桥梁悬臂灌筑施工技术081028.ppt

,桥梁悬臂灌筑及钢管拱安装施工技术,李小和 教授级高工,技术讲座,2008,年,10,月,28,北京,中铁六局集团有限公司,开篇语：,本系列是本人搜集很多图片归集而成，耗费大量时间精力的作品，谢谢大家的支持，欢迎转载，把知识传递给更多人。,此为方证市政培训系列,1,：,看图识市政,以后我会继续推出系列,2,：,跟方证背市政,系列,3,：,方证讲案例,，方证画书、考前冲刺等系列课程。让你充分拿分，轻松自信上阵，获取满意成绩！等系列课程。,敬请继续关注。,方证召开,14,年市政培训，方证,qq,：,568244473,更多资料：,全部图片：,一、悬臂施工法的概念及特点,二、悬臂灌筑工艺流程,三、悬臂灌筑施工技术要点,四、悬灌挂篮,五、钢管拱制作与安装,六、顶升混凝土技术,桥梁悬臂浇筑施工技术,悬臂施工法是上世纪,50,年代发展起来的一项建桥技术。,特点是：将梁部结构分为若干阶段，由墩顶向两侧逐段拼装或灌筑，最后合龙整孔桥跨结构。,悬臂施工法是从桥墩开始，对称地、不断悬出接长梁体的施工方法。,范立础,预应力混凝土连续梁桥,一、,悬臂施工法的概念及特点,悬臂施工法一般分为悬臂浇筑法和悬臂拼装法。,悬臂施工法是在桥墩两侧对称逐段就地（原位）浇筑混凝土，待混凝土强度达到一定强度后，张拉预应力筋，移动机具、模板继续施工，使悬臂不断接长，直至合龙（拢）。,悬臂拼装法则是将梁体按节段预制，从桥墩两侧依次对称安装节段块件，张拉预应力筋，使悬臂不断接长，直至合龙（拢）。,今天主要介绍悬臂浇筑法施工。,一、,悬臂施工法的概念及特点,悬臂灌筑法又称无支架平衡伸臂法或挂（吊）篮法。它是以已经完成的墩顶节段（,0,号块）为起点，通过挂篮的前移对称地向两侧跨中逐段灌筑混凝土，并施加预应力悬出循环作业方法。悬臂灌筑法每节段长一般为,2m,5m,（在斜拉桥施工中现已达到,8m,10m,）。,串糖葫芦,堆码积木,一、,悬臂施工法的概念及特点,一、,悬臂施工法的概念及特点,悬臂灌筑法图示,特点：,（,1,）施工期间可不影响桥梁通航；,（,2,）逐段施工不需要大型起吊设备，仅用几个挂篮即可完成梁部施工；,（,3,）每墩有两个工作面平行作业，几个墩可同时施工，有利于缩短工期；,（,4,）梁段施工都在挂篮上完成，能保证施工的连续性和施工质量；,（,5,）节段施工都是重复作业，所需人员少，能较快熟练掌握施工技术，提高工效。,一、,悬臂施工法的概念及特点,体系转换,变截面梁,临时固结,逐段张拉预应力,一、,悬臂施工法的概念及特点,广东虎门大桥辅航道,270,米,挂篮前移外模就位，并调整底模标高绑扎底、腹板钢筋，安装相应位置的预应力管道（或者抽拔管）拼装内模（或内模就位）和端模绑扎顶板钢筋，安装相应位置的预应力管道（或者抽拔管）浇注梁段混凝土养护，梁端面混凝土凿毛张拉预应力孔道压浆接长轨道，解除相关约束，做好挂篮前移准备进入下一个梁段循环。,二、悬臂灌筑工艺流程,文字框图,以京九线泰和大桥为工程背景形成的菱形挂篮施工工艺流程。,铜九吴家湾桥连续梁施工组织设计制订的挂篮施工工艺流程。,京津城际跨北京三环路连续梁施工工艺流程图。,二、悬臂灌筑工艺流程,动画,3.1,挂篮悬臂灌注,1,）挂篮行走：,多采用导链在前端拖拉的方式,也有采用液压千斤顶顶推方式,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,2,）挂篮模板就位,挂篮后锚：利用竖向预应力筋,挂篮后锚必须连接可靠，需要专人负责检查,早期挂篮采取过在桁架后端施加配重的方式,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,3,）钢筋绑扎，预应力管道安装,与前段钢筋的连接符合技术要求,预应力管道位置正确,预应力管道连接可靠,锚垫板与预应力管道垂直,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,4,）混凝土浇注,对称浇筑,不平衡重由设计提出,浇注时间与运送方式和时间相适应,混凝土的捣固,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,5,）养生及穿索、接长走形轨道,养生很重要,高性能混凝土对养护的要求提高了,高速铁路（客运专线）要求,5,天龄期,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,6,）张拉预应力,预应力是生命线,按设计要求的位置和顺序张拉,防止管道堵塞,穿索方式,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,7,）孔道压浆,注意预留排气孔,按设计要求及时压浆,采用真空压浆新技术提高压浆质量,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,8,）挂篮主构架卸载（或者脱底模），准备前行进入下一循环,三、施工技术要点,3.1,挂篮悬臂灌注,9,）悬灌循环时间,解除后锚、松前吊带，挂篮前移就位，底模、侧模同时前移。约,6h,后锚底模，修整、校正侧模，调整底模标高，侧模就位。约,12h,绑扎底板、腹板钢筋，安装预埋件、波纹管道和竖向预应力筋。约,20h,前移内模，修整就位。约,10h,绑扎顶板钢筋，安装顶板波纹管及预埋件。约,18h,灌筑混凝土。约,10h,混凝土养生，穿钢绞线，拆内外模板。约,72h,张拉纵向预应力筋。约,10h,纵向预应力管道压浆。约,8h,合计：,166h,（,7,天）,正常情况下，一个循环,7,10,天。,三、施工技术要点,3.2,挂篮安装,连接牢固，不得随意焊接、切割,吊装作业安全,在挂篮设计和加工阶段就要考虑：,挂篮的安装和拆除,挂篮形式,起重设备的能力,运输条件和方式,能否租用,三、施工技术要点,3.3 0,号段施工,1,）,0,号段施工托架,三、施工技术要点,3.3 0,号段施工,2,）临时支座,一般用混凝土结构,拆除相对设置比较复杂,预埋电阻丝融化硫磺砂浆混凝土,硬凿,水钻,钢支座,三、施工技术要点,3.3 0,号段施工,3,）,0,号段模板,可借用挂篮模板,永久支座处理,4,）,0,号段钢筋绑扎和预应力管道安装,数量比较大,施工人员还不熟悉宜出错,预应力管道密集,三、施工技术要点,3.3 0,号段施工,5,）混凝土浇注,钢筋、管道密集,永久结构构造复杂,施工人员还太熟悉,易出现质量事故,0,号段施工时间一般,40,60,天,三、施工技术要点,3.4,合龙段施工,是悬臂施工的关键工序，关系到成桥线型,为缩短合龙时间，合龙梁段较短，一般,2m,为宜,合龙依据设计计算确定，没有固定顺序,临时锁定,合龙段温度控制,三、施工技术要点,3.5,体系转换,与合龙段施工密切相关,从临时锁定开始，由静定结构变为超静定结构,连续刚构在合龙段施工同时完成体系转换,连续梁主要在临时支座拆除时完成体系转换,多跨梁多次体系转换,三、施工技术要点,3.6,挂篮拆除,不是重要工序,注意安全和构件的保护,在有些情况下存在困难,3.7,挂篮试压（预压）,目的：检查挂篮加工及安装质量，消除非弹性变形；,测定弹性变形及非弹性变形，为各段箱梁立模的抬高量提供依据。,方法：原位堆载预压和模拟等效预压。,分级加载,三、施工技术要点,3.8,施工控制,悬浇梁的施工控制包括线型控制和应力监控,施工控制是悬浇梁施工技术的重要组成部分，并始终贯穿于桥梁施工中,常用跨度的悬浇梁一般情况下不进行应力监控,线型控制是必须要做的,线型控制是悬灌桥施工的重要工作之一,悬浇梁在现场简单到只是调整底模的立模标高,而这个标高的确定非常复杂；,必须由专业人员进行结合现场施工实际计算确定，并在过程中逐步调整,三、施工技术要点,4.1,挂篮形式,挂篮是悬臂灌筑混凝土施工的主要施工设备，它是一个能沿轨道走行的活动脚手架。,挂篮的结构形式很多，变化发展也很快。,按结构形式分挂篮有：型钢式、桁架式、斜拉式等,按抗倾覆平衡方式的不同挂篮有：压重式、锚固式和半压重半锚固式等,按其走行方式的不同则又可分为滚动式、滑动式和组合式等。不同的桥跨、桥型可选用不同形式的挂篮。,四、悬灌挂篮,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,万能杆件桁架式挂篮,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,三角形挂篮,较早出现的挂篮，至今仍然大量使用。,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,弓弦式挂篮,受力经典,市场不佳,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,斜拉式挂篮,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,菱形挂篮,经典挂篮形式,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,牵索式挂篮,用于斜拉桥,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,万能杆件桁架式挂篮分解形象,4.1,挂篮形式,四、悬灌挂篮,菱形挂篮改进型,4.2,挂篮可利用系数,挂篮的可利用系数，也称为重量系数（挂篮自重承重量）,是衡量挂篮技术的主要指标之一,早期桁架式挂篮的重量系数往往达到甚至超过,1.0,斜拉式挂篮的重量系数为,0.3,0.5,左右,弓弦挂篮是一种结构合理的轻型挂篮，其重量系数在,0.4,以下,菱形挂篮也是一种结构合理的挂篮，其重量系数也在,0.4,以下,牵索式挂篮可利用系数约为,0.3,左右,四、悬灌挂篮,4.3,挂篮构造,应,重视挂篮的选型、设计和加工,必须制订施工操作规程或作业指导书,四、悬灌挂篮,5.1,技术难点,五、,钢管拱制作与安装,5.1,技术难点,1,）钢管拱圆管在各部位的弧率不同，多处存在相贯线，下料精度要求高；焊缝要求严格，,、,级焊缝均要求,100%,探伤检测；各部位加工精度要求高，特别是吊杆上锚箱焊接位置如果不正确，将造成吊杆无法安装。,2,）钢管拱安装虽然有支架法、斜拉扣挂法、转体法、整体提升法等方法，但针对本工程特点，选择合适的安装方案，采用有效的临时固定和调整拱肋技术措施，达到既安全经济、又快速的目的，是钢管拱施工面临的技术难题。,五、,钢管拱制作与安装,5.2,采取的技术措施,1,）采用数控切割机床下料，纵向焊缝采用埋弧自动焊等先进设备，横向焊接采用坡口焊缝，所有焊缝通过超声波探伤检测，并抽检,20%,进行,X,射线探伤。,五、,钢管拱制作与安装,5.2,采取的技术措施,2,）加工前，对已施工完的梁部拱脚、下锚箱位置进行精确测量，将误差输入到钢管拱第一节拱肋及吊杆上锚箱加工设计图上，先从理论上消除偏差。焊接完成后，除按常规进行横向预拼外，还在工厂内完全模拟现场搭设支架进行竖向预拼装，将问题解决在吊装前，确保一次吊装成功。,五、,钢管拱制作与安装,5.2,采取的技术措施,3,）结合拱肋高度在桥面上方不超过,21.3 m,的情况，经过受力计算并经设计院同意，采取支架原位拼装方案，在桥上搭设支架安装钢拱节，汽车起重机上桥面进行吊装。支架采取万能杆件搭设，两台,50 t,汽车起重机吊上桥抬吊拱肋。,五、,钢管拱制作与安装,5.2,采取的技术措施,4,）拱节外侧采用喷砂除锈，基体表面清洁程度应达到,Sa2.5,级，喷涂底漆、中间漆、面漆后，每层漆的厚度均采用测厚仪检测。,5,）编制了钢管拱安装专项方案，突出安全预防措施和应急方案，并报北京市安监局进行审查。施工过程中将万能杆件桥下拼装成节、桥上连接的方法，大大减少了高空作业量及杆件螺栓坠落的几率，保证了施工安全。,6,）采取内法兰高强螺栓锁定方案，实现了钢管拱的快速合龙。通过连续,3,天的温度及合龙口长度观测和对比分析，选择了合适的合龙时间，使结构合龙后的应力状态良好。,五、,钢管拱制作与安装,5.2,采取的技术措施,7,）钢管拱节段间临时连接采用外法兰固定，千斤顶调整高低，倒链调整横向位置，钢锲块支顶固定，做到了简单方便。横撑采用先将与拱肋连接的有相贯线的部分焊接固定，然后设置内法兰焊接合龙口的方式，解决了空间吊装及焊接相贯线位置的困难，加快了钢管拱安装进度。,五、,钢管拱制作与安装,6.1,技术难点,自地面到拱顶混凝土顶升高度达到了,36 m,，从梁部到拱顶也有,21 m,。根据以往的桥梁施工实践，顶升混凝土比较容易出现质量事故。如何保证顶升混凝土快速、不间断、饱满，保证排气口中排出的浆体不撒落到桥面及四环主路上，是顶升混凝土施工的难点。,6.2,采取的技术措施,1,）通过多次试配，配制了流动性和耐久性均满足设计要求的微膨胀高性能混凝土。,六、,顶升混凝土技术,6.2,技术难点,2,）采用汽车泵与地泵接力的方式，将地泵放在桥上拱脚处，由汽车泵将混凝土先泵到地泵喂料口，减少了地泵堵管几率。,六、,顶升混凝土技术,6.2,技术难点,3,）为保证四环主路上不溅落灰浆，在出气口附近增设排浆管，并在支架上安装漏斗及排浆管，将浆液收集到桥面污水箱内，起到了良好的环保效果。,六、,顶升混凝土技术,4,）自行设计加工了灌浆口、止浆阀，加工简单，效果良好，且能重复利用。,愿中铁六局又好又快发展！,