高速公路高架延伸線工程運河橋懸臂澆筑施工工藝17

1、高速公路高架延伸線 運河橋懸臂澆筑施工工藝摘要 : 介紹 * 市 * 高架延伸線01 標運河橋工程的懸臂澆筑施工。關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)橋菱形掛籃懸臂澆筑一、 工程概況* 路延伸線是銜接* 路與 * 高速公路的接線工程，本工程跨越運河上部結(jié)構(gòu)為72+120+72m勺連續(xù)剛構(gòu)橋，縱坡1%橫斷面為單箱單室大挑臂結(jié) 構(gòu)，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(chǔ)為 0 180cm鉆孔樁，承臺尺寸17.3 X8.6 X3.5m。在120m的1/

2、2長度內(nèi)共分14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(xiàn)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17.3X8.6m, 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19采用大鋼管上架貝雷縱挑方案（見圖一）r承臺25x25大方木 30#工字鋼45#工字鋼80x80x0.8cm 鋼板30#工字鋼F -小70府管 ,第一次澆筑面I貝雷架-45#工字鋼雙拼7301/2I-I

3、 斷面T/2TI-ii-WW因墩身豎向預(yù)應(yīng)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(shè)計長度只有8.5m,不能同時滿足兩只掛籃的安裝需 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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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

4、施工機具），T構(gòu)兩邊 對應(yīng)節(jié)段硅同時澆筑。1、菱形掛籃設(shè)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(nèi)，同時安裝2套掛籃。1.1 結(jié)構(gòu)形式與工作原理1.1.1 結(jié)構(gòu)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)。主構(gòu)架.L-自置后吊帶1#550IIIIIIIIII”易二 hi lllilliiiilili霹鼾 1梁J 1 熱J牽引錨固 鋼枕；前吊帶滑梁_10T滑鏈底?？v梁i-17II6 e力1619上*產(chǎn)地常豪依嘴孑增煙號審I.生七束L 千用f 11

5、內(nèi)事*乘3”i.flf也南胃驟ii.MRiLM版吐千斤京i|,«*(1)菱形桁架菱形桁架是掛籃的主要承重結(jié)構(gòu)，桁架分兩組立于箱梁腹板外側(cè)豎向錨筋位置，間距9.6m,其間用梢鋼組焊成平面聯(lián)結(jié)系。每片桁架除斜桿用232cA3梢鋼組焊而成外，余均用32a A3梢鋼組焊，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(lián)接，前上橫梁為55#工字鋼雙拼，上設(shè) 13 個吊點，其中4 個吊外側(cè)模，5 個吊內(nèi)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帶設(shè)枕 梁，上端

6、吊于前上橫梁，每組吊帶用2 個 320kN 手動千斤頂及扁擔(dān)梁調(diào)節(jié)底模標高。后吊帶用A3 鋼板加工成的160x20mm 鋼吊帶， 上部設(shè)置調(diào)節(jié)孔以適應(yīng)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(yù) 留孔） ，每個吊帶用2 個 320KN 手動千斤頂及扁擔(dān)梁支承在已成的箱梁上。（ 3）模板系統(tǒng)箱梁外側(cè)框架由12梢鋼和6梢鋼組焊而成，面板用4mm鋼板。外側(cè)模板支承在外模滑梁上，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(shè)后吊架，掛籃行走時，外側(cè)?；貉睾蟮跫芑?。內(nèi)模用竹膠板，頂模用5根25X 25cm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

7、的箱梁頂板上（在澆注 頂板時設(shè)預(yù)留孔）。底模下橫梁為45a#EC字鋼，底?？v梁為48根22a#梢鋼，底模板做成 弧形，用12#梢鋼墊在底模架上，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(shè)15X 15cm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1000X300x20mm鋼板焊在桁架底，做前支座， 沿軌道滑行；主桁后端用1000X300x20mm鋼板焊在底桿上下面，中間預(yù)留 梢道長75cm （通豎向錨桿用）。掛籃前移時桁架兩側(cè)各用1

8、只23t千斤頂牽 引。1.1.2 工作原理內(nèi)頂模方木和外側(cè)?；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(cè)模、底模就位，支立堵頭模板，綁扎鋼筋并安裝預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)計算根據(jù)菱形掛籃的結(jié)構(gòu)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(shù):最大梁段重206t （混凝土 79.63m3）施工荷載2Kpa, A3鋼 6=170Mpa, Y=100Mpa, Eg = 2.1 x 105

9、 Mpa ,蟲 32mmy級冷拉鋼 6=595Mpa; M22螺栓預(yù)拉力為200kN,鋼材表面摩擦系數(shù)fM=0.4 （根據(jù) 同等條件加工下試件試驗結(jié)果確定），角焊縫fWf=160Mpa,最大撓度lmax< 1/450。計算：菱形桁架受力計算（以最大節(jié)段荷載計算）5J：,：?()a、單位：cm桿件L (mm)A (mm2)l/aiNp變形量 （mm）6Mpa6 MpaN1550097400.5641.4471168；4.5119.9170N216685123000.543-1.759-14206.5-115.4M46N3380097400.390-1-8071.5-82.9164.9N46

10、685123000.5431.75914206.5115.4170N55500197400.564-1.447-116814.5-119.91154.7說明:1、表中的允許應(yīng)力值已計壓桿穩(wěn)定的折減系數(shù)。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(shù)下 2A=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(shè)計長細比0.5入ma>=28.15>入1=24.3 ( 可)綴板尺寸初步確定：寬 200 mnix長170 mnm厚10 mm綴板中心距ai=600+200=800mm綴板內(nèi)力及角焊縫連接計算

11、，采用hf = 10mm Lwdb = 200mm汴計回焊部分）綴板內(nèi)力 T=48.2KN, Mk6.22KN - M, 6 f = 133.3 Mpa, Yf=34.4Mpa主拉力 f=114.5Mpa<fWf=160Mpa（可）綴板剛度驗算兩塊綴板的慣性矩和線剛度I b=1333cm4, I b/ b O=51.6 cm3分肢槽鋼的線剛度：I y=374cm4, I y/ a 1=4.68cm3線剛度比（I b/ b o） / （I y/ a i） = 11.0>6（可）節(jié)點板設(shè)計：安全系數(shù)采用1.7單個高強度螺栓允許承載力N=P fM/K=94.12KN 節(jié)點板連接螺栓個數(shù)確

12、定：N= Np/N=15.1 個，取 16個（ 4排，每排 4 個）梢鋼強度：N1 桿 AJ=8268cm, 6 =N/N=141 Mpa< 6 =170Mpa （可） N4 桿 AJ=10092 cm2, 6 =N/N=140.7 Mpa< 6 =170Mpa （可）拼接板強度，拼接板厚度2cm,寬度不小于32cm。AJ=9120 cm2, 6 =N/N=155.7 Mpa< 6 =170Mpa （可）b、 前吊帶、后吊帶計算吊帶承受拉力，按最大梁段進行計算，其拉力均小于 32精軋螺紋鋼和 160x20mm A3 鋼吊帶的設(shè)計強度，也能滿足銷軸的抗剪和承壓要求。c、 前上橫

13、梁計算前上橫梁承受前吊帶傳來的荷載，2 根 55工字鋼滿足各吊帶受力要求。d、 底模前后橫梁、縱梁計算底模前后橫梁承受底?？v梁傳來的反力，45a#工字鋼滿足強度、剛度要求。縱梁承受底板、腹板混凝土重量，22a#梢鋼22a#梢鋼滿足強度、 剛度要求。e、掛籃穩(wěn)定計算懸臂灌注時，掛籃后端的拉力全部由8根4）32mmv級冷拉鋼承受，具傾覆穩(wěn)定系數(shù)為2.67>2 （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(chǎn)生傾覆力矩，拉力全部由2根4）32mrW級冷拉鋼承受，其傾覆穩(wěn)定系數(shù)為6.3>2 （可）。桁架側(cè)向穩(wěn)定采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

14、，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(nèi)，其后部用枕梁及6根蟲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。_250t千斤頂731精軋3雞紋鋼x4耳卜K分配梁22 #XU 2cmi 岡板弋漪軋32M紋鋼七此分配梁22#圖三按10% 40% 30% 20% 20% 10% 20癱節(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(jié)果與理論計算結(jié)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

15、工完畢后，開始拼裝加工好的掛籃，拼裝程序：走行 系統(tǒng)一 菱形桁架 錨固系統(tǒng)底模板內(nèi)模。2.2 掛籃行走每個T構(gòu)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(jīng)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(shè)枕木（15x15cm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

16、；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(cè)縱梁吊帶，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(nèi)頂模縱梁與桁架同步移動，頂模縱梁前吊點不拆，后面在鋼管支架上人工滑移；桁架就位，每片桁

17、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，拆除后吊帶與底模架的聯(lián)結(jié)，讓側(cè)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；(10)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(cè)對稱前移就位，注意T 構(gòu)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(chǎn)生較大的不平衡彎矩；(11)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(diào)整底模標高，用經(jīng)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

18、段頂板預(yù)留孔處，然后再與吊帶聯(lián)結(jié)，用同樣的辦法將另一吊架移至2#梁段處；(13)安裝滑梁后吊帶，調(diào)整外側(cè)模，使模板與混凝土搭接密貼，前端端面尺寸滿足設(shè)計要求；(調(diào)整立模標高后，重復(fù)上述施工步驟進行3牌段的施工，直至14#梁段。2.3 鋼筋安裝橋面鋼筋等材料必須在T 構(gòu)兩側(cè)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(yīng)滿足規(guī)范與設(shè)計要求，接頭均采用焊接；豎向預(yù)應(yīng)力筋在墻身內(nèi)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(diào)整。2.4 預(yù)應(yīng)力管道橫梁的墩身橫向鋼絞線束（9弧15.24）的波紋管內(nèi)徑0 80mm;箱梁縱 向鋼絞線束的波紋管內(nèi)徑：21弧15.24

19、為© 120mm, 15和12 © j15.24為© 90mm, 9弧15.24為0 80mm;腹板豎向© 32mmIV級鋼筋的波紋管內(nèi)徑為 0 45mm;頂板橫向鋼絞線（3M15.24）的扁波紋管尺寸為65x 22mm。連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)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(shù)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?xí)r在波紋管中穿PVCf,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

20、凝土，合攏段混凝土采用 C55,內(nèi)參微膨脹劑， 共5192.3m3,坍落度1214cm,石子粒徑525mm。5天到90%設(shè)計強度的早強混凝土配合比如下:材料名稱f、規(guī)格材料比例1m3用量(kg)水泥江山 P.O42.51509水自來水0.34173砂細度模品2.31.222622石子取大粒徑525mm2.2751058外加劑局效高濃早強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(xiàn)有上翻 現(xiàn)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?xí)r，要從兩側(cè)向中央推進。T構(gòu)兩側(cè)對

21、稱澆筑混凝土，岸 上用汽車泵，運河側(cè)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?xí)r，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澆筑完后。用觀測值與理論值比較，若相差 1cm時， 則暫?；炷翝仓?，檢查掛籃各桿件與結(jié)點有無開裂情況，當采取相應(yīng)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(cè)觀測點標高變化量不得超過 10mm。掛籃變形觀測點設(shè)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(shè)于澆筑 節(jié)段底模堵頭模板前端，共3點。2.6 鋼絞

22、線鋼絞線采用 弧15.24低松弛鋼絞線，R：=1860MPa,錨下張拉控制應(yīng)力 (rk=1395MPa,錨具采用 OVM15-21、15、12、9 及 BM15-3 張拉錨；豎向 筋采用0 32冷拉IV級鋼筋R：=750MPa,6k=634.1MPa,采用軋絲張拉錨與固定錨，豎向預(yù)應(yīng)力為保證張拉質(zhì)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(shè)計強度的90%后，張拉預(yù)應(yīng)力筋。2.7 現(xiàn)澆節(jié)段混凝土施工該段采用在大鋼管支架上現(xiàn)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(zhuǎn)換運河橋合攏

23、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(jié)構(gòu)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(guān)鍵，是保證連續(xù)梁線形及結(jié)構(gòu)是否符合設(shè)計要求的重要環(huán)節(jié)。3.1 標高觀測點的設(shè)置0#塊施工完畢后，在其上布設(shè)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(lián)測，并在施工過程中經(jīng)常保持同其它水準點進行聯(lián)測，保證其觀測精度。每個節(jié)段在離節(jié)段塊件前端10cm處各設(shè)3個觀測點，采用（i）16鋼筋

24、垂直對稱布置在懸臂板與承托的交接點以及橫截面的中心點處，鋼筋高出硅面5cm,測點布置見圖六：高程測試方法：1）每次測量均為統(tǒng)測；2）掛籃前移后24小時內(nèi)測量一次標高，3！凝土澆筑完成后24小時內(nèi)測量一次標高，預(yù)應(yīng)力筋張拉完后4小時測量一次標高。3）測量記錄用統(tǒng)一格式紙。111091110987657,8,9,9 8 7 6 5 4 3 22 3 . . 5 - 6 - 7 8 9JUL二109'8'765'4.第一步：104腌14#節(jié)段澆筑、張拉、壓漿、穿104#邊跨鋼絞線，105#掛籃在13#節(jié)段上。9'1011 '12'5 678.鰭1131

25、2'11'。后.L TT10'9'8'7'65.567891011”213R0J3SL910115678第二步：104#t運河側(cè)菱形桁架退后1.5m, 105#掛籃立即移動至14#節(jié)段就位，澆筑14#節(jié)段硅、張拉、壓漿、穿105#邊跨鋼絞線。12.5t12.5th12111098765，*HnnF7,8 -9 -1011 '12'13掛籃50t，r14'11312'11'10'9'8.7'.”,789101112.5t12.5t121314合攏掛籃25t水袋27t第三步：拆除104腌T勾兩側(cè)掛籃，拆除105#邊跨掛籃與中跨菱形桁架，安裝邊跨合攏段掛籃。11J 1413|211109 gj 山口 l,.1101112131414|1312'11'10'9'田出幽韭hi業(yè)式小i皿wiwilL史y士史00IL_11J11101112. 13141"3"也水袋27t掛籃50t0水袋27t合攏掛籃25t第四步：104腕跨合攏，張拉、壓漿。合攏掛籃25t水袋27t