杭州上塘高架延伸線01標工程運河橋懸臂澆筑施工

1、杭州上塘高架延伸線01標工程運河橋懸臂澆筑施工 摘要:介紹杭州市上塘高架延伸線01標運河橋工程的懸臂澆筑施工。關鍵詞：連續(xù)剛構橋 菱形掛籃 懸臂澆筑一、 工程概況上塘路延伸線是銜接上塘路與杭寧高速公路的接線工程，本工程跨越運河上部結構為72+120+72m的連續(xù)剛構橋，縱坡1%，橫斷面為單箱單室大挑臂結構，主墩處梁高6.8m，跨中與邊墩處梁高2.5m，梁高與底板高度按二次拋物線變化。箱梁頂寬18.62m、底寬10m、挑臂4.31m、頂板厚30cm、底板厚按30100cm變化、腹板厚60cm。主墩采用雙薄壁墩，基礎為180cm鉆孔樁，承臺尺寸17.38.63.5m。在120m的1/2長度內共分1

2、4個節(jié)段，其中0號節(jié)段長8.5m，12號節(jié)段長3.0m，37號節(jié)段長3.5m，814號節(jié)段長4.5m，中、邊跨合攏段長1.5m，邊跨現澆節(jié)段長11.19m。箱梁采用菱形掛籃懸臂澆筑施工。二、施工方法（一）0#、1#節(jié)段施工運河橋0#、1#段共有箱梁混凝土535 m3，承臺平面尺寸為17.38.6m，且襟邊尺寸較大，具備鋼管支撐條件，并且這樣彈性及非彈性變形小，故采用大鋼管上架貝雷縱挑方案（見圖一）。 因墩身豎向預應力束的頂張拉端在0#段橫梁的上部（不到箱梁頂面），因此0#段必須分兩次澆筑；又因連續(xù)梁采用掛籃懸臂法澆筑施工，是從0#塊起步的，而0#段的設計長度只有8.5m，不能同時滿足兩只掛籃的

3、安裝需要，必須將兩個1#段施工后，才能滿足兩只掛籃安裝需要?？紤]本橋工期較緊，且0#段縱向沒有預應力張拉錨固，故安排0#、1#段混凝土一起分兩次澆注，第一次0#、1#段澆至墩身豎向預應力束的張拉端，共348 m3混凝土，張拉、壓漿后，第二次澆筑0#、1#段箱頂混凝土，共187 m3。（二）掛籃法分段懸臂澆筑全橋共配4套菱形掛籃，每套掛籃重85t（包括施工機具）， t構兩邊對應節(jié)段砼同時澆筑。1、菱形掛籃設計要求適用最大梁段重2060kn，梁段長度34.5m，梁頂寬度19m，梁底寬度10m，梁高6.182.5m，走行方式為無平衡重自行。在14.5m的起步長度內，同時安裝2套掛籃。1.1結構形式與

4、工作原理1.1.1結構形式：菱形掛籃由菱形桁架，提吊系統(tǒng)、走行錨固系統(tǒng)及模板系統(tǒng)四部分組成（見附圖二）。 （1）菱形桁架菱形桁架是掛籃的主要承重結構，桁架分兩組立于箱梁腹板外側豎向錨筋位置，間距9.6m，其間用槽鋼組焊成平面聯結系。每片桁架除斜桿用232c a3槽鋼組焊而成外，余均用32a a3槽鋼組焊，節(jié)點板20mm厚，用m22高強度螺栓連接。前上節(jié)點和前上橫梁聯接，前上橫梁為55#工字鋼雙拼，上設13個吊點，其中4個吊外側模，5個吊內模，4個吊底模架。（2）提吊系統(tǒng)前吊帶由32精軋螺紋鋼和用a3鋼板加工成的160x20mm鋼吊帶兩種，鋼吊帶和50mm貝雷銷組合用于吊滑梁。底模前下橫梁處前吊

5、帶設枕梁，上端吊于前上橫梁，每組吊帶用2個320kn手動千斤頂及扁擔梁調節(jié)底模標高。后吊帶用a3鋼板加工成的160x20mm鋼吊帶，上部設置調節(jié)孔以適應梁底板厚度的變化，下端與底模架后橫梁栓接，上端穿過箱梁（預留孔），每個吊帶用2個320kn手動千斤頂及扁擔梁支承在已成的箱梁上。（3）模板系統(tǒng)箱梁外側框架由12 槽鋼和6 槽鋼組焊而成，面板用4mm鋼板。外側模板支承在外?；荷?，梁后端通過吊桿懸吊在已澆好的箱梁頂板，后吊桿與滑梁間設后吊架，掛籃行走時，外側?；貉睾蟮跫芑?。內模用竹膠板，頂模用5根2525cm的方木吊掛，前端通過32鋼筋懸吊在前上橫梁上，后端通過吊桿懸吊在已澆好的箱梁頂板上（

6、在澆注頂板時設預留孔）。底模下橫梁為45a#工字鋼，底?？v梁為48根22a槽鋼，底模板做成弧形，用12#槽鋼墊在底模架上，寬度比箱梁底小2mm，兩外緣立模時粘雙面膠，外模與底模夾緊，以防漏漿。（4）走行及錨固系統(tǒng)在箱梁頂面兩組桁架下鋪設1515cm方木短枕，間距50cm，前支點密鋪4根鋼軌短枕；上鋪2根p50鋼軌做下滑道（軌道用鋼板組焊，按梁段長度拼接）。主桁前端用100030020mm鋼板焊在桁架底，做前支座，沿軌道滑行；主桁后端用100030020mm鋼板焊在底桿上下面，中間預留槽道長75cm（通豎向錨桿用）。掛籃前移時桁架兩側各用1只23t千斤頂牽引。 1.1.2工作原理內頂模方木和外側

7、?；弘S菱形桁架向前移動就位后，固定在滑梁前端的千斤頂牽引側模、底模就位，支立堵頭模板，綁扎鋼筋并安裝預應力管道，進行梁段懸臂澆注施工，當所澆梁段張拉錨固及孔道壓漿后，掛籃再前移動進行下一節(jié)段施工，如此循環(huán)推移，直至完成最后一節(jié)梁段施工。1.2結構計算根據菱形掛籃的結構與受力特點，分成四個部分進行分析，即主桁架、前上橫梁、底模前后橫梁、底模架縱梁，并對掛籃行走和懸灌時的穩(wěn)定進行檢算。已知參數:最大梁段重206t（混凝土79.63m3）,施工荷載2kpa，a3鋼=170mpa，=100mpa，eg2.1105 mpa，32mm級冷拉鋼=595mpa；m22螺栓預拉力為200kn，鋼材表面摩擦系數

8、fm=0.4（根據同等條件加工下試件試驗結果確定），角焊縫fwf=160mpa，最大撓度lmax1/450。計算：a、 菱形桁架受力計算（以最大節(jié)段荷載計算）桿件l(mm)a(mm2)l/ainp變形量(mm)mpampan1550097400.5641.44711684.5119.9170n26685123000.543-1.759-14206.5-115.4146n3380097400.390-1-8071.5-82.9164.9n46685123000.5431.75914206.5115.4170n5550097400.564-1.447-11684.5-119.9154.7說明:1、

9、表中的允許應力值已計壓桿穩(wěn)定的折減系數。2、從表中計算知菱形桁架包含施工荷載與 1.2倍荷載安全系數下23.5mm，實際變形23.5/1.2 19.6 mm。由此可知，桁架桿件強度、剛度滿足要求 以n2壓桿進行穩(wěn)定分析與綴板連接設計:待添加的隱藏文字內容1長細比0.5max=28.151=24.3 (可)綴板尺寸初步確定：寬200 mm長170 mm厚10 mm，綴板中心距a1=600+200=800mm綴板內力及角焊縫連接計算,采用hf10mm，lwdb200mm(不計回焊部分)綴板內力t=48.2kn，m6.22knm，f=133.3 mpa,f=34.4mpa主拉力f114.5mpa6

10、（可）節(jié)點板設計：安全系數采用1.7 單個高強度螺栓允許承載力n=pfm/k=94.12kn 節(jié)點板連接螺栓個數確定：n= np/n=15.1個，取16個（4排，每排4個） 槽鋼強度：n1桿aj=8268 cm2, =n/n=141mpa=170mpa (可) n4桿aj=10092 cm2, =n/n=140.7mpa=170mpa (可) 拼接板強度，拼接板厚度2cm，寬度不小于32cm。aj=9120 cm2, =n/n=155.7mpa2（可）。掛籃滑行即將到位時為最不穩(wěn)定狀態(tài)，在自重作用下產生傾覆力矩，拉力全部由2根32mm級冷拉鋼承受，其傾覆穩(wěn)定系數為6.32（可）。桁架側向穩(wěn)定采

11、用兩片桁架間用水平連接系與封門斜撐連接。1.3掛籃試驗選擇平整場地，將一套掛籃的2片主桁水平放置，墊離地面20cm，并用水平儀抄平，使得桁架在一個平面內，其后部用枕梁及6根32精軋螺紋鋼鎖定，2片主桁底桿前后端頂緊，桁架前吊點端用250t千斤頂張拉，見圖三。按10%、40%、30%、20%、20%、10%、20%逐節(jié)加載至1038kn（施工要求荷載的1.5倍，施工荷載為692kn），每節(jié)加載后持荷5分鐘。試驗證明： 菱形桁架試驗結果與理論計算結果相吻合，實驗過程無桿件開裂情況，符合方案要求。2、懸灌施工2.1掛籃拼裝墩頂0#、1#節(jié)段施工完畢后，開始拼裝加工好的掛籃，拼裝程序：走行系統(tǒng) 菱形桁

12、架 錨固系統(tǒng) 底模板 內模。2.2掛籃行走每個t構從2#段開始，對稱拼裝好掛籃后即進行2#段的懸臂灌注施工，施工完2#段后，掛籃要前移至3#梁段，其行走程序如下：由作業(yè)隊填報掛籃移動報告，經項目部批準并報檢；在已找平2#梁段頂面放出走行軌道中心線，鋪設枕木（1515cm方木作枕木，在前支點下用4根p50短鋼軌作枕木）及軌道（軌道采用兩根p50軌并列擺放，間距用鋼筋電焊固定），軌道頂面要鋪平順，接長鋼軌頭易稍低12mm，抄平左右兩股軌頂，軌道頂標高要相同，軌底與枕木間要抄實；前后底橫梁工字鋼四角用4只10t倒鏈懸掛在翼板架上；拆除精軋螺紋鋼前吊帶上下節(jié)連接器與頂板縱梁后吊帶，拆除翼板架外側縱梁吊

13、帶，放松翼板架滑梁后吊帶；在滑行軌道上每10cm用石筆做一標記，并標出前支座就位位置（支座中心距梁端50cm）；在菱形桁架底桿分別安裝一只23t牽引千斤頂；安裝滾輪架，拆除每片桁架后錨桿2根，1根稍放松作保險；檢查菱形桁架、滑梁、前吊帶與其它部位連接情況，符合要求后，緩慢啟動千斤頂，使左右菱形桁架滑移速度相當，滾輪架與后錨桿輪番倒換前移；移動時由專人指揮，滑梁后吊帶與外模派專人看管，連接套筒必須安裝準確，即上下桿各連接8cm；內頂?？v梁與桁架同步移動，頂?？v梁前吊點不拆，后面在鋼管支架上人工滑移；桁架就位，每片桁架安裝3根后錨桿，位置與菱形桁架對拉試驗時一致；割（拆）掉腹板對拉螺栓，拆除后吊帶

14、與底模架的聯結，讓側模與梁體分離并擱于滑梁上，下滑4只倒鏈葫蘆，使底模與梁底分離；在滑梁上安裝yc-23型千斤頂，在滑梁上做好就位標記，移動底模、外模，不得超移，左右兩側對稱前移就位，注意t構兩邊掛籃要對稱同步前移，前移相差量不超過1m，以免對墩身產生較大的不平衡彎矩；移動到位后，安裝后吊帶與前吊帶（用連接器將精軋螺紋鋼吊帶上下連接），將底模架吊起，通過螺旋千斤頂調整底模標高，用經緯儀放出底模中心線，使其與橋梁中心線一致；滑梁后吊點處用葫蘆吊緊滑梁，解除外模滑梁上的后吊帶，將吊架移至2#梁段頂板預留孔處，然后再與吊帶聯結，用同樣的辦法將另一吊架移至2#梁段處；安裝滑梁后吊帶，調整外側模，使模板

15、與混凝土搭接密貼，前端端面尺寸滿足設計要求；調整立模標高后，重復上述施工步驟進行3#梁段的施工，直至14#梁段。2.3鋼筋安裝橋面鋼筋等材料必須在t構兩側對稱堆放。鋼筋安裝前梁端混凝土接縫必須鑿毛；鋼筋伸出節(jié)段端頭的搭接長度應滿足規(guī)范與設計要求，接頭均采用焊接；豎向預應力筋在墻身內層鋼筋幫扎前安裝完；上層鋼筋綁扎完后，對波紋管道進行一次檢查與調整。2.4預應力管道橫梁的墩身橫向鋼絞線束（9j15.24）的波紋管內徑80mm；箱梁縱向鋼絞線束的波紋管內徑：21j15.24為120mm，15和12j15.24為90mm，9j15.24為80mm；腹板豎向32mm級鋼筋的波紋管內徑為45mm；頂板橫

16、向鋼絞線（3j15.24）的扁波紋管尺寸為6522mm。連續(xù)梁的預應力管道，最長達263m，隨梁段懸臂灌筑而逐節(jié)接長，最長的h3束分59段套接而成，且管道數量眾多，共有172束鋼絞線，僅縱向波紋管長度就有16800多米，近4200個接頭。澆筑混凝土前加強波紋管接頭、破損檢查，澆筑混凝土時在波紋管中穿pvc管，混凝土澆筑完后立即用通孔器檢查有無漏漿。2.5澆筑混凝土箱梁采用c50商品混凝土，合攏段混凝土采用c55，內參微膨脹劑，共5192.3m3，坍落度1214cm，石子粒徑525mm。5天到90設計強度的早強混凝土配合比如下：材料名稱產地、規(guī)格材料比例1m3用量（kg）水泥江山p.o42.51

17、509水自來水0.34173砂細度模量2.31.222622石子最大粒徑525mm2.2751058外加劑高效高濃早強0.02211.2混凝土澆筑按照“由前往后，兩腹向中對稱澆筑”的順序，兩腹板對稱同時澆注，底板澆筑完后，上面壓木板，防止混凝土上翻，發(fā)現有上翻現象，停止混凝土澆筑，等到底板混凝土有一定強度后再澆筑腹板，澆注頂板及翼板混凝土時，要從兩側向中央推進。t構兩側對稱澆筑混凝土，岸上用汽車泵，運河側用固定泵，補料均勻，最多不得相差1車8m3混凝土。掛籃第一次澆筑混凝土時，分三次觀測掛籃與底模變形，第一次是在混凝土澆筑到底板斜三角時，第二次是在混凝土澆筑到頂板下三角時，第三次是在頂板混凝土

18、澆筑完后。用觀測值與理論值比較，若相差1cm時，則暫停混凝土澆筑，檢查掛籃各桿件與結點有無開裂情況，當采取相應措施后，方可繼續(xù)澆筑混凝土；為防止由于不對稱懸臂澆筑而造成掛籃失衡，同只掛籃左右兩側觀測點標高變化量不得超過10mm。掛籃變形觀測點設于上橫梁各吊點位置，通過掛鋼尺測量，共4點；模板變形觀測點設于澆筑節(jié)段底模堵頭模板前端，共3點。2.6鋼絞線鋼絞線采用j15.24低松弛鋼絞線，r=1860mpa，錨下張拉控制應力k=1395mpa，錨具采用ovm15-21、15、12、9及bm15-3張拉錨；豎向筋采用32冷拉級鋼筋r=750mpa，k=634.1mpa，采用軋絲張拉錨與固定錨，豎向預

19、應力為保證張拉質量，在首次張拉到位后，過二天再次張拉。箱梁必須在混凝土強度達到設計強度的90%后，張拉預應力筋。2.7現澆節(jié)段混凝土施工該段采用在大鋼管支架上現澆的方法施工，分兩次澆筑，第一次澆注底板與腹板，形成槽型梁，第二次澆注頂板，平衡段施工時間與懸灌段的最后梁段同步進行。2.8合攏段施工及體系轉換運河橋合攏段有邊孔合攏段和中孔合攏段，長度均為1.5m，一個合攏段混凝土方量為21.86m3。先合攏邊跨，再合攏中跨；邊孔合攏后，結構由雙懸臂狀態(tài)變成單懸臂狀態(tài)，最后合攏中孔，形成三跨連續(xù)梁受力狀態(tài)。合攏施工分8步見圖四合攏吊架見圖五3、標高控制標高是控制懸臂澆注中線形控制的關鍵，是保證連續(xù)梁線形及結構是否符合設計要求的重要環(huán)節(jié)。3.1標高觀測點的設置0#塊施工完畢后，在其上布設臨時水準基點，作為箱梁施工標高控制點，104#墩與105#墩兩0#塊上臨時水準基點進行聯