余姚姚东大桥技术交流讲演告前支点挂篮悬浇施工技术交流.pptx

浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥 本本项项目目工工程程位位于于浙浙江江市市余余姚姚市市，起起于于古古路路头头至至郭郭姆姆段段公公路路终终点点（起起点点桩桩号号为为K9K9533.4533.4），终终于于本本路路线线与与寺寺慈慈线线交交叉叉处处（终终点点桩桩号号为为K12K12200200），路路线线全全长长2.667Km2.667Km。包包括括特特大大桥桥一一座座、小小桥桥一一座座、中中桥桥一一座座，姚姚东东大大桥桥主主桥桥桥桥梁梁工工程程位位于于桩桩号号K11K11620620处处，是是双双塔塔双双索索面面斜斜拉拉桥桥，跨跨径径组组合合为为68m68m140m140m68m68m，桥桥长长276m276m，主主跨跨跨跨越越余余姚姚江江通通航航深深水水区区域域，边边跨跨跨跨越越两两岸岸大大堤堤，通航净空通航净空7m7m。1、工、工 程程 概概 况况浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥图图1、主桥桥型布置图（单位：米）、主桥桥型布置图（单位：米）浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥图图2、主桥桥型截面布置图（单位：米）、主桥桥型截面布置图（单位：米）浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥二、主桥结构介绍二、主桥结构介绍（1）孔位布局）孔位布局 姚东大桥采用双塔三跨式布置，这是斜拉桥中最常见的孔跨布置方式，在这姚东大桥采用双塔三跨式布置，这是斜拉桥中最常见的孔跨布置方式，在这种桥型中，边主跨的比例非常重要，通常边主跨比一般小于种桥型中，边主跨的比例非常重要，通常边主跨比一般小于0.5，这不仅是要从，这不仅是要从视觉上清楚地表现主跨，更重要的是受力上的要求，因为边主跨之比与斜拉桥的视觉上清楚地表现主跨，更重要的是受力上的要求，因为边主跨之比与斜拉桥的整体刚度、背索的应力变幅有着很大的关系。边跨较小时，边跨主梁的刚度较大，整体刚度、背索的应力变幅有着很大的关系。边跨较小时，边跨主梁的刚度较大，拉索较短，刚度也就相对较大，那么边跨对索塔的锚固作用就大，主桥的刚度也拉索较短，刚度也就相对较大，那么边跨对索塔的锚固作用就大，主桥的刚度也就相应增大，在一般城市桥梁中合理的边主跨之比在就相应增大，在一般城市桥梁中合理的边主跨之比在0.40.45，姚东大桥主桥的，姚东大桥主桥的边主跨比为边主跨比为0.48，略大于我们所说的合理边主跨。略大于我们所说的合理边主跨。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（2）结构体系结构体系 姚东大桥采用的是塔梁固结体系，其特点是将塔梁固结并支承在墩上，斜拉姚东大桥采用的是塔梁固结体系，其特点是将塔梁固结并支承在墩上，斜拉索变为弹性支承。主梁的内力和挠度直接同主梁的弯曲刚度比值有关。这种结构索变为弹性支承。主梁的内力和挠度直接同主梁的弯曲刚度比值有关。这种结构的优点在于显著减小主梁中央段的轴向拉力，索塔和主梁的温度内力极小，缺点的优点在于显著减小主梁中央段的轴向拉力，索塔和主梁的温度内力极小，缺点是容易使主梁在墩顶处转角位移过大，引起塔顶产生较大的水平位置，从而显著是容易使主梁在墩顶处转角位移过大，引起塔顶产生较大的水平位置，从而显著的增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩，所以此类桥梁结构的跨径相对较小，主塔高的增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩，所以此类桥梁结构的跨径相对较小，主塔高度不大，姚东大桥在设计上选择索塔为矮塔。度不大，姚东大桥在设计上选择索塔为矮塔。（3）索塔布置）索塔布置 大桥索塔为采用四柱式，柱直径为大桥索塔为采用四柱式，柱直径为2.2m，桥面以上塔高，桥面以上塔高35m，上下游索塔间，上下游索塔间不设横梁，这满足了斜拉桥的受力要求，同时兼顾当地历史文化、环境。不设横梁，这满足了斜拉桥的受力要求，同时兼顾当地历史文化、环境。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（4）索面体系）索面体系 大桥拉索设计为竖琴式双索面密索体系，每个索塔有大桥拉索设计为竖琴式双索面密索体系，每个索塔有10对空间索，基本索距对空间索，基本索距6m，这样以来，作用于桥梁上的扭转可由斜拉索的轴力来抵抗，对梁体抵抗风，这样以来，作用于桥梁上的扭转可由斜拉索的轴力来抵抗，对梁体抵抗风力扭振也特别有利，同时密索体系索距小，主梁弯矩小，易于换索。力扭振也特别有利，同时密索体系索距小，主梁弯矩小，易于换索。（5 5）主梁构造）主梁构造 主梁采用边主梁结构，梁顶断面全宽主梁采用边主梁结构，梁顶断面全宽30m30m，节段基本长度，节段基本长度6m6m，边肋基本宽度，边肋基本宽度1.8m1.8m，梁高，梁高2.1m2.1m，从外形上看像一个，从外形上看像一个型结构，在边跨设有型结构，在边跨设有6m6m长的实体段。长的实体段。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥三、主要施工方法介绍三、主要施工方法介绍（上部结构）（上部结构）根据主梁构造特点，我们制定施工方案，根据主梁构造特点，我们制定施工方案，0#块采用支架现浇施工，标准段采块采用支架现浇施工，标准段采用前支点挂篮施工，边跨现浇段采用支架施工，合拢段现浇采用吊架施工，斜拉用前支点挂篮施工，边跨现浇段采用支架施工，合拢段现浇采用吊架施工，斜拉索安装采用塔吊配合卷扬机系统施工，这里重点介绍一下前支点挂篮施工；索安装采用塔吊配合卷扬机系统施工，这里重点介绍一下前支点挂篮施工；（1）前支点挂篮的原理是利用斜拉索作为挂篮前支点牵引索，将后支点挂篮）前支点挂篮的原理是利用斜拉索作为挂篮前支点牵引索，将后支点挂篮的悬臂状态改变为前支点挂篮的简支状态，从而减小挂篮的挠度和弯矩，提高挂的悬臂状态改变为前支点挂篮的简支状态，从而减小挂篮的挠度和弯矩，提高挂篮的承载能力，适应较长节段砼悬浇施工。单个前支点挂篮系统重篮的承载能力，适应较长节段砼悬浇施工。单个前支点挂篮系统重120t，模板系，模板系统和其它施工荷载约统和其它施工荷载约30t，单节砼自重，单节砼自重280t，挂篮部分荷载与砼自重比为，挂篮部分荷载与砼自重比为0.53.（偏大）（偏大）;根据挂篮各部位的功能是不一样的，总体上挂篮可以分为；根据挂篮各部位的功能是不一样的，总体上挂篮可以分为；承载平台、承载平台、牵索系统、行走系统、定位系统、模板系统等组成牵索系统、行走系统、定位系统、模板系统等组成。下面分别介绍各组成部分：。下面分别介绍各组成部分：浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥1、承载平台承载平台 承载平台是挂篮的主体结构，由支承悬浇荷载及模板体系的平面刚架和挂承载平台是挂篮的主体结构，由支承悬浇荷载及模板体系的平面刚架和挂腿组成。平面刚架由三横梁、二纵梁以及横梁间联系桁架组成。两侧主纵梁腿组成。平面刚架由三横梁、二纵梁以及横梁间联系桁架组成。两侧主纵梁前端开槽，在主纵梁上设置以斜拉索锚固点为中心的圆弧形承力面。满足斜前端开槽，在主纵梁上设置以斜拉索锚固点为中心的圆弧形承力面。满足斜拉索不同的角度对主纵梁锚固的影响。拉索不同的角度对主纵梁锚固的影响。2、牵索系统牵索系统 牵索系统的功能是在挂篮悬浇施工时将斜拉索与挂篮连接起来形成前支点；牵索系统的功能是在挂篮悬浇施工时将斜拉索与挂篮连接起来形成前支点；在悬浇完成后，将斜拉索与挂篮分离，实现索力的转换。牵索系统由张拉机在悬浇完成后，将斜拉索与挂篮分离，实现索力的转换。牵索系统由张拉机构及张拉杆连接器组成。张拉机构中的张拉千斤顶通过撑脚固定在垫块总成构及张拉杆连接器组成。张拉机构中的张拉千斤顶通过撑脚固定在垫块总成上。垫块总成可沿主纵梁头部曲梁内导轨上下滑动并锁定，因而实现前支点上。垫块总成可沿主纵梁头部曲梁内导轨上下滑动并锁定，因而实现前支点空间位置的可调整。空间位置的可调整。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥3、行走系统行走系统 行走系统实现挂篮空载迁移功能，由顶推机构、行走滑鞋及行走反滚轮行走系统实现挂篮空载迁移功能，由顶推机构、行走滑鞋及行走反滚轮组成。行走滑鞋支承挂篮。顶推机构由两台穿心千斤顶构成，组成。行走滑鞋支承挂篮。顶推机构由两台穿心千斤顶构成，穿心千斤顶尾穿心千斤顶尾端作用在行走滑鞋上，把行走滑鞋作为反力座，推动挂篮前移，端作用在行走滑鞋上，把行走滑鞋作为反力座，推动挂篮前移，行走滑靴在行走滑靴在主梁顶面辅设的滑轨上滑动。主梁顶面辅设的滑轨上滑动。行走反滚轮设置在挂篮的后部，由两个承重行走反滚轮设置在挂篮的后部，由两个承重25t的平滚组成，挂篮行走时的平滚组成，挂篮行走时作为后支点，配合顶推机构施工，同时平衡挂篮行走时的前倾力。挂篮行走作为后支点，配合顶推机构施工，同时平衡挂篮行走时的前倾力。挂篮行走时由挂腿承受空挂篮及所有模板系统荷载。时由挂腿承受空挂篮及所有模板系统荷载。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥4、定位系统定位系统 定位系统实现挂篮浇筑前的定位，由前支点、挂腿、后锚杆、后支点千定位系统实现挂篮浇筑前的定位，由前支点、挂腿、后锚杆、后支点千斤顶及止推机构组成。挂篮行走到位后由挂腿处的千斤顶顶升就位，后支点斤顶及止推机构组成。挂篮行走到位后由挂腿处的千斤顶顶升就位，后支点千斤顶放置在主纵梁尾部，调整挂篮前端的竖向标高，此时张拉斜拉索，止千斤顶放置在主纵梁尾部，调整挂篮前端的竖向标高，此时张拉斜拉索，止推机构承受斜拉索张拉力中的水平分力，阻止挂篮后退。推机构承受斜拉索张拉力中的水平分力，阻止挂篮后退。当挂篮行走中前端产生横桥向偏移时，可在挂篮后横梁与桥主梁主肋间设当挂篮行走中前端产生横桥向偏移时，可在挂篮后横梁与桥主梁主肋间设反向顶推予以调整；当挂篮挂腿中心线处产生横桥向位移时，在挂篮挂腿与反向顶推予以调整；当挂篮挂腿中心线处产生横桥向位移时，在挂篮挂腿与桥主肋间加反向顶推。桥主肋间加反向顶推。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥5、模板系统模板系统 模板系统作为一个独立系统，主梁和横梁砼底模分别以挂篮主梁和前横梁模板系统作为一个独立系统，主梁和横梁砼底模分别以挂篮主梁和前横梁直接作为支撑，在其上铺直接作为支撑，在其上铺6mm钢板作为底模板；为减轻挂篮重量，节段砼内钢板作为底模板；为减轻挂篮重量，节段砼内侧模及顶板底模均采用竹胶板作为模板，顶板处，模板用钢管架作为支撑，侧模及顶板底模均采用竹胶板作为模板，顶板处，模板用钢管架作为支撑，以以I16为基础，铺于为基础，铺于K撑上，顶板底模在挂篮行走时拆除，挂篮就位时重新安撑上，顶板底模在挂篮行走时拆除，挂篮就位时重新安装。装。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（2）施工工序）施工工序 主梁总体施工流程为：安装挂篮主梁总体施工流程为：安装挂篮调整挂篮调整挂篮搭设内模钢管架搭设内模钢管架安装底模安装底模预压预压卸卸载载钢筋绑扎索导管及波纹管定位钢筋绑扎索导管及波纹管定位安装侧向模板安装侧向模板砼施工砼施工砼养护砼养护预应力施工预应力施工斜拉斜拉索施工索施工体系转换体系转换前移挂篮前移挂篮挂篮施工中，均处于两种状态：行走状态和浇注状态。挂篮施工中，均处于两种状态：行走状态和浇注状态。行走状态行走状态1）脱模落架；）脱模落架；2）放松张拉千斤顶并拆除张拉千斤顶与斜拉索的连接；）放松张拉千斤顶并拆除张拉千斤顶与斜拉索的连接；3）拆除止推机构，接长钢板滑道，安装行走限位；）拆除止推机构，接长钢板滑道，安装行走限位；4）拆除后锚杆组，拆除前挂腿竖向和侧向限位，放松后锚点千斤顶，）拆除后锚杆组，拆除前挂腿竖向和侧向限位，放松后锚点千斤顶，5）调节前挂腿千斤顶，挂篮下降，挂腿落至钢板滑道上；）调节前挂腿千斤顶，挂篮下降，挂腿落至钢板滑道上；6）行走反滚轮与桥面纵梁砼接触；）行走反滚轮与桥面纵梁砼接触；7）安装牵引机构，将挂篮前移并定位。）安装牵引机构，将挂篮前移并定位。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥浇筑状态浇筑状态1）利用行走千斤顶调整挂篮纵向位置；）利用行走千斤顶调整挂篮纵向位置；2）利用挂篮侧向千斤顶调整挂篮横向位置；）利用挂篮侧向千斤顶调整挂篮横向位置；3）止推机构安装）止推机构安装4）顶升前挂腿，调平挂篮；）顶升前挂腿，调平挂篮；5）顶升后锚点位置千斤顶，调整挂篮竖向位置；）顶升后锚点位置千斤顶，调整挂篮竖向位置；6）安装后锚梁、后锚杆，预紧锚杆并旋合螺母；）安装后锚梁、后锚杆，预紧锚杆并旋合螺母；7）调整挂篮，使挂篮精确定位，并满足预变形要求；挂索与连接牵索机构，形）调整挂篮，使挂篮精确定位，并满足预变形要求；挂索与连接牵索机构，形成挂篮前支点，并第一次张拉斜拉索，成挂篮前支点，并第一次张拉斜拉索，8）绑扎钢筋，浇筑砼；浇筑）绑扎钢筋，浇筑砼；浇筑50节段砼，第二次张拉斜拉索，完成砼浇筑，待节段砼，第二次张拉斜拉索，完成砼浇筑，待强度达到设计要求后进行体内预应力张拉，最后进行第三次张拉并体系转换。强度达到设计要求后进行体内预应力张拉，最后进行第三次张拉并体系转换。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（3）挂篮施工）挂篮施工浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥挂篮花架安装挂篮花架安装浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥挂篮安装现场挂篮安装现场浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥挂篮主梁与花架通过节点板连接，形成挂篮承载平台挂篮主梁与花架通过节点板连接，形成挂篮承载平台浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥挂腿安装，用挂腿安装，用36颗颗8.8级高强螺栓连接上下挂腿，并顶紧挂腿。级高强螺栓连接上下挂腿，并顶紧挂腿。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥顶升后锚点千斤顶，调整挂篮标高顶升后锚点千斤顶，调整挂篮标高浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥安装后锚杆安装后锚杆浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥挂索挂索浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥斜拉索锚固于牵索系统斜拉索锚固于牵索系统浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥斜拉索初张后的止推装置斜拉索初张后的止推装置浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥本桥构造及力学性能复杂，确保施工仿真分析的准确性和施工质量是工程的关键。采用本桥构造及力学性能复杂，确保施工仿真分析的准确性和施工质量是工程的关键。采用midas/civil2006和桥梁博士和桥梁博士3.0对该桥进行施工过程的前进与倒退仿真分析，通过分析计对该桥进行施工过程的前进与倒退仿真分析，通过分析计算可以得出各施工阶段的内力、应力与位移。确定施工控制参数，并随施工进度不断进行算可以得出各施工阶段的内力、应力与位移。确定施工控制参数，并随施工进度不断进行调整。施工监控由同济大学负责监控；作为施工方我们主要提供挂篮的变形情况，为了准调整。施工监控由同济大学负责监控；作为施工方我们主要提供挂篮的变形情况，为了准确的反映挂篮的变形情况，我们按照砼浇筑顺序进行预压。确的反映挂篮的变形情况，我们按照砼浇筑顺序进行预压。挂篮预压挂篮预压浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥立模施工立模施工浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥绑扎钢筋、安装预埋件等绑扎钢筋、安装预埋件等浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥砼浇筑砼浇筑浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥等强度，张拉体内预应力进行第三次斜拉索张拉，体系转换。等强度，张拉体内预应力进行第三次斜拉索张拉，体系转换。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥调节挂腿千斤顶，下放挂篮。调节挂腿千斤顶，下放挂篮。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥挂篮前移挂篮前移浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥调整挂篮横向偏位调整挂篮横向偏位浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥顶升挂篮顶升挂篮在砼主梁标准段施工时，重复以上施工步骤在砼主梁标准段施工时，重复以上施工步骤浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（1）挂篮预压）挂篮预压挂篮预压的目的是检查挂篮的安全挂篮预压的目的是检查挂篮的安全性能，消除挂篮的非弹性变形，根性能，消除挂篮的非弹性变形，根据预压模拟挂篮在悬浇各施工工况据预压模拟挂篮在悬浇各施工工况下的变形参数，修正挂篮抗弯刚度；下的变形参数，修正挂篮抗弯刚度；在预压过程中我们按实际挂篮使用在预压过程中我们按实际挂篮使用工况进行模拟，发现挂篮的横向扭工况进行模拟，发现挂篮的横向扭转过大，通过在挂篮挂腿处加精扎转过大，通过在挂篮挂腿处加精扎螺纹钢来约束后，使挂篮变形大幅螺纹钢来约束后，使挂篮变形大幅度减小。度减小。四、施工心得四、施工心得浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（2）止推装置）止推装置 施工过程中，止推装置担负着抵抗斜拉索水平分力的作用，我们是采用钢棒施工过程中，止推装置担负着抵抗斜拉索水平分力的作用，我们是采用钢棒穿过砼主纵梁来作为止推装置的主要受力构件，因为在作止推钢棒预留孔时一定穿过砼主纵梁来作为止推装置的主要受力构件，因为在作止推钢棒预留孔时一定要很长精确。要很长精确。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（3）索导管定位和挂篮临时）索导管定位和挂篮临时锚垫板定位锚垫板定位索导管定位和挂篮临时锚垫索导管定位和挂篮临时锚垫板定位一定要根据斜拉索的板定位一定要根据斜拉索的角度来调整精确其角度，否角度来调整精确其角度，否则在体系转换时就不能使斜则在体系转换时就不能使斜拉索索紧螺母与锚垫板紧密拉索索紧螺母与锚垫板紧密贴实，轻则造成斜拉索预应贴实，轻则造成斜拉索预应力损失过大，重则将发生重力损失过大，重则将发生重大工程事故。大工程事故。浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥（1）挂篮升降）挂篮升降五、有待改进的几个方面五、有待改进的几个方面浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥挂篮花架的升降挂篮花架的升降浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥前支点锚固系统前支点锚固系统浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥同类型桥梁前支点的锚固同类型桥梁前支点的锚固浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥止推装置的改进止推装置的改进浙江省余姚市姚东大桥浙江省余姚市姚东大桥总之在挂篮施工过程中，只有勤加总之在挂篮施工过程中，只有勤加检查，善于总结经验，才能使施工正常检查，善于总结经验，才能使施工正常顺利的进行一下。谢谢大家！顺利的进行一下。谢谢大家！