铁路客运专线连续梁悬灌施工作业指导书.docx

连续梁悬灌施工作业指导书

1、目的
明确连续梁悬灌施工工艺、操作要点和质量标准，规范和指导悬灌施工作业。
2、编制依据
《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》
《施工图设计文件》
3、适用范围和特点
悬臂浇筑法适用于高墩、大跨径的连续梁、连续刚构，孔下不受通航、通行的限制，其特点是无须建立落地支架，无须大型起重及运输机具，主要施工设备是挂篮。
挂篮是悬浇施工的主要设备，可在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁体上移动，每段绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、纵向预应力张拉都在挂篮内进行，完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段。
挂篮吊架在浇筑梁段中所产生变形的调整，能通过调整前吊杆高度办法，或预压配重调整的办法来调整。
挂蓝承重系统有三角形构架、菱形构架、自锚式构架等，下文以三角形构架为例。
4、 施工工艺流程
4.1、墩顶梁段施工工艺流程
详见图4.1—1。
4.2、悬臂浇筑施工工艺流程
详见图4.2—1。
4.3、合拢段施工工艺流程
详见图4.3—1。
图4.1—1 墩顶连续梁段施工工艺流程图
中线及高程测量

预应力管道安装

测量控制

安装支座、铺设底模、立外侧模

绑扎底板、腹板钢筋

托梁和膺架拼装

设置临时支座

墩顶预埋件检查

托梁和膺架设计

钢筋制作

检查验收

砼浇筑

砼拌合

绑扎顶板钢筋

立内模及端模

预应力束制作

养 生

等强拆模

张 拉

压 浆

穿 束

张拉机具校验

取试块

凿毛清洗

图4.2—1 悬臂浇筑施工工艺流程图
养生、等强

穿预应力束

预应力束制作

张拉机具检验

张 拉

压 浆

挂篮滑移

挂篮施工完毕

等 强

绑扎底板钢筋和安装预应力管道

标高控制

绑扎顶板钢筋及预应力管道

挂篮预留孔

灌注梁段砼并制作试验块

线型控制

绑扎腹板钢筋和预应力管道

立内模、端模

检查

挂篮安装

砼配制

测量控制

墩顶梁段施工完毕

挂篮试验

挂篮制作验收

挂篮设计、复核

循环
N
次

图4.3—1 合拢段施工工艺流程图

取试块

检查验收

浇 筑 砼

砼拌合运输

选择温度

拼装吊架

标高控制

校正就位

抄 平

立 模 板

边线控制

刚性支撑锁定

检查验收

边线控制

压 载

预应力束制作

养生、等强、拆模

张拉、压浆

等强、拆模

穿 束

张拉机具校验

中线测量

标高控制

压载逐级卸载

底腹板绑扎钢筋，预埋预应力管道，立模

5、 施工方法及工艺要求
5.1挂篮设计
5.1.1、挂篮组成
挂篮由承重系统、底模系统、侧模系统、走行系统和锚固系统五大部分组成（见表5.1.1-1）。

表5.1.1-1 挂篮组成
项 目
内 容
承重系统
三角形结合梁、前上横梁、后上横梁
底模系统
纵梁、前下横梁、后下横梁、模板系统
侧模系统
内外侧模支架、模板、吊梁、滑梁
走行系统
三角结合梁走行系统、侧模走行系统、内模走行系统
锚固系统
压紧器、锚固筋等
5.1.2、挂篮设计主要参数
（1）梁段最大重量；
（2）梁段最大长度；
（3）梁高变化范围；
（4）最大梁宽包括顶板、底板宽；
（5）曲线段翼缘板坡度变化；
（6）梁段顶板单侧加宽量；
（7）梁段底板单侧加宽量；
（8）走行：无平衡重走行；行走时其抗倾覆稳定系数不小于2。
（9）挂篮重量。挂篮总重量的变化不得超过设计重量的10％。
（10）浇筑悬臂梁段时，可将后端临时锚固在已浇筑的梁段上，支撑平台后端横梁，可锚固于已浇筑梁段底板上。
5.1.3、强度、刚度、稳定性要求
挂篮强度、刚度、稳定性必须满足设计规范的要求。
5.2施工方法
5.2.1、墩顶梁段（0号块）施工方法
（1）支架施工
墩顶梁段施工采用托架或膺架施工，下部结构施工完毕后，搭设托架或膺架，托架和膺架可采用万能杆件、军用梁、贝雷梁或其它满足要求的杆件拼装，拼装完毕后进行预压，对预应力混凝土连续梁，设置墩顶梁段与桥墩临时固结装置（临时支座）。施工方案图见图5.2.1.1—1。
支架施工满足以下要求：
支架有足够的强度、刚度和稳定性的要求；
有简便可行的脱模措施；
预压重量大于浇筑混凝土的重量；
支架地基承载力必须满足要求，基础可采用明挖扩大基础、钢管桩基础或钻孔桩基础。
根据混凝土及支架产生的弹性和非弹性变形，设置预留量。
支架底有完好的排水系统。
（2）模板
墩顶梁段外侧模采用大块新制钢模，箱内腹板及横隔板采用组拼钢模，梗胁、腹板端模及人洞采用木模上钉镀锌铁皮。
（3）钢筋制安、预应力管道安装、混凝土浇筑
材料要求、钢筋加工绑扎、模板支立、预应力管道安装及混凝土施工、养护参考《福厦客运专线箱梁预制作业指导书》相关内容
5.2.2、悬臂段浇筑施工方法
（1）挂篮的拼装
墩顶梁段施工完成后，安装挂篮。拼装步骤如下：
在1#段上铺滑道、滑块。
安装后上横梁、三角结合梁（包括∶主梁、立柱、斜拉带及三角架平联和斜拉上横梁平联），锚固后锚系统。
安装前上横梁和斜撑杆及平联，然后在地面上拼装底模系统，在后上横梁、
前上横梁上挂滑车组，利用卷扬机将底模系统提升到位后，安装后吊杆及前吊杆。
内、外模滑梁系统安装。
挂篮施工方案图见图5.2.2.1—1。
（2）挂篮试验
试验目的：
实测挂篮的弹性变形和非弹性变形值，验证实际参数和承载能力，确保挂篮的使用安全；通过模拟压重检验结构，消除拼装非弹性变形；根据测得的数据推算挂篮在各悬灌段的竖向位移，为悬灌段施工高程控制提供可靠依据。
加载方法：
预加载试压，为了是检查支架的承载能力，减小和消除挂篮的非弹性变形，从而确保混凝土梁的浇筑质量。加载材料使用砂袋，试压的最大加载为设计荷载的1.05－1.2倍。加载时按设计要求分级进行，每级持荷时间不少于10min。
加载顺序为从支座向跨中依次进行。满载后持荷时间不小于24h，分别量测各级荷载下挂篮的变形值。然后再逐级卸载，并测量变形。。
加载顺序： 底板——腹板——顶板——翼缘板。
变形测量：
基准标高设在墩顶梁段。分别在底板、翼缘板上布设测点。三角挂篮每根竖杆上设变形计,测其伸长量。
试验结果：
检测完成后，对数据进行分析。经线性回归分析得出加载、变形之间的关系。由此可推出挂篮载各个块段的竖向位移，为施工控制提供可靠依据。
（3）悬臂施工
挂篮经过试验，并征得监理工程师的同意后进行悬臂梁的施工。悬臂梁施工按以下顺序进行：
外侧模及底模就位后，绑扎底板钢筋及钢筋定位架。
绑扎腹板钢筋及安装预应力束管道。
立内模，并用拉条与外侧模连接。设内模支撑及顶板支架。
绑扎顶板钢筋及预应力束管道和立端模。
与上述步骤同步，安装各种预留孔的预埋件（其上下口平面位置误差不超过3mm，竖向筋设定位板预埋）。
经检查合格后，方可灌注梁段混凝土，悬臂段浇筑混凝土时对称、平衡施工，设计不平衡偏差不得大于设计允许数值，
混凝土配合比，浇筑顺序及振捣，必须严格按施工工艺操作，梁段浇筑自悬臂端向后分层浇筑振捣。使用插入式振捣器时，不得碰损制孔管道及钢筋骨架。
（4）预应力施工
参见《福厦客运专线箱梁预制作业指导书》相关内容
（5）挂篮的移动
梁段预应力张拉、压浆完毕，即可移动挂篮，准备灌注下一段梁，挂篮的移动遵照以下步骤进行：
① 先将主梁后锚杆稍松开，用倒链将主梁拉住固定，用倒链或慢速卷扬机牵引滑道移到位，主梁的前移带动侧模系统，底模系统及内滑梁整体移位，随着主梁的前移，压紧器交替前移（不得少于2根），以保持主梁的稳定，滑到位以后将主梁后锚杆锚紧（不得少于3根），并用测力扳手上紧。
② 侧模系统在主梁前移时与主梁同步前移，到位后，用钢丝绳从预留孔道穿下与滑梁上的吊环用卡环连接，将侧模系统托起。然后将滑梁挂轮滑移到位，用IV级钢吊杆将钢丝绳换掉。
将底模系统后端挂轮滑移到位后端锚固于已成梁段上，前端用IV级钢与前上横梁连接。
③ 初调中线、标高。
④ 用千斤顶将底模系统与底板，侧模系统与翼缘板及腹板外侧密合，并将后吊杆带上保险螺母。
⑤ 精调中线、标高。
⑥ 用倒链将内模系统拖移到位，并调好中线及标高。
⑦ 绑扎底板、腹板钢筋、安装管道、立内模、预埋。绑扎顶板钢筋、预埋、安装端模。
⑧ 复核中线、标高，并检查合格后，方可灌注混凝土（注：在安装过程中如发现预留孔于挂篮位置不适时，要查明原因，进行处理，不得强行扭杆穿入孔洞，IV级钢吊杆严禁弯曲、打火）。
等强张拉以后，重复以上步骤灌注下一段。
5.2.3、边跨现浇段施工方法
边跨现浇段采用支架法进行施工，施工可参照墩顶梁段进行施工。
边跨现浇梁段施工时，混凝土浇筑向合拢口靠拢，并对梁段高程进行监测，使合拢口高差控制在允许偏差范围内。
5.2.4、合拢段施工方法
边跨合拢段采用支架或吊架施工，跨中合拢段可利用挂篮进行施工或吊架施工，支架施工要求可参照前相关内容。
合拢顺序必须满足设计要求。合拢前要调整中线和高程，连续梁将合拢一侧的临时固定支座释放，同时将两悬臂端间距离按设计合拢温度及预施应力后弹性压缩换算后进行约束锁定。
混凝土浇筑前合拢口两端悬臂预加压重符合设计要求同时符合线性控制流程并于混凝土浇筑过程中逐步撤除；
合拢段混凝土施工选择在一天中温度最低的时间进行。混凝土强度宜提高一级。混凝土加强养护，将合拢梁段及两悬臂端部进行覆盖降低日照温差影响；
混凝土浇筑前将合拢口单侧梁墩的临时固结约束解除，合拢梁段混凝土强度达到设计要求时及时进行预应力筋张拉。
支座反力调整满足设计要求。
边跨现浇段及合拢段施工方案图见图5.2.4—1。
5.3质量要求及验收标准
表5.31 连续梁悬臂浇筑梁段的允许偏差表
序号
控制要点
允许偏差（mm）
1
悬臂梁段高程
+15，-5
2
合拢前两悬臂端相对高差
合拢段长的1/100，且不大于15
3
梁段轴线偏差
15
4
梁段顶面高程差
±10
5
竖向高强精轧螺纹筋垂直度
每米高不大于10
6
竖向高强精轧螺纹筋间距
±10

表5.3-2 连续梁梁体外形允许偏差表
序号
控制要点
允许偏差（mm）
1
梁全长
±30
2
边孔梁长
±20
3
各变高梁段长度及位置
±10
4
边孔跨度
±20
5
梁底宽度
+10，-5
6
桥面中心位置
10
7
梁高
+15，-5
8
挡碴墙厚度
+10，-5
9
表面垂直度
每米不大于3
10
梁上拱度与设计值偏差
±10
11

底板厚度
+10，0
12
腹板厚度
+10，0
13
顶板厚度
+10，-5
14
桥面高程
±20
15
桥面宽度
±10
16
平整度
每米不大于5
17
腹板间距
±10
18
支座
板
四角高度差
1
螺栓中心位置
2
平整度
2
6、箱梁施工的线型控制
大跨度悬灌梁施工，应对其梁内应力和梁体线型进行监控。悬臂梁施工线型控制的关键是要分析每一施工阶段、每一施工步骤的结构挠度变化状态，控制立模标高。先计算出各梁段的立模预拱度，结合前一梁段的挠度实测值，修正预拱度值后调整立模标高。
6.1、立模预拱度计算
立模预拱度=各种因素引起梁体变形的挠度计算值+挂蓝变形+挠度观测调整值
6.1.1、 影响梁体变形的挠度因素根据施工过程主要有以下几种：
（1） 单T形成阶段由以下因素产生的悬臂挠度：
梁段混凝土自重；
挂篮及梁上其它施工荷载作用；
张拉悬臂预应力筋的作用。
（2） 合拢阶段，将继续发生以下因素产生的连续挠度：
合拢段混凝土重量及配重作用；
模板吊架或梁段安装设备的拆除；
张拉连续预应力束的作用。
在以上过程中，同时还会发生由于混凝土弹性压缩、收缩、徐变、预应力筋松驰、孔道摩阻预应力损失等因素引起的挠度。
6.1.2、梁体变形的挠度计算
（1）基本假设
混凝土为均质材料。
施工及运营过程中梁体截面的应力бh＜0.5Ra，并可认为在这种应力范围内，徐变、应变与应力成线性关系。
叠加原理适用于徐变计算，即应力增量引起的徐变变形可以累加求和。
（2）挠度计算
在上述假设的基础上考虑到各节段混凝土龄期不同所导致的收缩徐变差异将连续刚构梁施工所经历的收缩徐变过程划分为与施工过程相同的时段即：浇筑新梁段、张拉预应力筋、移动挂篮、体系合拢等。每一时段结构单元数与实际结构梁段数一致，在每一时段都对结构进行一次全面的分析，求出该时段内产生的全部节点位移增量，对所有时段进行分析，即可叠加得出最终挠度值。
6.1.3、 挂篮变形计算
挂篮变形包括：桁架弹性变形、前吊带弹性变形及非弹性变形。
桁架变形计算：将桁架简化为铰接形式，按各个梁段的不同重量，分别计算其弹性变形。
前吊带变形计算：
将底模架前横梁简化为弹性支承的连续梁，根据各个梁段的实际荷载计算各个支承的受力，然后根据受力情况计算出吊带的变形量。
非弹性变形测试：挂篮的非弹性变形由挂篮试压试验来实测，对于未经试压的挂篮，参考已试压挂篮（各套挂篮为同一型号、同一工厂，同一工艺加工）的变形值在第一次挂篮施工时设置，对于已试压的挂篮认为非弹性变形已消除在施工时不再考虑。
6.2、箱梁挠度观测
挠度观测是箱梁施工观测的主要内容。箱梁分段悬浇时，影响挠度变化的因素有：
6.2.1、 挂篮的弹性变形和非弹性变形产生的挠度；
6.2.2、 预拱度；
6.2.3、 各梁段自重的挠度；
6.2.4、 各梁段预应力产生的挠度；
6.2.5、 挂篮自重及施工荷载变化引起挠度；
6.2.6、混凝土徐变引起的挠度；
6.2.7、 温度变化引起的挠度变化；
这些因素均是挠度观测计算的依据，观测方法如下：
挠度观测采用自动安平水准仪在每一节段施工完成后与下一节段底模标高定位前的桥面标高观测，均安排在早晨太阳出来以前进行。混凝土浇筑前后预应力张拉前后，挂篮行走前后都要进行挠度观测。
温度观测是影响主梁挠度的主要因素之一。温度包括日温和季节温度。由于温度变化的复杂性，挠度在理想状态下计算时不可能考虑温度的影响，温度的影响只能通过实时的观测加以修正。