比顶缘的压应力小,如底缘压应力在中跨合拢时为8 MPa～15 MPa,顶缘为21 MPa～35 MPa。截面E所有应变测点,与纵向布置的测点明显有着不同的特征。两幅桥底板测点在1号段施工完毕时处于受拉状态,随着施工的进行,拉应力逐渐减小,至5号段施工完后就呈受压状态。横向比较各测点,与纵向测点规律类似,即底缘压应力要比顶缘的压应力小。
4结语
在主梁悬臂浇筑过程中,比较各个梁段的预测高程与实测高程,二者数值均比较接近,没有出现异常情况,梁底线形流畅。桥梁中跨合拢时的实测高程差与施工控制预计高程差相差1.2 cm,在要求的范围之内,说明该桥的施工控制是成功的。
摘要：针对连续箱梁桥采用挂篮现浇悬臂施工难度大的现状,介绍了其工程施工中变形测点和应力测点的布置方法,并分析了其监控结果,通过现场施工,证明了该桥的施工控制达到了设计要求。
关键词：连续箱梁,变形测点,应力测点,施工控制
参考文献
[1]向嵘.浅谈混凝土工程施工质量的控制[J].山西建筑,2006,32(15):106-107.
挂篮悬浇 篇6
1 建立平面和高程施工控制网
露水河特大桥所处的地形复杂, 主桥横跨山谷, 山比较高、坡也比较陡峭, 而且大桥的通视条件受到限制, 因而在具体施工中测量控制难度就比较大。此外, 桥位处的设计单位也只是设置了两个控制点, 但是这两个控制点是不能够满足实际的施工需要, 因此为了确保施工的质量, 还必须要建立高精度的首级加密控制网, 以满足大桥各个墩台以及墩身的施工测量的放样和检测需求。建立高精度的首级加密控制网是基于平面控制网和高程控制网技术, 其中平面控制网是按照四等三角网的要求进行施工测量, 为了控制闭合差和基线相对中误差都要按照四等三角网的技术规范要求, 我们可以利用专业的平差软件进行技术性的平差, 以确保平差质量。而在利用高程控制网时, 由于大桥所处位置比较陡峭, 地势起伏比较大, 因而可以利用全站仪并且按照四等三角高程方法进行联合测量。我们在露水河特大桥所建立的首级加密网是采用已经完成的首级控制点来测量控制悬浇箱梁, 并且对控制点进行定期检查, 同时在检查后及时进行改正, 以为后期测量施工做好准备。
2 悬浇箱梁测量控制方式
我们都知道曲线梁对于墩身的作用力是左右不平衡的, 这极有可能会对整个桥梁的施工造成一定的质量影响, 因此为了能够有效消除这个不利影响, 可以在具体的施工中, 会严格根据墩身的实际高度而设置3厘米至7厘米的横向预偏值。因此在悬浇箱梁施工中, 首先要确定挂篮的弹性变形值和非弹性变形值, 可以对挂篮进行一定适度的预压, 同时对于预拱度的横向预偏值也要重点考虑, 然后对于这些横向预偏值的数据结果进行分析和计算, 从而准确确定挂篮施工的立模数据。以下就具体谈谈悬浇箱梁测量中的平面控制测量和高程控制测量两种控制方式。
2.1 悬浇箱梁平面控制测量
在悬浇箱梁平面控制测量中, 对于箱梁的两个悬臂平面位置的衔接问题, 为了保证其衔接准确无误, 要采用全站仪墩相互后视法来控制每一块悬臂箱梁的平面位置, 并且将控制结果作为岸上控制点的复核标准。此外在施工中, 还必须要控制好待浇悬梁的后端断面与已经施工箱梁的前端衔接的问题, 否则会直接影响到整个桥梁工程的质量。因此在实际施工中, 要根据挂篮结构以及悬浇箱梁的施工特点, 并且根据已施工箱梁在悬臂中的具体位置, 严格控制好箱梁的前端断面。在设计箱梁坐标时, 可以按照里程桩号进行计算, 同时还要加上预偏值, 作为后期的放样坐标。为了能够进一步控制箱梁悬臂的平面位置, 可以分两次采用单测站极坐标方法, 从而确保悬浇箱梁平面控制的质量水平。
2.2 悬浇箱梁高程控制测量
在悬浇箱梁高程控制测量中, 施工人员要精确控制两个悬臂高程的合拢问题, 为了达到施工要求, 保证施工质量, 可以借助于先进的精密水准仪来精确控制悬臂中的每一块箱梁施工的具体标准。而按照一般曲线桥梁施工的要求, 箱梁标高主要是针对于悬浇箱梁的前端部分, 对于待浇箱梁前端断面地板和顶板的设计标高, 可以利用待施工桥梁的里程桩号进行查找, 从而保证标高设计的准确无误。同时为了计算箱梁各个点的实际立模标高, 还需要全面考虑标高设计的预拱度、弹性挠度以及挂篮的施工挠度等数据, 然后将每一个内部的控制点作为有效的后视位置, 并利用四等普通水准测量法进行放样工作, 其目的是用以更好的指导后期的曲线桥梁施工。因此如果在具体的施工, 能够严格按照以上的施工要求进行施工, 将会大大减小悬臂顶端的标高以及中线的偏差, 有效确保了曲线桥梁工程的质量和经济效益。
3 悬浇箱梁线性观测思路
在曲线桥梁施工中, 进行悬浇箱梁线性观测的主要目的就是为了确保在悬浇箱梁的过程中, 施工要安全, 并且为后期的立模施工提供有效的参考数据。因此定期对处于不同状态下的预埋在箱梁上的各个观测点进行有效监督与测量。而在进行悬浇箱梁线型观测中, 对于所使用的钉帽也是有严格的要求。一般所用到的专用观测钉, 其钉帽直径要在20毫米, 钉身的直径要在8毫米, 而且钉身的长度要达到7厘米, 并且在钉帽上具有十字丝的形状。在进行线性观测时, 为了还有利于观测, 同时也不会对施工现场带来不良影响, 要在箱梁浇筑完成以后, 可以在同一块箱梁横桥上面, 分别在左、中、右三个位置各设置一个观测点, 并且要保证各个端头要露出1至2厘米。
在实际进行悬浇箱梁线型观测中, 监测测点的平面位置和高程是主要的观测内容, 为了确保观测质量, 在进行平面位置的观测时, 要使用全站仪设备, 并且在进行全站仪观测之前, 对于所选择的测站点要和岸上的控制点进行复核之后才能进行观测。而在进行高程观测时, 要利用精密水准仪和钢水准尺, 并利用二等水准进行更为精确的观测, 而对于现行观测周期, 一般是按照施工阶段进行观测周期计算, 即按照挂篮移动后、浇筑前后、张拉后的施工过程, 对于每一个设置的监测点都要进行观测, 并及时记录下来监测数据。为了能够有效及时了解箱梁的整体变化情况, 在观测时, 还要每隔三个快件, 对所有已经施工快件的观测点进行全面监测, 以提高箱梁的施工质量。此外室外的观测条件对于测量结果也是有极大影响的, 尤其是温差导致的测量误差极大。因此为了有效较小误差, 在观测时应该选择在日出前后, 应该尽量避免掉大雾、暴晒以及大风等恶劣天气。为了确保观测数据分析的科学性, 在记录测量数据的同时, 还要记录下当时的外界状况, 例如温度、荷载等情况, 并且要把这些结果及时输入到相应的计算机系统中, 综合分析其中存在问主要问题, 并进行及时修正, 以确保箱梁的质量。
4 结论
综上所述, 露水河特大桥的施工过程严格控制悬浇箱梁的具体施工过程, 严把各个测量控制点的质量, 不仅确保了施工的质量和安全, 还使大桥具有一定的欣赏价值, 因此露水河特大桥是曲线桥梁工程的成功典范, 同时也为我国其他曲线桥梁工程的施工提供了有价值的参考内容。
摘要：随着我国桥梁施工技术和方法的快速发展, 我国的桥梁工程得到了很大的改善, 极大促进了我国的交通运输业发展。因此在本文中笔者针对曲线桥梁挂篮悬浇施工的测量方法、箱梁高程线型以及箱梁平面线型的监控监测方法等问题进行了探索, 希望进一步提高我过曲线桥梁挂篮悬浇施工的质量。
关键词：曲线桥梁,挂篮悬浇施工,箱梁平面线型,测量控制
参考文献
[1]薛志武.中央索面大挑臂主梁结构复合型施工挂篮结构改进及有限元分析研究[D].重庆大学.2011年.
[2]桂永旺.单索面混凝土斜拉桥前后支点组合式挂篮性能研究[D].重庆交通大学.2012年.
挂篮悬浇 篇7
珠江特大桥为广州—珠海西线 (海南—碧江段) 的第二标段, 桥梁全长1 516.71 m (K0+316.47～K1+833.18) 。桥面总宽度33.0 m, 双向六车道, 全桥分为上下行双幅布置。
主桥上部构造采用三孔三向预应力连续刚构 (92.5+165+92.5=350 m) 。根据桥型结构, 主桥0号和边跨现浇梁段 (22号块) 用托架现浇施工, 边中跨合龙段用吊架现浇施工, 连续刚构箱梁 (1号块起) 采用挂篮逐段悬臂浇筑、逐步张拉的施工法。
珠江特大桥主桥为预应力混凝土连续刚构桥。主桥位于纵坡+3.779%, -2.985%, 凸形竖曲线半径为6 500 m和左转半径为4 100 m的平曲线内。采用单箱单室断面, 箱梁各梁段均为径向线, 箱梁腹板、悬臂板外缘线均为圆弧线, 箱梁顶面设单向2%的横坡。根据连续刚构的结构特点, 由2个主墩刚构开始施工, 以墩身为平衡中心, 以挂篮工作面计, 全桥共8个挂篮工作面, 因此利用挂篮对称进行悬浇箱梁段施工。
2 三角挂篮设计要点
该桥上部构造采用挂篮悬臂施工, 施工用挂篮形式采用我公司自行研制的简易桁架式挂篮。该形式挂篮已成功运用于多座桥梁的上部构造施工, 施工中取得不少成功经验 (类似的施工实例可参见文献[1,2,3]) 。
2.1 挂篮设计原则
2.1.1 结构参数
1) 悬臂浇筑混凝土箱梁梁段长度为2.5 m, 3.0 m, 4.0 m, 5.0 m;2) 边跨合龙段长2.0 m, 中跨合龙段长2.0 m, 0号梁段长度为13.0 m;3) 箱梁最大高度为8.5 m, 最小高度为3.0 m;4) 箱梁顶板宽16 m, 箱梁底板宽8.8 m;底板呈二次抛物线变化;5) 箱梁腹板厚度分别为75 cm, 67.5 cm, 60 cm, 在渐变梁段梁肋厚度沿腹板内侧按直线过渡, 顶板厚28 cm, 底板厚120 cm～30 cm;6) 分段悬浇混凝土最大重量:Wmax=202 t。
2.1.2 设计原则
1) 悬浇箱梁分段长度按最大长度5.0 m来考虑, 以满足梁体分段变化要求。2) 箱梁高度变化范围为8.5 m～3.0 m, 设计中考虑外模、内模在高度方向可分段解体。3) 挂篮安全锚式设计, 桁后锚筋为精轧螺纹钢。4) 模板系统有调节肋板厚度及底板两端高差变化的功能。5) 挂篮前移采用分步行走工艺。
2.1.3 设计荷载
1) 悬浇混凝土结构最大重量Wmax=202 t;2) 施工挂篮及其他设备重量80 t;3) 施工动荷载10 t;4) 挂篮结构验算荷载2 800 kN (包括自重及有效荷载) ;5) 挂篮重量与最大梁段混凝土重比值控制在0.40以内。
2.2 挂篮结构特点及技术要求
1) 挂篮主桁:
主桁由三角形桁架组成。
2) 吊杆及锚固系统。
a.挂篮前吊杆, 后锚杆及底篮后锚点采用精轧螺纹钢, 内外模滑道吊杆均采用精轧螺纹钢。b.内外模滑道后锚点需施加预应力20 t, 可用手动千斤顶施加, 以保证分段处混凝土接口平顺。
3) 行走系统。
a.主桁架与外模板的行走。b.在箱梁顶面铺设槽形轨道, 主桁架下弦杆与轨道之间设置滑动装置, 用手拉葫芦牵引行走。c.内模板前移:在滑道上设置简易滑行装置沿滑道走动。
4) 模板系统。
a.箱梁外模采用定型钢模, 箱梁内模则采用钢模和δ=20 mm厚木质七合板钢木结合式的模板;外模竖向每隔30 cm布置一道[10槽钢作为次楞, 垂直次楞的方向上每隔50 cm布置一道2[10槽钢作为主楞;内模竖向每隔30 cm布置一道[10槽钢作为次楞, 垂直次楞的方向上每隔50 cm布置一道2[10槽钢作为主楞, 内模顶模由七合板、[10槽钢、可调法兰组成, 便于拆卸与安装。b.在挂篮底篮的桁架上每隔50 cm布置一道2[10槽钢, 槽钢前端挑出, 槽钢上铺定型钢模作为底模, 槽钢前端挑出部分作为工作平台。
3 悬臂施工工艺
本桥连续箱梁共有8个工作面。箱梁段长度为2.5 m, 3.0 m, 4.0 m, 5.0 m不等, 最大块重202 t, 梁段混凝土数量逐步减少, 自重也逐步减轻。梁段数量多, 工期紧, 为提高施工进度, 采用双面双幅同对称施工。由于0号块梁段的纵向长度有限, 因此, 三角挂篮在靠近0号梁段的2个梁段 (1号段～2号段) 施工时, 主纵桁梁要联体, 联体布置见图1。
3.1 挂篮在0号块上拼装及1号块混凝土浇筑
1) 墩顶0号块在托架上施工完毕后, 将加工好的主桁、底篮运抵墩位, 用塔吊按照拼装图在0号块上组成挂篮, 主要工序如下:拼装挂篮, 纵横桁梁, 在平驳船上拼装底篮→安装主纵桁架和支点→安装主横桁梁→安装前后吊杆→底篮起吊→安装侧模→调整模板尺寸及标高→绑扎钢筋, 设置预应力管道, 安装端模堵头模板→浇筑1号块混凝土;
2) 浇筑2号梁段:1号梁段浇筑张拉后即进行2号梁段施工, 施工步骤为:移出底模及侧模→调整模板尺寸及标高→绑扎钢筋, 设置预应力管道, 安装端模堵头模板→浇筑2号块混凝土;
3) 挂篮分离:挂篮完成联体浇筑段后, 应将挂篮一分为二并构成两侧独立对称平衡的工作系统, 完成其余梁段施工, 其步骤如下:放松底篮→分开后锚点→从中解开主纵桁梁连接螺栓→安装后拉杆→铺设滑道→检查后锚杆和压轮并检查拉杆→布置拖移手拉葫芦和滑轮组→用手拉葫芦对称牵引两侧挂篮向前移一梁段→到位后锚固后锚点→调整前后吊杆和底篮。
3.2 三角挂篮悬浇工艺流程
挂篮移机→张拉后锚→调整挂篮→扎底、腹板钢筋→装竖向预应力筋和纵向波纹管→移、装内模→装面板底层钢筋→装端头模、侧模→装纵向波纹管→装面板面层钢筋、竖向预应力筋上锚板→浇筑混凝土→混凝土养生→张拉纵向预应力钢绞线、压浆→循环进行下一节段施工。
4 结语
工程实践表明, 该轻型三角挂篮结构简单, 制作工艺简单, 主要构件受力明确, 设计合理, 能满足高净空的大型连续箱梁的悬灌施工要求。在实际施工过程中, 挂篮挠度和变形能控制在规范允许范围内。当然, 每一座悬灌施工的连续箱梁桥都有其自身的特点, 需要综合考虑大桥本身因素及围绕大桥伴生的各种因素对挂篮选择的影响。在实际工程中, 对选定的挂篮还需进一步优化结构形式和杆件的设计。总的来说, 基于这种三角挂篮的悬臂施工工艺确保了工期与质量, 是类似连续刚构桥施工中值得推广的施工工艺。
摘要：以珠江特大桥165 m预应力混凝土连续刚构的施工为例, 重点介绍了三角挂篮悬臂施工工艺及三角挂篮的设计要点, 工程实践表明, 基于这种三角挂篮的悬浇施工工艺确保了工期和质量, 是值得推广的施工工艺。
关键词：连续刚构,三角挂篮,悬浇工艺
参考文献
[1]薛长武, 钱亮, 黄顺祥.新丰江水库主桥箱梁三角挂篮悬浇工艺[J].公路, 2007 (1) :197-200.
[2]黄塔克, 吕奇, 陈文灿.谰石大桥三角挂篮设计及施工要点[J].广东交通职业技术学院学报, 2007 (12) :27-29.
[3]孙红, 解勇.连续箱梁挂篮设计与施工[J].中国市政工程, 2007 (12) :30-33.
挂篮悬浇 篇8
悬臂浇注预应力混凝土连续箱梁施工技术在20世纪90年代已得到全面推广, 设计水平及施工工艺日臻成熟。一般采取支架或托架法施工0号段 (块) 和直线现浇段, 悬挂施工合龙段, 其他悬浇段 (块) 采用挂篮施工。
预应力混凝土桥梁采用悬臂施工法是从钢桥悬臂拼装发展而来。悬臂施工法最早主要用于修建预应力型刚构桥, 后来被推广到预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚构桥、桁架桥、拱桥及斜拉桥等。其优点一是施工精度高, 连续梁悬臂浇注可在施工中不断调整节段误差, 提高施工精度;二是节省成本, 桥梁跨度越大、桥跨越多, 越能体现出它的优越性;三是施工效率高, 避免了大量支架, 可以方便地建造跨越流量大的河道和交通量大的桥梁。
1 工程概况
某大桥桥跨布置为55 m+3×75 m+76 m+74 m, 采用单支薄壁墩连续刚构, 主梁为双箱单室等高变截面箱梁, 柱桩承台基础, 双矩形空心柱墩, 在两柱间设置横梁。两侧匝道采用单支薄壁连续刚构, 主梁为单箱单室等高变截面箱梁, 柱桩承台基础, 双矩形空心柱墩。轻轨承重梁采用变截面连续梁。桥面宽23.0 m, 布置为:行车道2×2×3.75 m+中央分隔带1.0 m+两侧路缘带2×2×0.5 m+人行道2×2.5 m。
2 施工工艺与特点
箱梁立体交叉并行施工;工期紧、工程规模大, 施工设施投入多;航道安全防护责任大;多方参与, 配合协调工作繁杂。其主要施工工艺有:挂篮悬浇过程中的不平衡力矩与线型控制、边跨高墩长直线段现浇施工、箱梁合龙段施工。特别是主桥为双箱梁结构, 横向预应力分布于横梁与顶板, 箱梁整体浇注混凝土节段质量大, 挂篮的设计与施工难度较大, 高空、水上作业安全条件差。
3 挂篮设计
3.1 挂篮构造
该桥采用菱形挂篮进行施工, 包括机具在内质量为50 t, 其结构如图1所示。
(1) 主桁系统。
每只挂篮有两片主桁架, 采用型钢制成, 系统线高2.7 m, 外形轮廓线高3.2 m, 悬臂长5 m。整个主桁架加工成上下游两榀, 两榀之间横向连接采用销接成为整体。
(2) 前上横梁。
前上横梁设置于主桁架上, 用2[45b型钢加焊加劲板构成, 放置在主桁架节点上, 底部用M27螺栓固定。
(3) 后上横梁。
挂篮后上横梁设置于主桁架的尾部, 采用500 mm×700 mm箱形钢梁加焊加劲板构成, 底部放置在主桁架A节点上, 并用螺栓连接。
(4) 底模平台。
挂篮底模平台由前下横梁、后下横梁、框梁、垫梁、纵梁1、纵梁2、限位纵梁、挑梁、斜拉角钢等构成。前后下横梁设计采用2[32b×9 400 mm型钢加焊加劲板构成, 与吊带间采用框梁进行连接。框梁由上下两组2[30b型钢及两侧钢吊带组成。吊带与前上横梁相接处的垫梁, 采用2[20×640 mm型钢加焊加劲板构成。纵梁1、纵梁2、限位纵梁均采用2[30a×5 450 mm加焊加劲板构成。底模平台上铺工字木梁, 与维萨模板作为底模。
(5) 吊挂起顶系统。
吊挂系统分底模平台、内外导梁的前后吊挂系统4个部分。底模平台共4根前吊带、4根后吊带。前吊带采用钢板吊带, 其材质为16Mn钢板, 底端与框梁顶部分配梁销接。顶端穿过前上横梁与其上的垫梁销接。吊带顶端采用千斤顶与起顶分配梁构造进行底模平台标高调整。底模平台的后吊带分为两种结构形式, 采用钢板吊带, 其材质为16Mn钢板。底模与挂篮前下横梁下的铰座铰接, 顶端设垫梁、垫座与起顶分配梁, 每个吊带采用2台千斤顶调节高度。
(6) 走行系统。
每只挂篮采用两条滑道, 对称于箱梁中心布置, 承重梁两滑道中心距为3 000 mm, 主引桥与两侧匝道两滑道中心距为4 600 mm。滑道梁采用型钢加焊底座板而成, 采用精轧螺纹钢固定于箱梁顶面, 以保证其具有足够的锚固力。
(7) 锚固系统。
挂篮在走行过程中, 通过桁架下的前滑板及后钩板锚固于走道梁上。挂篮走行到位后锚固于后锚, 后锚设在每片主桁架的尾端。在两片桁架尾端设后上横梁, 在后上横梁与每片桁架相交点两侧分别设后锚分配梁, 用精轧螺纹钢筋锚固于已浇注的箱梁节段。
3.2 挂篮计算
经计算, 菱形桁架、底模平台前后下梁及吊挂强度符合要求。此外, 还进行了挂篮行走稳定性验算, 也符合要求。
3.3 挂篮静载试验
每只挂篮都要进行静载试验。为缩短挂篮试验的时间, 同时又能获取挂篮变形等第一手资料, 在厂内进行陆上模拟挂篮反压试验的基础上, 选取1个墩位的1对挂篮进行反压试验。通过模拟挂篮真实受力状况的荷载试验, 获取挂篮静载模拟最不利工况下的变形参数, 一方面对挂篮总体结构及主体结构受力情况进行观察和验证, 另一方面用于指导施工。
4 梁悬浇施工的质量控制
4.1 施工控制的必要性
在施工过程中, 通过对桥梁结构进行监控, 可以根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应的调整。在已建节段偏离控制目标时, 及时调整下一节段的挂篮定位标高, 以保证结构线形的平顺, 并监控实际内力的分布, 使箱梁始终处于安全受力范围内。
影响施工过程中桥梁结构线形和内力的因素主要有:混凝土弹性模量、混凝土方量误差及混凝土收缩徐变、施工临时荷载、温度、挂篮变形及预应力索张拉误差等。如果上述因素与设计不符, 而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时, 会因为无法采取正确的纠偏措施而引起误差积累。由于该桥刚构跨度大、墩身高, 施工过程复杂, 为了保证施工质量, 对其进行施工监测和控制是十分必要的。
4.2 施工控制方法
施工控制是预告标高→施工→量测→识别→修正→预告标高的循环过程。
其技术流程为:前期结构分析计算→预告标高→施工→测量→误差分析→修改设计参数→结构计算→预告标高。
实施流程为:阶段施工结束→现场测试→误差分析→监控组提供数据→监理组→施工单位→下一阶段施工开始。
(1) 前期结构计算。
在设计图纸的基础上, 采用各参数的理论值, 通过有限元分析程序, 用倒拆分析的方法得出各节段施工时相对于设计标高的预抬量, 并得出各节段的施工应力。
(2) 测量。
为了掌握桥梁施工的实际状况, 须对主梁进行标高测量。测点布置:纵桥向每节段设一测量断面, 每测量断面布置3个测点。测量工况:每节段挂篮定位, 混凝土浇注前、后预应力张拉。另外, 须测量墩顶水平位移, 墩顶设2个测点, 在混凝土浇注前、后测量。
为了消除日照温差对梁体变位的影响, 测量工作宜安排在早晨日出之前进行, 可不计日照温差的影响;测量工作不能在早晨进行时, 应对测量数据进行日照温差修正。
(3) 修改设计参数。
在获得测量数据后, 对比其与理论计算值的差别, 采用分离变量法可识别出各参数的真实值。
(4) 挂篮变形值的确定。
挂篮变形值开始可根据计算值与荷载试验结果确定, 以后各节段的挂篮变形值可根据上一节段实测值推算, 并与理论值比较后确定。
(5) 控制线形修缮。
在施工过程中, 由于结构的实际情况与理论计算的差异以及挂篮定位标高放样的偏差, 必然导致已建部分在成桥时呈现的线形曲线不能消除的误差。如果不顾及这种误差而继续以后节段的施工, 可能造成全桥的线型反折突变。鉴于这种情况, 必须对未施工节段的控制线形作出修改。
(6) 挂篮立模标高确定。
挂篮立模标高的控制点选择在待浇箱梁节段底板前端底模上, 由 (1) 式计算:
H=H0+ΔH+fg+fn (1)
式中:H——挂篮模板定位标高;H0——箱梁底面设计标高;ΔH——倒拆分析计算得到的预抬量;fg——挂篮的弹性变形;fn——待施工节段的控制线形与设计标高的差值。
5 挂篮悬浇施工
箱梁采用挂篮由1号节段开始向两边对称浇注, 每个节段一次浇注完成, 挂篮单重和施工荷载须满足设计要求。
施工工艺流程为:挂篮前移→挂篮锚固、底篮提升→立底模、外侧模→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋→安装内侧模及顶模→绑扎顶板钢筋及预应力筋、安装预埋件、预留孔→检查签证→浇混凝土→养护→预应力张拉。
6 结语
挂篮设计既要考虑它是一种施工设备, 通用性要好, 又要考虑每一座桥的特点。菱形挂篮具有刚度大、质量轻等特点, 但由于吊带较多、吊带受力不均匀, 在施工时应予以注意。菱形挂篮在该大桥的应用表明, 悬臂浇注预应力混凝土连续箱梁施工技术是一种非常有效的施工方法, 节段施工工期短, 具有良好的经济效益。
摘要：结合工程实例, 介绍了某连续刚构桥主梁施工挂篮的设计计算和施工质量控制。
关键词：连续钢构桥,挂篮,施工,质量控制
参考文献
[1]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社, 2000.
[2]韦玉林, 田欣, 杜洪池.润扬大桥南引桥连续箱梁施工线形控制[J].桥梁建设, 2004, (4) :64-66.
[3]王常才.桥涵施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2006.