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连续刚构桥悬臂浇筑施工工法揭秘火爆朋友圈!

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高速铁路由于速度高、冲击荷载大、无砟轨道系统精度要求高、桥梁设计使用年限(100年)长,因此对于大跨连续刚构桥的施工精度、工后沉降以及跨中徐变挠度都提出了更高的要求。

  高速铁路由于速度高、冲击荷载大、无砟轨道系统精度要求高、桥梁设计使用年限(100年)长,因此对于大跨连续刚构桥的施工精度、工后沉降以及跨中徐变挠度都提出了更高的要求。广深港铁路客运专线沙湾水道特大桥跨越紫坭河水道、沙湾水道设计为(104+168×2+112)m和(112+168×2+104)m预应力混凝土连续刚构桥,砼强度等级C60,梁部采用悬臂浇筑法施工。

  结合高空、跨航道、设计标准高、工期紧等特点,对于大体积0#块采用悬空托架施工并采用张拉钢绞线的方法进行预压。悬灌挂篮采用了LM-300无平衡重自行式三角挂篮。为了保证桥梁成桥后的质量和施工线形,悬灌施工过程中在对挂篮拼装、模板标高、钢筋绑扎、砼泵送、浇筑及养生、预应力张拉、压浆等环节进行控制的同时,还通过采用SAP2000、MIDAS 等软件模拟施工过程、计算节段预抛值,使成桥内力、线形符合要求。通过对整个施工过程中各个环节的质量跟踪、安全控制,沙湾水道特大桥顺利完成合龙,保证了施工工期。

  本桥主墩位于水中,从岸边搭设栈桥至墩位,作为通道。墩位处设塔吊,作为垂直提升机具。混凝土采用输送泵泵送至施工现场。0#块采用墩顶托架法施工,混凝土分两次浇筑。悬浇施工采用三角挂篮,合龙顺序为先中跨后边跨,合龙段两侧设水箱配重,利用挂篮主桁架形成合龙段井字形吊架。

  0#块采用墩顶托架法施工,单片三角托架在地面采用型钢焊制,塔吊安装,与墩身顶部预埋钢板相连,0#块托架结构检算见图5.2-1。

  0#块托架采用钢绞线张拉法预压,从托架顶安装钢绞线与承台预埋钢绞线相连,在托架顶采用千斤顶按设计荷载进行张拉。0#块托架预压荷载等于承受最大荷载的1.1倍。

  悬灌梁施工工序为:挂篮就位→调整底模、外侧模标高→绑扎底板、腹板钢筋→安装竖向预应力钢筋→内模系统滑出就位→安装纵向、横向预应力管道→绑扎顶板钢筋→浇筑混凝土→养护→穿钢绞线→张拉→压浆→前移挂篮→下一节段施工。如此循环施工,每节段施工周期平均为8-10天。

  本桥连续梁设计为单箱单室,最重悬浇节段286t,节段长度3m~4m。大吨位梁段挂篮一般采用菱形或三角形特制挂篮,本桥采用LM-300型三角挂篮。

  挂篮主要由三角主桁架、前后横向联结系、顶横梁、前后下横梁、底纵梁、模板系统、吊带锚固系统、走行滑移系统及张拉平台等组成。

  后下横梁与吊带采用铰结,有利于调整梁底线形和保证两次接缝严密。挂篮行走采用无配重后锚固自行系统,减轻了挂篮自重,每只挂篮自重115t。

  挂篮主桁架前斜吊带设计可以采用精轧钢和千斤顶进行预紧,大大降低了挂篮总体施工挠度,确保了施工安全和施工质量。挂篮内模系统与内滑梁采用滚轮连接,可以方便内模系统滑移抽出。

  挂篮检算采用SAP2000建模进行整体分析,经检算,主桁架结构稳定,刚度大,变形量小,挂篮满载状态下最大挠度为16.7mm。

  挂篮预压在地面进行,首先在平地上平铺3条顶横梁作为调平架,采用水准仪调平。然后在调平架上拼装主桁架,两片主桁架相对,支点O处将前支座上好,后端A点用3条扁担梁和6条Φ32精轧螺纹钢锚固。在前端B节点处放置2条扁担梁,采用4根Φ32精轧螺纹钢穿过扁担梁连接,利用两台YCW80B-200型千斤顶分别分级张拉。最大荷载按最不利状态下挂篮主桁架受力的1.20倍,。预压按10%、25%、50%、75%、100%、120%的级差分级加载,加载完毕后每6小时观测一次,应力和挠度值稳定后,分50%、10%、0%三级卸载。在加载前,在主桁架OB、AC、OC杆和BC的两条吊带分别贴应变计,分级加载和卸载时分别读取应力值。在A、O、B点分别安装位移计,以测量分级加载和卸载时的主桁架各点挠度值。

  T构的0#梁段施工结束后,首先清理梁段顶面,并用1:2水泥砂浆将铺枕部位找平,用塔吊将杆件吊至0#块顶面,然后按下列程序对称拼装挂篮:铺设钢枕→安装轨道→安装前、后支座→吊装主桁架→吊装前上横梁→安装后吊带→吊装底模架及底模板→吊装内模架走行梁→安装外侧模→调整立模标高。

  箱梁张拉→松侧模和底模→安装轨道→移篮到位→安装后锚→调整模板→验收合格→下一道工序。

  首先在梁段顶面找平并测量好轨道位置,铺设垫枕和轨道,然后脱模,将底模用倒链滑车吊挂在外模走行梁上,松开主构架后锚,用倒链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动至下一节段预定位置并重新锚固在轨道上。安装后吊带,将底模架吊起。其次在该梁段上安装外侧模走行梁后吊架,然后解除一个前一梁段上的后吊架,移至该梁段预留孔道安装好,再解除另一个。走行梁就位后调整好外模板和底模标高,内模在底板和腹板钢筋绑扎完成后才拖出,最后封端模。

  B.松底篮前,应检查模板对拉螺杆是否全部清除,防止下放、移机时卡阻;移挂篮前,设一组保险钢丝绳,拉住挂篮后部,防止突然滑行。

  C.下放底篮时,操作千斤顶应同步平衡下放;操作千斤顶正下方不准有人停留,防止手柄掉落伤害;吊杆需划标记。

  E.在轨道上划出标尺刻度,以控制前移速度;挂篮行走时,要缓慢进行,速度应控制在每分钟行程250px左右,左右必须同步前移。

  F.T构两侧挂篮应同步对称进行,其前移距离差值不得大于梁段长度一半。G.前移时应注意挂篮各杆件变形情况,加强对各受力部位(如吊带、保险绳等)牢固情况的检查,发现隐患及时处理。

  拆除顺序如下:全桥合拢后,挂篮外侧模及底模利用钢绞线进行下放至河道中间运输船上,船只接收后移至码头解体拆除。挂篮主桁架、轨道钢枕及其它构件退至塔吊处进行拆除;合龙段不用的内模、内走行梁,在合龙段施工前拆除。

  ② 下料时,根据梁体钢筋编号和供料尺寸的长短,统筹安排,采用连续配料法下料以减少钢筋的损耗。

  ④ 钢筋接头采用闪光对焊、电弧焊等焊接形式。在正式施焊之前先进行试焊,掌握好各项技术参数,试焊合格后进行批量生产。

  ① 绑扎顺序为:底板钢筋→腹板钢筋→顶板钢筋。绑扎钢筋的同时安装相应部位的波纹管。

  ④ 保护层采用细石砼垫块,强度≧60MPa,梅花形布置,每平方米不少于4个。

  B.混凝土灌注方法是分段分层灌注,分层厚度宜为750px。灌注顺序:先底腹板倒角,再底板中部,然后灌注腹板,最后灌注顶板,

  C.灌注混凝土的自由落高不得大于2m,当超过2m时,应采用滑槽、串筒、漏斗等器具。

  F.混凝土振捣以插入式振捣器为主,要防止漏振,也要避免过振。施工时要设专人对模板、锚垫板等关键部位进行振捣和检查。

  ②为保证预留孔道畅通,对纵向波纹管内宜插入比波纹管内径小3~6mm的厚壁胶管或塑料管,并在混凝土灌注过程中直到初凝前要经常往返抽动或旋转,当混凝土初凝后及时拔出。

  ① 切割后的钢绞线应进行梳理顺后穿束,然后用扎丝每隔2~3m绑扎一道,其扎丝扣应置于纲绞线的空隙里,编束后分类存放。

  为确保预应力束张拉控制应力的准确性,在预应力束进行张拉前,需进行孔道摩阻试验,制作2个装有预应力管道、锚垫板、配有钢筋的试件,分别选取梁体设计图中2种类型的钢绞线束进行测试。管道布置与连续梁设计图中一致,要求顺直,加强定位(详见图5.3.2-2)。混凝土强度等级与梁体设计强度一致,试验前混凝土要求强度达到100%。试验前需先清孔,待实验人员到位后安装检测片后,方可安装锚具、夹片。若试件强度不足、管道不平直或锚口、喇叭口位置则不满足实验条件,必须重新制作试件。加载顺序共分4级,各级荷载分别为设计张拉控制应力的10%、30%、50%、70%,加载到最大值(设计张拉力的70%)后,张拉千斤顶回油,并卸载到设计张拉力的10%,并做好伸长量的各项记录。

  试验过程中若发现测试数据异常或其它意外情况,应立即停止加载,待情况查明后方可重新恢复加载。根据预应力钢束与管道壁的摩擦系数u和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数k确定预应力孔道摩阻损失。一般按下列公式进行计算:

  x—从张拉端至计算截面的管道长度,可近似取该管道在构件纵轴上的投影长度(m);

  ③锚具夹具安装前应逐个检查是否有裂纹或变形,锚下混凝土是否密实,并清除支承面上的杂物。

  ④张拉以应力为主,以伸长量校核进行双控,实际伸长量与计算伸长量之差不得大于±6%。纵向束张拉为两端同时进行。

  ⑤张拉程序:0→0.1σk→0.5σk→1.0σk→持荷5分钟→缓慢回油锚固→计算伸长量→回油卸载至0。

  1)预应力孔道压浆采用真空辅助压浆工艺。工艺流程为:孔道口安装阀门→将真空泵连接在非压浆口→压浆泵连接在压浆口→以串联的方式将负压容器、三向阀门和锚垫板压浆孔连接起来,其中锚垫板压浆孔和阀门之间用透明塑料管连接。

  2)压浆前关闭所有的排气阀门(连接真空泵的除外),启动真空泵抽线MPa。在真空泵运转的同时,启动压浆泵开始压浆,直至压浆端的透明塑料管中出现水泥浆,打开压浆三向阀门,当阀门口流出浓浆时关闭阀门,继续压浆并在0.7MPa压力下保压2min。

  3)水泥浆的性能要求:水灰比0.3~0.35;泌水率2%,泌水应在24小时内被浆体吸收;流动度14~18s;膨胀率<3%;初凝时间应≥4小时,终凝时间≤10小时;压浆时大气温度应在5℃~30℃。

  4)压浆人员应详细记录压浆过程,包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作。

  箱梁内部纵向预应力束,横向预应力束,两边跨端头纵向束张拉,压浆完毕后,即可加设钢筋网片,并用C60混凝土填封,填封混凝土前将接茬面先凿毛并用水冲洗干净。

  边跨直线现浇段采用支架法施工,墩身较高时可采用墩顶支架法施工。支架搭设完毕后应进行预压,预压荷载为最大承受荷载的1.1倍。边跨现浇段应在主墩边跨悬浇结束前施工完成。

  合龙段采用井字形吊架法施工,悬浇至合龙段后,合龙口一侧挂篮后退,另一侧挂篮前移,形成合龙吊架。合龙遵循“低温灌注,既拉又撑还抗剪”的原则。选择在一天之中气温较低、温度变化幅度小的时间内进行混凝土灌注,保证合龙段新灌注的混凝土处于气温变化不大的环境中、在受压的状态下达到终凝,从而避免混凝土受拉开裂。

  高速铁路由于采用无砟轨道,精度要求极高,对大跨连续刚构的成桥标高和跨中徐变挠度要求也就更高,因此悬浇施工线形和应力监控工作非常重要。监控主体为施工单位,可以采用与科研院校等单位合作的方式。

  立模标高的调整以既要保证主梁各节段绝对标高的精度,又要保证主梁线形的平顺为原则。当本梁段完成后的前端标高出现偏差时,如果偏差值在±10mm以内,则下一节段的前端标高就不需要作调整,仍取为施工设计标高;如果偏差值超过±10mm,应在其后的两个梁段内将其消除。处理方法是:将本梁段前端标高偏差值反号等分,平均分配到后面两个梁段的立模标高中。3)施工过程中中线#块中心位置设置一基点,左后每个节段位置控制的后视点,采用全站仪对每个节段模板位置进行调整,模板在准确定位后进行加固,然后通过全站仪在每个模板端头进行节段关键点放样,每个节段放6个控制点(见图5.7-3),通过控制点的位置准确定位主梁中心线的位置,在每个节段浇筑后,与前一节段中心线位置进行连侧,消除误差,确保主梁中心线位置的准确性。

  为保证结构安全和施工安全,按照设计要求监测墩柱和箱梁关键断面的应力变化,掌握结构的受力状态。箱梁的主要量测部位有:

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